模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案精华版.pdf
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1、模拟电子技术基础第1章 常用半导体器件1.1 选择合适答案填入空内。在本征半导体中加入(A )元素可形成N型半导体,加 入(C)元素可形成P型半导体。A.五价 B.四价 C.三价(2)当温度升高时,二极管的反向饱和电流将(A)。A.增大 B.不变 C.减小(3)工作在放大区的某三极管,如果当 1B从12 uA增 大 到2 2 uA时,I c从1m A变 为2 mA,那么它的3约为(C)oA.8 3 B.9 1 C.100(4)当场效应管的漏极直流电流 k 从2 m A变 为4 m A时,它的低频 跨 导g m将(A ).A.增大;B.不变;C.减小1.2 电 路 如 图P 1.2所示,己 知U
2、 i lO s i n t (V),试 画 出U i与U。的波形。设二极管导通电压可忽略不计。解:U i与U o的波形如解图P 1.2所示。1.3电 路 如 图P 1.3所示,已 知U i5 s i n t(V),二极管导通电压 UD=O.7 V 试 画 出U i与u。的波形图,并标出幅值。图 P 1.3解 图P 1.31.4电路如图P 1.4所 示,二极管导通电压UD=0.7V,常温下U T 2 6 m V ,电 容C对交流信号可视为短路;U i为正弦波,有 效 值 为10m V 试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?O解:二极管的直流电流ID(V UD)/R 2.6mA其动态电阻:m
3、UT/ID 10 图 PI.4故动态电流的有效值:Id Ui/rD 1mA1.5现有两只稳压管,稳压值分别是 6 V和8V,正向导通电压为0.7V。试问:(1)若将它们串联相接,则可得到几种稳压值?各为多少?(2)若将它们并联相接,则又可得到几种稳压值?各为多少?解:(1)串联相接可得 4 种:1.4V;14V;6.7V;8.7V.(2)并联相接可得2种:0.7V;6 V。1.6已 知 图P1.6所示电路中稳压管的稳定电压 U Z 6V,最小稳定电流I Zmin 5mA,最大稳定电流 I Z max 25mA。(1)分别计算U I为1 0 V、1 5 V、3 5 V三种情况下输出电压 U O的
4、值;(2)若Ui 35V时负载开路,则会出现什么现象?为什么?解:(1)只有当加在稳压管两端的电压大于其稳压值时,输出电压才为 6 V。D,A U i 10V 时,Uo U 1 3.3 V ;R RLRIU i 15 V 时,Uo U,5 V :R RLUI 3 5 V 时,Uo11.7V Uz,Uo Uz 6 V ou.u7(2)当负载开路时,Iz -29mA IZ m a x 25mA,故稳压管将被烧毁。1.7在 图P L 7所示电路中,发光二极管导通电压UD=1.5V,正向电流在515mA时才能正常工作。试问:(1)开 关S在什么位置时发光二极管才能发光?(2)R的取值范围是多少?解:(
5、1)S闭合。0oluso/rtTRIDS(2)R 的 范 围 为:Rinin(V U D)/I D max 2 3 3Rmax(V U D)/I D min 7 0 0图 P1.71.8 现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如 图 P I.8所示。分别求另一电极的电流,标出其方向,并在圆圈中画出管子,且分别求出它们的电流放大系数图 P1.8解 图 P1.8解:答 案 如 解 图 P1.8所不。放大倍数分别为almA/10 A100和b 5mA/100A 501.9 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如 图硅管还是错管。P1.9所示。在圆圈中画出管子,并说明它们是解:如解图1.9。解 图 1.
