电子电路基础模电北京邮电大学林家儒第2版书后习题全解答1.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流电子电路基础模电北京邮电大学林家儒第2版书后习题全解答1.精品文档.第一章 思考题与习题1.1. 半导体材料都有哪些特性?为什么电子有源器件都是由半导体材料制成的?1.2. 为什么二极管具有单向导电特性?如何用万用表判断二极管的好坏?1.3. 为什么不能将两个二极管背靠背地连接起来构成一个三极管?1.4. 二极管的交、直流等效电阻有何区别?它们与通常电阻有什么不同?1.5. 三极管的放大原理是什么?三极管为什么存在不同的工作状态?(a)(b)图P1-11.6. 如图P1-1(a)所示的三极管电路,它与图P1-1(b)所示的二极管有何异同?1.
2、7. 稳压二极管为何能够稳定电压?图P1-2uiDi1.8. 三极管的交、直流放大倍数有何区别?共射和共基电流放大倍数的关系是什么?1.9. 三极管的输入特性和输出特性各是什么?1.10. 如图P1-2所示,设IS1011A,UT26mV,试计算ui=0,0.3V,0.5V,0.7V时电流I的值,以及ui=0.7V时二极管的直流和交流等效电阻。解:由I= IS *(exp(Ui/ UT)-1)当Ui=0时,I=0;当Ui=0.3V时,I=1.026106A;当Ui=0.5V时,I=2.248103A;当Ui=0.7V时,I=4.927A;直流等效电阻R= Ui/I = 0.7V/4.927A
3、= 0.142 exp(Ui/ UT)1交流等效电阻Rd = 26/I = 26/4927 = 5.277103 图P1-3uiDRCU1.11. 电路如图P1-3所示,二极管导通电压UD0.7V,UT26mV,电源U3.3V,电阻R1k,电容C对交流信号可视为短路;输入电压ui为正弦波,有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流有效值为多少?解:U3.3V100mV,I(UUD )/R (3.30. 7)/1k = 2.6 mA交流等效电阻:Rd = 26/I = 10 交流电流有效值:Id = Ui/Rd = 1 mA5Vu1t0u2t05V图P1-4(a)图P1-4(b)D1u1uoR
4、u2D21.12. 图P1-4(a)是由二极管D1、D2组成的电路,二极管的导通电压UD0.3V、反向击穿电压足够大,设电路的输入电压u1和u1如图P1-4(b)所示,试画出输出uo的波形。4.7Vu0t0解:P1-5RuoD2D1D3D41.13. 如图P1-5所示电路,设二极管为理想二极管(导通电压UD=0,击穿电压UBR= ),试画出输出uo的波形。uot解:1.14. 如图P1-6所示电路,设稳压二极管导通电压UD=0.7V,D1稳压值UZ16.3V,D2稳压值UZ23.3V,试计算:1. 当输入电压Ui12V时,输出Uo的值。2. 当输入电压Ui6V时,输出Uo的值。3. 当输入电压
5、Ui3V时,输出Uo的值。图P1-6Uo+RD1D2UiUo+RD1D2UiUo+RD1D2UiRD1UiUo+D2(a)(d)(c)(b)解:(a) 1D2反向导通,D1正向导通,Uo = UZ2UD 4V2.Uo = UZ2UD 4V3. Ui3V时,D2反向不导通,Uo = 3V(b) 1.D1、D2均反向导通,Uo = UZ2UZ1 9.6 V2. 反向不导通,Uo = 6V3. Uo = 3V(c)1.D1、D2均正向导通,Uo = UDUD 1.4 V2. Uo = UDUD 1.4 V3.Uo = UDUD 1.4 V(d)1.D2反向导通,D1 不导通, Uo = 3.3 V2
6、.D2反向导通,D1 不导通,Uo = 3.3 V3D1、D2均不导通,Uo = 3V图P1-7(a)uit(ms)06V-6Vuo+RD1D2ui图P1-7(b)1.15. 如图P1-7(a)所示电路,设稳压二极管导通电压UD=0.7V,稳压值UZ3.3V,输入电压波形如图P1-7(b)所示,试画出输出uo的波形。t(ms)04V-4Vuo 解:(a)(b)RC2VRb0.7V6V12VRC6VRb1.2V12V12VRE0.5VRC-6VRb-5.7V-5.3V-12VRE-5V(c)1.16. 根据图P1-8各电路中所测的电压值判断三极管的工作状态(放大、饱和、截止和损坏)。图P1-8R
