模电课后习题与答案-第一章 常用半导体器件 至 第十一章 模拟电子电路读图.pdf
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1、整 理:知 学易科 学护 眼 模式第一章常用半导体器件自 测 题一、判 断下列 说 法是否 正 确,用“J”和“X”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。()(2)因为N 型半 导体 的 多子是 自由电 子,所以 它带 负电。()(3)PN 结 在无光 照、无外加 电压 时,结电 流为 零。()(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。()(5)结 型场效应 管 外加 的 栅-源 电压 应使 栅-源 间的耗 尽层承受反向 电 压,才 能保 证其Rgs 大 的特 点。()(6)若耗 尽型N
2、 沟 道MOS 管的Ugs 大于 零,则其 输入 电阻会 明显变 小。()解:(1)7(2)X(3)V(4)X(5)V(6)X二、选 择正 确答 案填入 空内。(1)PN 结加 正向 电压 时,空间电荷区 将 oA.变窄 B.基本不变 C.变宽(2)设二 极 管的端电压为U,则二 极 管的电 流方 程 是 oA.Iseu B.Iseu/Ur C./s(ew-l)(3)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(4)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、
3、后 者也 正偏(5)Ugs=OV 时,能 够工作 在恒流区 的 场效应 管 有 oA.结 型 管 B.增强型MOS 管 C.耗尽型MOS 管解:(1)A(2)C(3)C(4)B(5)A C第一 章题解一1三、写出 图Tl.3 所 示各 电路的输出 电压值,设二 极 管 导 通电压Ud=0.7V。解:Uoi 4 1.3V,Uo2=。,U034一 1.3V,Uo4 心 2V,UO5 1.3V,U060 2Vo四、已 知稳压 管的稳压值Uz=6V,稳 定 电 流 的 最小值/zmin=5mA。求图 T1.4 所 示电路中Uoi 和。02各为 多少伏。图 T1.4解:t/Oi=6V,Uo2=5V。第一
4、 章题解一2五、某晶体 管的输出 特 性曲 线 如图T1.5 所 示,其 集电 极最大 耗 散功 率Pcm=200mW,试画出它的过损耗区。解:根据尸cm=200mW可 得:Uce=40V 时左=5mA,Uce=30V 时/c 4 6.67mA,Uce=20V 时/c=10mA,Uce=10V 时女=20mA,将各 点 连 接成曲 线,即为临 界过 损 耗线,如 解 图T1.5 所 示。临 界过 损 耗线的 左 边为 过 损 耗区。六、电路 如图T1.6 所 示,VCc=15V,=100,t/BE=0.7Vo 试问:(1)Ab=50k。时,uo=?(2)若T临 界饱和,则 正仁?解:(1)Rb
5、=50k。时,基极 电 流、集 电 极 电 流和 管压 降分别为/曦一 曜=26 1 A 氏lc=(3 IQ=2.6mAUCE=VCC-ICRC=2V所以 输出 电压Uo=Uce=2V。(2)设临 界饱和 时Uces=Ube=0.7V,所以图 T1.6%0 尔=2.86mA 凡IB=28.6月 ARb=b-be-45.4kQ七.测得某放大电路中三个MOS 管的三个 电 极 的电位 如 表T1.7 所 示,第一 章题解一3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 T1.7管号 GS(th)/V Us/V UG/V UdN
6、 工作 状 态Ti 4-5 1 3t 2-4 3 3 10t 3-4 6 0 5解:因为三只 管 子均有开启 电压,所以 它们 均为 增强型MOS 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 解表T1.7 所 示。解表T1.7管号 t/GS(th)/VUs/V UgN Ud/V 工作 状 态Ti 4-51 3 恒流区t 2-4 3 3 10 截止区t 3-4 6 0 5 可变 电阻区习 题1.1 选择合适答 案填入空内。(1)在本征半 导体中加入 元 素可 形成N 型半 导体,加入 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,