6、91.10电路如 图P l.10所示,晶体管导通时 U BE 0.7V ,P=50o试分析VBB为0 V、I V、3V三种情况下T的工作状态及输出电压 UO的值。解:当 VBB 0时,T截止,U o 12 V .当 VBB I V时,因为VBB U BEQI BQ 6 0 AR bI CQ I BQ 3 m Au o V cc I CQ R c 9 V图 P l.10所 以T处于放大状态。当 VBB 3 V时,因 为 IBQVBB U BEQR b4 6 0 A,ICQI BQ 23m A?Ic sV c cU CE S11.3m A .所 以T处于饱和状态。1.11电 路 如 图P1.11所
7、 示,晶体管的B=50,|u B E 0.2V ,饱和管压降U CE S 0.1V;稳压管 的 稳 定 电 压U z 5 V,正向导通电压 U D 0.5 V o试问:当U i 0V时U o?;当u i 5 V 时 u o?解:当U i 0V时,晶体管截止,稳压管击穿,u o U z 5 V。当u i 5V时,晶体管饱和,u o 0.1V。因为:图 P I.11I Bu i U BER b4 8 0 A,I c2 4 m A,UE C V c c I c|R c 01.1 2分 别 判 断 图P1.1 2所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。图 P1.1 2解:(a)可能:(b)可能;(
8、c)不能;(d)不能,T的发射结会因电流过大而损坏。(e)可能。1.1 3 已知放大电路中一只N沟道场效应管三个极、的 电 位 分 别 为4V、8V、1 2 V,管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子(结型管、M O S管、增强型、耗尽型),并说明、与G、S、D的对应关系。解:管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管,三个极、与G、S、D的对应关系 如 解 图P1.1 3所示。解 图P1.1 31.1 4 已知场效应管的输出特性曲线如 图P1.1 4所示,画出它在恒流区的转移特性曲线。解 图Pl.1 4解:在场效应管的恒流区作横坐标的垂线标 值 及U G S值,建 立io f(U G S)坐标系
9、,(如解图Pl.1 4 (a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图Pl.1 4(b)所示。1.1 5电 路 如 图P1.1 5所示,T的输出特性如图P1.1 4所 示,分 析 当Ui=4 V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。解:根 据图P1.1 4所 示T的输出特性可知,其开启电压为 5V,根 据 图P1.1 5所示电路可知当U 1=4 V时,G S小于开启电压,故 T截止。当Ui=8 V时,设T工作在恒流区,根据输出特性可知 io 0.6mA,管压降 UDS VDD io Rd 10V,因此,UGD UGS UDS 2V,小于开启电压,
10、说明假设成立,即 T工作在恒流区。当U i=1 2 V时,由 于 VDD 12V,必然使T工作在可变电阻区。1.1 6分 别 判 断 图PI.I6所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。(a)(b)(c)(d)图 P l.16解:(a)可 能,(b)不能,(c)不 能,(d)可能。补 充1.电路如补 图P l (a)、(b)所示,稳压管的稳定电压 Uz 3 V,R的取值合适,U I的波形如 图(c)所示。试 分 别 画 出U O I和U 0 2的波形。补 图P 1解:波形如下图所示补 充2.在温度20 C时某晶体管的ICBO2 A,试问温度是6 0 0 c时 的I CB O?解:I CB
11、O60 I CBO20 2 4 2 2 4 3 2 A。补 充 3.有两只晶体管,一只的 P=200,I CE O 20 0 A ;另一只的8=100,I CE O 10 A ,其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子?为什么?解:选 用 B=100,ICEO 10 A的管子,因 其 B适 中,IC E O较小,因而温度稳定性较另一只管子好。补 充 4.电路如补图P4所示,试 问 B大于多少时晶体管饱和?解:取 UcES U BE,若管子饱和,补 图 P4第 2 章基本放大电路习题2.1 分 别 改 正 图 P 2.1所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦
12、合方式。图 P 2.1解:(a)将-V c c 改为+V c c。(b)在+V c c 与基极之间加R b.(c)将VBB反接,且在输入端串联一个电阻。(d)在VBB支路加Rb,在-V cc与集电极之间加Rc。2.2 画 出 图 P 2.2 所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。图 P 2.2解:将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路,图略。图 P 2.2 所示各电路的交流通路如 解 图 P 2.2 所示;(d)(c)解 图P 2.22.3 分 别 判 断 图P 2.2(a)、(b)所示两电路各属哪种放大电路,并写出 Q、A&、R/口R。的表达式。解:图V cc U
