模拟电子技术基础(第四版)习题解答童诗白.pdf
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1、第 1 章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确,用“X”和“,”表示判断结果填入空内。(1)在 N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其改型为P型半导体。(V )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。(X )(3)P N 结在无光照、无外加电压时,结电流为零。(V )(4)处于放大状态的晶体管,集电极电流是多子漂移运动形成的。(X )(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压,才能保证其 7?磔大的特点。(J)(6)若耗尽型N 沟道MOS管的UG S大于零,则其输入电阻会明显变小。(X )二、选择正确答案填入空内。(1)PN结加正向电压时,
2、空 间 电 荷 区 将 A 。A.变窄 B.基本不变 C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时,发 射 结 电 压 和 集 电 结 电 压 应 为。A.前者反偏、后 者 也 反 偏 B.前者正偏、后 者 反 偏 C.前者正偏、后者也正偏(4)“;s=。-时,能够工作在恒流区的场效应管有A、C 。A.结型管 B.增强型MOS管 C.耗尽型MOS管三、写出图T1.3 所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压为=0.7 九图 T1.3解:外产1.3 匕%=0 匕 U s=-1.3 匕%4=2 匕 5=1.3 匕 UO6=-2K四、已知
3、稳压管的稳压值上=6 匕稳定电流的最小值/z m i n=5 *。求图T1.4所示电路中 U o i 和。0 2 各为多少伏。o-0-+500 n10V(a)+2kfi1OV(b)Q +2knlJ u,y2图Tl.4解:左图中稳压管工作在击穿状态,故 U0i=6几右图中稳压管没有击穿,故 为 2=5人五、电路如图T1.5所 示,%c=15%,夕 =100,试问:(1)凡=501。时,Uo=?(2)若 7 临界饱和,则氏=?解:(M =26/,Ic=/3IB=2.6mA,UO=VCC-ICRC=2V o3:%=气 区2.S6mA,/B S=/C S/=2 8.6 4RL BB-UBE=45.54
4、Q小六、测得某放大电路中三个M O S管的三个电极的电位如表T1.6所示,它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态(截止区、恒流区、可变电阻区),并填入表内。表 T1.6管号UG S.Us/VUG/VUD/V工作状态T,4-513恒流区T2-43310截止区T3-4605可变电阻区解:因为三只管子均有开启电压,所以它们均为增强型M O S管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态,如表T1.6最后栏所示。2习题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
5、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/B从 1 2/增大到2 2 /时,/c 从加/变为2m A,那么它的夕约为(C)oA.8 3 B.9 1 C.1 0 0(4)当场效应管的漏极直流电流/D从2 m A变为4 m A时,它 的 低 频 跨 导 A )。A.增大;B.不变;C.减小1.2 电路如图P L 2所示,已知%=1 0 s in iy/(r),试画出以与的波形。设二极管导通电压可忽略不计。图 P1.2解:与“的波形如解图P 1.2 所示。1.3 电路如图P1.3所示,已知为=5 s in&,二极管导通电压缶=0.7 几试画出与。的波形图,并
6、标出幅值。3解:波形如解图P1.3所示。1.4 电路如图P1.4所示,二极管导通电压为=0.7 匕常温下UT=26m K,电容C对交流信号可视为短路;,为正弦波,有效值为1 0 mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?解:二极管的直流电流ID=(V-UD)/R =2.6m A其动态电阻:rD UT I ID0。图 P1.4故动态电流的有效值:Id U J rD 1m A1.5 现有两只稳压管,稳压值分别是6 夕和8 匕 正向导通电压为0.7 兀 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:串联相接可得4种:1.