7、C-2VRb-0.3V-6V-12VRC2VRb0V12V12VRC-2VRb-2V-12V-12V(d)(e)(f)解:(a)发射极正偏压,集电极反偏压,IC不为零,是放大状态;(b)发射极正偏压,集电极正偏压0.4V,为饱和状态;(c)发射极正偏压,集电极反偏压,IC为零,而IE和IB不为零,损坏状态;(d)发射极正偏压,集电极反偏压,但IC和IB为零,损坏状态;(e)发射极无偏压,集电极反偏压,为截止状态;(f)发射极正偏压,集电极反偏压,为放大状态。0UCE(V)IC (mA)20uA3IB=010uA30uA40uA69121234图P1-91.17. 某三极管的输出特性曲线如图P1
8、-9所示,试确定该三极管的直流和交流放大倍数。解:直流放大倍数=IC/IB=100 交流放大倍数=iC/iB=1001.18. 根据图P1-10电路中所测的电压值,试分别计算三极管的基极电流IB、集电极电流IC和放大倍数值。2k2V43k0.7V6V12V5k-3VRb-1.7V-5V-10V1k-1.01V(a)(b)图P1-10解:(a) IB = (2-0.7)V/43K =30 uA IC=(12-6)/2 =3 mA = IC /IB = 100(b) IE = (0+1.01) /1 =1.01 mA IC=(-5+10)/5 =1 mA = IC /IB = IC /(IE IC
9、) =100第二章 思考题与习题2.1什么是放大?电子电路中为什么要放大?2.2什么是共射、共基、共集放大电路?它们之间有何不同?2.3什么是直流等效电路?什么是交流等效电路?二者有何区别?2.4什么是放大电路的图解分析法?什么是等效电路分析法?它们各适用何种情况?2.5放大电路的分析原则是什么?为什么必须先分析放大电路的静态工作特性?2.6放大电路的为什么要设置静态工作点?它对放大电路的特性有何影响?2.7 什么是直流负载线?什么是交流负载线?二者有何区别?2.8什么是直接耦合放大电路?什么是阻容耦合放大电路?它们各有什么特点?2.9什么是截止失真?什么是饱和失真?主要原因是什么?图P2-1
10、(a)图P2-1(b)+uSRE12VRSRb2Rb3+uoRCCEC1C2Rb10uCE(V)iC (mA)40uA3iB=020uA60uA80uA69122468Q1Q22.10 图图P2-1(a)所示电路(值、各电容足够大),当Rb1=15.6k、Rb2=5k、Rb3=3.4k、RE=500、RC=2.5k时,其工作点如图P2-1(b)中Q1所示,如何调整Rb1和RC使工作点由Q1变到Q2,调整后的Rb1和RC各为多少?解:Q2: UEQ = RE*IE = 500*4mA=2VUBQ = UEQ+0.7V =2.7VUBQ = 12V* Rb3/ (Rb1 +Rb2 +Rb3) =3
11、.4*12/(Rb1+5+3.4) = 2.7V故Rb1 = 6.7 k又UCEQ=6V=12-4*(RC+0.5)得RC=1 (K)2.11基本阻容耦合放大电路及三极管输出特性曲线如图P2-2所示,三极管发射极的导通电压UD=0.7V、100,VCC=12V,Rb=282k,RC=RL=1.5k,各电容值足够大,试计算工作点、画出直、交流负载线。解:IBQ(VCCUBE) / RB = (12-0.7)/282k= 40 uAICQ=*IBQ= 4 mAUCEQ = VCC- ICQ* RC =12 4*1.5 = 6V直流负载线: UCE = VCC- IC* RC交流负载RLRCRL =
12、1.5/2 =750交流负载线: uCE = UCEQ + ICQ* RL - iC* RL如图,斜率大的为交流负载线。图P2-2(a)(b)+uiuoRC+RbVCCRLC1C20uCE(V)iC (mA)40uA3iB=020uA60uA80uA69122468Q2.12如图P2-3(a)所示的电路,试问1. 如果观测到的输出电压波形如图(b)所示,则该失真为何种失真?主要由何种原因造成的?如何调整Rb1来解决?2. 如果观测到的输出电压波形如图(c)所示,则该失真为何种失真?主要由何种原因造成的?如何调整Rb1来解决? 解:图(b)中电压顶部削平,相当于电流底部削平,是截止失真。原因是静
13、态工作点太低,应增大IB,即减小Rb1;图(c)中电压底部削平,相当于电流顶部削平,是饱和失真。原因是静态工作点太高,应减小IB,即增大Rb1;(b)(c)图P2-3+uiuoRC+Rb1Rb2VCCuotuot(a)+uiuoRC+RbVCCC1C2VBB图P2-4(a)-0.11V0t0.11Vui图P2-4(b)2.13设如图P2-4(a)所示的放大电路,Rb=200kW,RC=2kW,UD=0.7V,100,VCC=12V,VBB=2.7V,各电容值足够大,输入、输出特性曲线分别如图P2-4(c)、(d)所示,试1. 计算印静态工作点,画出负载线2. 画出中频交流等效电路3. 设输入电