13、 BEQ TB Q-Ri R2(1)RaB Q,U CEQ VCC(1 )I BQ R c 0&A.R2 R3-,Ri F be/Rl ,Ro R2 /R3图(b):BQR2t-V cc UB E Q)/R2 R3 (1 )R|-IC QR2 R3U CEQV ccI CQR4 I EQ R l o&AuRqRi Ri/,Ro R4 o1,I CQBQ 2.4 电 路 如 图P 2.4 (a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时 U BEQ 0.7V。利用图解法分 别 求 出RL和RL 3 k 时的静态工作点和最大不失真输出电压 U m (有 效 值)。图 P 2.4解:空载时:I BQ
14、20 A,I CQ 2 mA,U CEQ 6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3 V ,有效值约为3.7 5 V 。带载时:I BQ 20 A,I CQ 2mA,U CEQ 3V;最大不失真输出电压峰值约为 2.3 V ,有效值约为1.6 3 V o如 解 图 P 2.4 所示。Fbe=lkQ,2.5 在 图 P 2.5 所 示 电 路 中,已 知 晶 体 管 的 P =8 0,&Ui20m V,静 态 时UBEQ 0.7V,U C E Q 4V,I B Q 20A。判断卜歹结论是否iB i角,祖舌号内打和”x 我A&4200(X)20310(3)A 也805400(X)1 R20,-k20I
15、k(X)(7)Ri3k(X)(8)Ri Ik(V)A&u40.75.7 1(X)(4)A 也802 5 200(V)0.7L(6)Rik0.02 35k(X)Ro 5 k(V)(1 0)Ro 2.5 k(X)&(n)Us 2 0 m V (X)&(1 2)US 6 0 m V (,)2.6电 路 如 图P 2.6所示,已知晶 体 管3=1 2 0,UBE=0.7V,饱和管压降U CES=0.5V在下列情况下,用直流电压表测量晶体管的集电极电位,应分别为多少?(1)正常情况;(2)Rbi短路;(3)Rbi开路;(4)Rb2开路;(5)Rb2短路;(6)R c短路;JS6kQL1仁1l)II1RL
16、 J(6)Rc 短 路,U c V cc 1 5 V。2.7电 路 如 图P 2.7所示,晶 体 管 的B =8。,;I。分 别 计 算R.和R.3 k时的 Q 点、A&u、R 和 Ro。解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、r z均相等,它们分别为:1BQVcc U BEQU B EQ22 ARbRsI CQ I BQ 1.7 6 m Ar bc F bb (1)2 6 m V1 E Q1.3 k空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为:&RUCEQ VCC ICQRC 6.2 V ;A 3 0 8r bc&F be&Ri Rb/r be r be 1.3 k;-A u
17、 9 3F be RsRo Rc 5 kRL 3 k 时,静态管压降、电压放大倍数分别为:U CEQ RLRL RC VCC I CQ(RC/RL)2.3 V则说明电路产生了什么失真,如何消除?&A.(RC RL)F be1 1 5&A u sA f 3 4.7r be Rs A uRiRb/F be F be1.3 kRoRc 5 k o2.8若 将 图P 2.7所示电路中的N P N管换成P N P 管,其它参数不变,则为使电路正常放大电源应作如何变化?Q点、A&u、Ri和。变化吗?如变化,则如何变化?若输出电压波形底部失真,解:由正电源改为负电源;Q点、A&u、R和。不会变化;输出电压波
18、形底部失真对应输入信号正半周失真,对P N P管而言,管子进入截止区,即产生了截止失真;减小Rbo2.9 已 知 图 P 2.9 所示电路中,晶体管 P=1 0 0,r be=1.4 k0o(1)现已测得静态管压降 UCEQ=6V,估 算 Rb;若 测得U i 和 U的有 效 值 分 别 为 I m V 和 l O O m V,则负载电阻RL为多少?解:(l)Ic Vs UCERe.n V ee UB EI B&由 A uU oUi2mA,I B5 6 5 k o(Rc RL)r be可 得:Ri.2.625k o 图 P 2.92.1 0 在 图 P 2.9 所示电路中,设静态时ICQ 2