7、4/;1 4 K;6.7,8.7 兀(2)并联相接可得2种:0.7,6 兀1.6 已知图P 1.6 所示电路中稳压管的稳定电压U z=6%,最小稳定电流,Z min =5 m Z ,最大稳定电流/z ma x =2 5 m/。(1)分别计算。/为 1 0 V、1 5 V、3 5 V 三 种 情 况 下 输 出 电 压 的 值;(2)若。/=35%时负载开路,则会出现什么现象?为什么?4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6V。,U/=10 时,Uo=R l U,=3.3K:R+RL图 Pl.6U,=15/时,Uo=R l U,=5 V;R+凡RU/=35时,Uo=1
8、1-7 r t/z,UO=UZ=CV.0.1(2)当负载开路时,Iz=U1Uz=29m A IZmm=25m A,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=L5/,正向电流在5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)/?的取值范围是多少?解:(1)S闭合。(2)H的范围为:人”(展 )/鹏7 233c图 P1.7L=(展 )/2700c1.8现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图P1.8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。(b)图 P1.8解图P1.85解:答案如解图P1
9、.8所不。放 大 倍 数 分 别 为=m A/104 =100 和 片=5m A/W 0/j A=501.9 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。在圆圈中画出管子,并说明它们是硅管还是错管。图 P1.9解:如解图1.91.10 电路如图P1.10所示,晶 体 管 导 通 时=”,4=50。试分析VB B为 0V、IV、3V三种情况下T的工作状态及输出电压的值。解:(1)当心B=0 时,T 截止,。=12%(2)当心8=1%时,因为%=B 1 B Q=3 m AUO=VCC-IC QRC=V图 Pl.106所 以 T处于放大状态。(3)当 VBB=3V 时,因为%=一 ”=4 6
10、0,Rh包=%=2 3 初小=七%,所 以 7 处于饱和状态。1.1 1 电 路 如 图 P l.l l 所 示,晶体管的夕=50 ,|t/|=0.2 r ,饱和管压降|t/C$|=o.i r;稳 压 管 的 稳 定 电 压%=5%,正向导通电压u。=0.5%。试问:当U/=Q V 时0 =?;当 勺=5V 时?/。=?解:当 为=0%时,晶体管截止,稳压管击穿,uo=Uz=-5V o当=-5 P时,晶体管饱和,uo=0.IP o图 P l.1 1因为:以=4 80 /,人 卜 /=2 4 段,。比=噎 一 刃&nv,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
11、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 的对应关系加解图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解图P1.1 48解:在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解 图P1.1 4(a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及GS值,建立iz=/(G S)坐标系,描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图P1.1 4(b)所示。1.1 5电路如图P1.1 5所示,7的输出特性如图P1.1 4所示,分析当为=4人8 K、12V三种情况卜场效应管分别工作在
12、什么区域。解:根据图P L 1 4所 示7的输出特性可知,其开启电压为5 V,根据图P1.1 5所电路 口J 知GS=/。当/=4/时,G S小于开启电压,故7截止。当为=8修时,设7工作在恒流区,根据输出特性可知 iD 0.6m A,管压降 uD S VDD-iDRd 1 0 ,因此,%。=G S-0 ss:-2%,小于开启电压,说明假设成立,即7工作在恒流区。图 P1.1 5当/=1 2 V时,由于,=12%,必然使T工作在可变电阻区。1.1 6分别判断图PI.1 6所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。图 P1.1 6解:(a)可能(b)不能,(c)不能,(d)可能。9补 充 1
13、.电路如补图P l(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压U z=3%,火 的取值合适,U,的波形如图(C)所示。试分别画出 例和 0 2 的波形。解:波形如下图所示补充2.在温度2 0 时某晶体管的IC BO=2 4 试问温度是60 时的ICBO=?解:3。60 =/。2。x 24=2 x 24=3 2 4 o补 充 3.有两只晶体管,一 只 的 =2 0 0 ,ICE 0=200/.IA ,另一只的夕=1 0 0 ,ICE O=1 0 p 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 后 1 0 0,/C E O=1 Z的管子,因其适中,人。较小,因而温度稳定性较另一只管子好
14、。补充4.电路如补图P 4 所示,试问p大于多少时晶体管饱和?解:取UC E S=UBE,若管子饱和,10则.b_卢.=空 _胪,即 凡=/凡所以,乃28=1 0 0时,管子饱和。R补图P 4第 2 章基本放大电路自测题在括号内用“卡和“x”表明下列说法是否正确。1.只有电路既放大电流乂放大电压,才称其有放大作用。(X)2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。N)3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。(x)4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。(x)5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。(力6.由于放大的对象是变化量,所以当输入直流信号时,任何放大电路的输出都毫无
15、变化。(x)7.只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。(x)二.试 分 析 图T 2.2各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。11解:图(a)不能。/B将输入信号短路。图(b)可以。图不能。输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。图(d)不能。晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。图(e)不能。输入信号被电容C2短路。图不能。输出始终为零。图(g)可能。图(h)不合理。因为G-S间电压将大于零。12图不能。因为7截止。三.在图T 2.3 所示电路中,已知匕r=12%,晶体管户=1 0 0,尺=1 0 0 4。填空:要求先填文字表达式后填得数。