7、二 极 管的反向 饱和 电 流将 oA.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1211A 增大到22 u A 时,Ic 从1mA变为2mA,那么 它 的约为。A.83 B.91 C.100(4)当场效应 管的 漏极 直 流 电 流/d从2mA变为4mA 时,它 的低 频跨 导 gm 将。A.增大 B.不变 C.减 小解:(1)A,C(2)A(3)C(4)A1.2 能否 将1.5V 的 干 电 池以 正向 接法接到二 极 管两 端?为什么?第一 章题解一4解:不 能。因为二 极 管的 正向 电 流与其 端电压 成指数关 系,当 端电压为 1.5V 时,管
8、子会 因 电 流 过 大 而 烧坏。1.3 电路 如图P1.3 所 示,已 知 妁=lOsin g/(v),试画出 妁与 的 波形。设 二极管正向导通电压可 忽略不计。解 图P1.3解:刈和 的 波形如 解 图P1.3 所 示。1.4 电路 如图P1.4 所 示,已 知 i=5sin 3/(V),二 极 管 导 通电压Ud=0.7V。图 P1.4解 图P1.4解:波形如 解 图P1.4 所 示。第一 章题解一51.5 电路 如图Pl.5(a)所 示,其 输入 电压Hu和 i2 的 波形如图(b)所 示,二极管导通电压Ud=0.7V。试画出 输出 电压o 的 波形,并标出 幅值。解:“0 的 波
9、形如 解 图P1.5 所 示。解 图P1.5第一 章题解一61.6 电路 如图Pl.6 所 示,二极管导通电压Ud=0.7V,常温下UT26mV,电 容C 对交流信号可 视为短路;妁为 正弦波,试问二 极 管中 流 过的交 流 电 流有效值为 多少?解:二极管的直 流电流ID=(V-Ud)/R=2.6mA其动 态 电阻 d 弋 Ut d=10 Q故动 态 电 流有效值有效值为10mV。/d=UiD 2 1mA 图 Pl.61.7 现 有两只 稳压 管,它们 的稳 定 电压分别为6V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
10、)若 将它们 并 联相 接,则又可 得到几 种稳压值?各为 多少?解:(1)两只 稳压 管串 联 时可 得1.4V、6.7V、8.7V和14V 等 四 种稳压 值。(2)两只 稳压管并联时可得0.7V和6V 等两 种稳压值。1.8 已 知稳压 管的稳 定 电压Uz=6V,大功 耗Pzm=150mW。试 求图P1.8 所 示电 路中 电阻R 的取值 范 围。解:稳压 管的 最大 稳 定 电 流1zm=P zm/Uz=25mA电阻R 的电 流为/ZM/zmin,所以其 取值 范 围为R=U Uw=0.36-1.8kQI7稳 定 电 流 的 最小值/zmin=5mA,最o-izzi-o+R+G=i5
11、v Dz2s/=6V6-6图 Pl.8第一 章题解一71.9 已 知 图P1.9 所 示电路中 稳压 管的稳 定 电压Uz=6V,最小 稳 定 电 流/zmin=5mA,最大 稳 定 电 流,Zmax=25mA。(1)分别 计算S为10V、15V、35V三种情况下输出电压Uo 的值;(2)若S=35V 时 负载 开 路,则会出 现什么 现象?为什么?解:(1)当 S=10V 时,若 Uo=Uz=6V,则 稳压 管的电 流为4mA,小于其 最小 稳 定 电 流,所以 稳压 管 未击 穿。故Uo=5 3.33V R+Rl当Ui=15V 时,稳压 管中 的电 流大于 最 小 稳 定 电 流,Zmin
12、,所以Uo=Uz=6V同 理,当 S=35V 时,Uo=t/z=6Vo(2),Dz=(。1-Uz)/R=29mA,zM=25mA,稳压 管 将因功 耗过 大 而 损 坏。图 P1.91.10 在图PL10 所示电路中,发光二 极 管 导 通电压为=1.5V,正向 电 流在5 15mA 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:(1)S 闭合。(2)R 的范 围为=(UD)DmL 233cRmax=(4)/=700Q。图 Pl.10第一 章题解一81.11 电路 如图Pl.11(a)、(b)所 示,稳压 管的稳 定 电压Uz=