19、m A,晶体管饱和管压降U CES 0.6V。试问:当负载电阻RL 和RI 3 k 时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏?解:由于 ICQ 2 m A,所以 UCEQ V ee ICQ Re 6V 空载时,输入信号增大到一定幅值,电路首先出现饱和失真。故U CEQ U CESuom 一二一3.82VRL 3 k 时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。故I CQRI.2.11电 路 如 图 P 2.l l 所示,晶体管 8=100,F b =100。(1)求电路的Q点、Au、R i和 R():(2)若 改 用 B=2 00的晶体管,则 Q点如何变化?(3)若电容Ce开路,则将引起
20、电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?解:(1)静态分析:J2SU)LL II1圻A,n 瓜 n W oj JOOXlU 5kliU(1)求 出 Q点;(2)分别求出RL=8和 R L=3 k Q 时电路的A&u、R i和 R o,解:求 解 Q 点:Ri Rb/rbe(1)Re 110 kRi.=3kfi 时;&A.(1)(Re/RL)rbe(1)(Re/RL)0.992R Rb/rbe(1)(Re/RL)76k输出电阻:R R/R s/R b rbe 37o e I2.1 3 电路如 图 P2.13所示,晶 体 管 的 B=60,求 解 Q 点、A u、R i和 Ro 设 Us=10mV(
21、有效值),问 U j?,U0?若 C3开路,则Ui?,U o?解:I BQI CQF bb 100.点:Vcc U BEQ A-31 ARh(1)ReI BQ 1.86mA图 P2.13UCEQ Vcc IEQ(RC Re)4.56VA u、R i和R o的分析:fb e2 6 m Vrb b.(1)-95 2I EQ&Au(RCRL)95fb eR iR b /rb c 95 2R oR c3 k(2)设 U s=I 0m V (有效值),则U iUR s R i3.2 m V ;UU 3 0 4 m V若 C3 开路,则:RRb/rb e(1)R e 5 1.3 k&AR c /R i.1
22、.5R eU iR s R i R i U9.6 m V ,U oU i1 4.4 m V。2.14 改正图漏接法。P 2.14 所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共(c)图 P 2.14解:(a)源极加电阻R s;(b)漏极加电阻RD;(c)输入端加耦合电容;改正电路如解图 P 2.14 所示。(d)在 R g 支路加-VG G,+VD D改 为-V DD解 图P 2.142.15已知图P 2.2 1(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。(1)利用图解法求解Q点;(2)利用等效电路法求解 Au、R i和R。(b)(c)图 P 2.
23、15解:(1)在转移特性中作直线 U G SioR s,与转移特性的交点即为 Q点;读出坐标值,得出I DQ lmA,U GSQ 2V o 如 解图 P 2.i5(a)所示。线的交点为Q点,U DS Q 3V O如 解 图P 2.2 1(b)所示。首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。gmI DUDSU G S2U G S(o ff)J DSSDQImV/V&Augm Rd 5;Ri Rg IMRo Rd 5k2.16已知图P 2.16(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。求解电路的Q点和A&u。图 P 2.16解:求 Q 点:根据电路图可知,U GSQ VGG 3V。从
24、转 移 特 性 查 得,当U GSQ 3 V时的漏极电流:iD Q lm A因此管压降 U D SQ VDD I DQRJ 5V。(2)求电压放大倍数:2,-&“,g m J i DQ I DO 2mA/V,Au gm Rd 20u GS(th)2.17 电路 如 图 P 2.17所示。(1 )若输出电压波形底部失真,则可采取哪些措施?若输出电压波形顶部失真,则可采取哪些措施?(2)若想增大?色,则可采取哪些措施?解:(1 )输出电压波形底部失真,类似于NPN型三极管的饱和失真,应 降 低 Q ,故可 减 小 R 2或 增 大 R i、RS;若输出电压波形顶部失真,则与上述相反,故 可 增 大
25、 R?或减小R i、R s。(2 )若想增大|A 8iu,就要增大漏极静态电流以增大g m ,故 可 增 大 R 2 或减小R i、RS。2.18 图 P 2.18中的哪些接法可以构成复合管?标 出 它 们 等 效 管 的 类 型(如 NPN型、P N P 型、N 沟道结型.)及 管 脚(b、e、c、d、g ,s)(e)所示,晶体管的B均 为2 0 0,f be均为3 k。场效应管的g m为1 5 m S;Q点合适。求解A&u、Ri 和 Ro 0解:在 图(c)所不电路中&A u iI (R.3 r be2)F bel&1 2 5;A u 22 R 4F be21 3 3.3&A u&A u
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