14、压ui如图P2-4(b)所示,试用图解法画出输出uo的波形4. 输出主要产生何种失真,如何改善+uiuoRC+Rb解:1. IBQ(VBBUBQ) / Rb (2.70.7) / 2 10 uA ICQ=*IBQ= 1 mA UCEQ = VCC - ICQ * RC =12 1*2 = 10V2. 中频交流等效电路3. 4. 输出主要产生截止失真,uce (V)Q点tic (mA)602424681012IB=60uA50uA40uA30uA20uA10uAiCuOuBE(V)0.70.810.66030iB(uA)010tiB应增大静态工作电流IBQ ,即增大VBB ,或减小Rb。2.14
15、设在图P2-5(a)所示电路中,三极管的输出特性曲线如P2-5(b)所示,RS=500W,Rb1=9.3k,Rb2=2.7k,rbb =100W,VCC=12V,RE1=100W,RE=400W,RC=1.5k;三极管的导通电压UD=0.7V、b=100。试1. 计算静态工作点、画出直、交流负载线。2. 画出该电路的h参数等效电路3. 计算电压放大倍数Au、源电压放大倍数AS、输入电阻Ri、输出电阻Ro图P2-5(a)图P2-5(b)+uSRE1VCCRLRSRb1Rb2+uoRCC1C2CERE20uCE(V)iC (mA)40uA3iB=020uA60uA80uA69122468Q解:1.
16、 UBQVCC * Rb2/( Rb1+Rb2) 12 * 2.7/( 9.3+2.7)2.7 VUEQUBQUBEQ 2 VICQIEQ = UEQ / ( RE1+RE2) = 2 / ( 100+400) = 4mAIBQICQ/=40uAUCEQVCCICQ* RC UEQ = 124*1.52 = 4V直流负载线: UCE = VCC- IC* (RE1 +RE2 +RC)交流负载RLRC+R E1 =1.5+0.1 =1.6k交流负载线: uCE = UCEQ + ICQ* RL - iC* RL如图,斜率大的为交流负载线。+uSRbRCiBbiBrbeRSuoRiRoiCi1RE
17、1ui2. h参数等效电路3. Rb= Rb1| Rb2=9.3| 2.72.09 kWrbe = rbb + 26/ IBQ =100+26/0.04 = 750WRi= Rb |rbe+(1+) RE1 = 2.09|0.75+101*0.1 =1.75kWRo= RC = 1.5kAu = uo/ui = RC /rbe+(1+) RE1 = 100*1.5/10.85 -13.8ui = uS * Ri / (Rs + Ri) 图P2-6+uiuoRC+Rb1Rb2VCCRLAS =uo /uS = uo /ui* ui/uS =Au* Ri / (Rs+ Ri)=-13.8*1.75
18、/(0.5+1.75)=-10.752.15 在图图P2-6所示的直接耦合放大电路中,三极管发射极的导通电压UD=0.7V、100,rbb =100W,VCC=12V,Rb1=15.91k,Rb2=1k,RC=4k,RL=12k,试1. 计算静态工作点2. 画出该电路的h参数等效电路3. 计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro解:1. UBEQUD0.7 VIBQ(VCCUBEQ) / Rb1 UBEQ / Rb2(120.7)/15.910.7/1 =10 uAICQ = IBQ *= 1 mAUCEQVCCICQ* RC 6 V2. h参数等效电路+uSRb1RCiBbiBrbe
19、Rb2uiuoRLRiRoiCi1 3. rbe = rbb + 26/ IBQ =100+26/0.01 = 2700 WAu = uo/ui = (RCRL) /rbe= 100*3/2.7 111Ri = rbeRb1 = 2.715.91 2.3 kRo= RC= 4 k图P2-7+uiuoRE+Rb1Rb2VCCRL2.16#在图图P2-7所示的直接耦合共集放大电路中,三极管发射极的导通电压UD=0.7V、99,Rbb =100W,VCC=12V,Rb1=4k,Rb2=5k,RE=100,RL=1.4k,试1. 计算静态工作点2. 画出该电路的h参数等效电路3. 计算电压放大倍数Au
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