16、当 D=or时,测得。眸=0.7 r ,若要基极电流/阳=2 0/,则Rh和 时 之和&=(UCCUBEJ/IBQ)履1 文 5 6 5 )左。;而 若 测 得 理=6%,则尼=(ycc-uC E Q)i/3iB Q)M 3)m,若测得输入电压有效值q=5 加/时,输 出 电 压 有 效 值=0.6 玄,则电压放大倍数4=(Uo/Ui产(-1 2 0)。5_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _若负载电阻此值与凡相等,则带上 图 T 2.3负载后输出电压有效值。=(U o)=(0.3)V oRL+Re四、已知图T 2.3 所示电路中心0 =1 2 匕 R,=3 A。,静态管压降U
17、C E=6匕 并在输出端加负载电阻火 其阻值为3 左 Q。选择一个合适的答案填入空内。(1)该电路的最大不失真输出电压有效值。加 a(A );A.2 V B.3 V C.6 V(2)当,=mV时,若在不失真的条件下,减小R、.,则输出电压的幅值将(C );A.减小 B.不变 C.增大(3)在匕=1 加/时,将 Rw调到输出电压最大且刚好不失真,若此时增大输入电压,则输出电压波形将(B );A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波(4)若发现电路出现饱和失真,则为消除失真,可将(B )。13A#”.减小B.凡减小 C.七0 减小五、现有直接耦合基本放大电路如下:A.共射电路 B.共集电路 C.共
18、基电路D.共源电路 E.共漏电路它们的电路分别如图2.2.1、2.5.1(a)、2.5.4(a)、2.6.2和 2.6.9(a)所示;设图中 为,且均相等。选择正确答案填入空内,只需填A、B、。)输入电阻最小的电路是(C),最大的是(D、E);(2)输出电阻最小的电路是(B);(3)有电压放大作用的电路是(A、C、D);(4)有电流放大作用的电路是(A、B、D、E);(5)高频特性最好的电路是(C);(6)输入电压与输出电压同相的电路是(B、C、E);反相的电路是(A、D)六、未画完的场效应管放大电路加图T2.6所示,试将合适的场效应管接入电路,使之能够正常放大。要求给出两种方案。解:根据电路
19、接法,可分别采用耗尽型N 沟道和P 沟道MOS管,如解图T 2.6所ZjS O图 T2.6 解图T2.6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合方式。14解:(a)将-七c 改为+%c。(b)在+%c 与基极之间加区。(c)将/B反接,且在输入端串联一个电阻。(d)在-B B支路加即,在-匕c 与集电极之间加上。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。15柯 解:将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路,图略。图 P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示;2.3 分
20、别 判 断 图 P2.2(a)、(b)所 示 两 电 路 各 属 哪 种 放 大 电 路,并写出o 4、舄和凡的表达式。解:图(a):IBQVcc-UBEQ氏+4+(1+0)&,C 2 =BQ UE Q =K?C(l+0/%4。4 Ri=rbe/R1,RO=R J/R3rbe1 6图(b):/%=(嚷-。眸)/&+(l +0R,3=以 即,UcEQ 二%C 一,0 0凡【EQR 4=/,R,=RJ3,4=凡。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 砥。=0.7 P。利用图解法分别求出&=0 0和&=3人。时的静态工作点和最大不失真输出电压。加(有效值)。解:空
21、载时:/砥=2 0 4/c =2加4。0 =6%;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:IBQ 20/,=2m A.UC E Q-3 P ;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。172.5 在 图P 2.5所示电路中,已知晶体管的夕=8 0,%=lkC,E=20 ,静态时UB E Q=0.7V,UC E Q=4/乙。=2 0/z J。判断下列结论是否正确,在 括 号 内 打 和“X”表示。(i)4,=:-?=-2 00(x)2 0 x1 0-3 4=-=-5.7 1 (x)4=8 0 x 5:-j =-4
22、00(x)(4)4 =.迎 空7 0 0 N)1(5)&=m =iA Q (X)2 0(6)&=0 7m=3 5 Z C (x)0.02(7)7?,3人。(x)凡。UQ(力(9)凡=5 k d N)(1 0)凡=2 5 kQ(x)2 0 mV(x)(1 2)”6 0 wK(力2.6 电路如图P 2.6所示,已知晶体管夕=1 2 0,UBE=0.7%饱和管压降UCES=0$九在卜列情况下,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;即 短 路;(3-”开 路;(4)8 2开路;(5)&2短路;(6)&短路;18解:4=上上诞-媪=1 7 4-1 6 3 =1,/0 =%=1
23、.3 2 侬 1,Rb2&i:.UC=VC C-ICRC=.3V.(2)RM 短路,I。=0,;.=1 5%。(3)7?b l开路,临界饱和基极电流/册=。0产之2 3.7 V ,实际基极电流IB=VC LUBE=1 7”。Rb2由于与 小,管子饱和,六U c =UCE S=0.5K o(4)加开路,无基极电流,=%=1 5%。(5)&2 短路,发射结将烧毁,0 c 可能为1 5。(6)R c 短路,Uc=Vc c=15V o2.7 电路如图P 2.7 所示,晶体管的=8 0,%=1 00。分别计算4=8和&=3 履1 时的Q点、,、尺 和(。19解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、展均
24、相等,它们分别为:r rV C C -TuJ UBE。%=U-B宰EQ “2C2C/AKb 4ICQ=/3IB0 x .76mA八 八、26m V.ci%=%,+(1 +夕)一BL3QE Q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:土6.2九 年=-殁。-3 08rh eR尸3 k d,产-这 产 9 3rbe+Rs&=4=5攵Q&=3攵。时,静态管压降、电压放大倍数分别为:UC EQ=%-W-R”23yA=&)-H 5 j 4 x-3 4.7u u s n urb erb e+Rs&=&,1%x“e a L 3左。Ro Rc 5左。2.8若将图P 2.7所示电路中的N P
25、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、儿、用和此变化吗?如变化,则如何变化?若输出电压波形底部失真,则说明电路产生了什么失真,如何消除?解:由正电源改为负电源;Q点、%、和凡不会变化;输出电压波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;减小品。202.9已知图P2.9所示电路中,晶体管=100,%=1.4kC。现已测得静态管压降UCE=6 V,估算心;(2)若测得Ui和口的有效值分别为1利/和100m匕 则 负 载 电 阻&为 多 少?2.1 0 在 图P 2.9所 示 电 路 中,设 静 态 时/他=2 m
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