13、3V,R 的 取值合 适,I 的 波形如图(C)所 示。试分别 画出Moi和MO2 的 波形。图 Pl.ll解:波形如 解 图P1.H 所示1.12 在温度20 时某晶体 管的/cbo=2u A,试问 温度是60 时/cbo 心?解:60 时/cBO=CBO(T=20)=32。A o第一 章题解一91.13 有两只 晶体 管,一只 的=200,/ceo=200r A;另一只 的=100,Zceo=10u 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=100、,cbo=1。u A 的管 子,因其 适中、/ceo 较 小,因 而 温度 稳 定性 较另一只 管 子好。1.14
14、 已知两只 晶体管的电 流放大 系数 分别为50和100,现 测得放大 电 路中 这两只 管 子两个 电 极 的电 流如图P1.14 所 示。分别求另一电极的电流,标出其 实 际 方向,并在圆圈中画出管子。解:答 案如 解 图P1.14 所 示。第一 章题解一101.15 测得放大 电路中六只 晶体 管的直 流 电位 如图P1.15 所 示。在圆圈中画出 管 子,并分别 说明它们是硅管还 是错管。图 P1.15解:晶体 管三个 极分别为上、中、下管脚,答 案如 解表P1.15 所 示。解表P1.15管号 Ti t 2 t 3 t 4 t 5 t 6上e c e b c b中 b b b e e
15、 e下c e c c b c管 型 PNP NPN NPN PNP PNP NPN材料 Si Si Si Ge Ge Ge1.16 电路 如图P1.16 所 示,晶体 管 导 通 时Ube=0.7V,=50。试分 析Vbb 为0V、IV、1.5V三 种 情况下T 的 工作 状 态及 输出 电压“O 的值。解:(1)当/b=0 时,T 截止,uo=12Vo(2)当Vbb=1V 时,因为Icq=B/bq=3mAMo=cc【cqRc=9V所以T 处于 放大 状 态。(3)当/b=3V 时,因为 r _ Kb-beq.BQ=160 u AIBQ侬?/m=60以A&%第一 章题解一 11,cq=B,bq
16、=8mAo=%c-【cqRc Ube 所以T 处于 饱和 状 态。1.17 电路 如图P1.17 所 示,试问 大于 多少 时晶体 管饱和?解:取Uces=Ube,若管 子 饱和,则B 匕c Ube _ K:c _ Ube1一 所以,之 殳=100 时,管 子 饱和。1.18 电路 如图P1.18 所 示,晶体 管的=50,|UbeI=0.2V,饱和 管压 降|t/cEsl=0.1V;稳压管的稳 定电压Uz=5V,正向 导 通电压Ud=0.5V。试问:当 Mi=0V 时 Mo=?当 I=5V 时 说 o=?解:当卬=0 时,晶体 管 截止,稳压 管击 穿,“o=-Uz=-5Vo当刈=5V 时,
17、晶体 管饱和,Mo=0.1V。因为:b|=【一、=480、A 品|,c|=|,b|=24mAUec=Vcc-|/c Wc Vcc图 Pl.18第一 章题解一 121.19 分别判 断图Pl.19 所 示各 电路中 晶体 管 是否 有可 能 工作 在放大 状 态。解:(a)可 能(b)可 能(c)不 能(d)不 能,T 的发 射 结会 因 电 流 过 大 而 损坏。(e)可能1.20 已 知 某 结 型场效应 管的,DSS=2mA,UGS(of f)=-4V,试画出 它 的 转移特 性曲 线和 输出 特 性曲 线,并近似画出予 夹断 轨迹。解:根据方 程;_ T。“GS 2,D-,DSS(1-V
18、;)GS(th)逐 点求出 确 定 的GS卜 的ZD,可 近似 画出 转移特 性和 输出 特 性;在 输出 特 性中,将各 条曲 线上“GD=UGS(off)的 点 连 接 起 来,便为予 夹断 线;如 解 图PL2。所 示。第一 章题解一13解 图Pl.201.21 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、12V,管 子工作 在恒流区。试判 断它可 能 是哪 种管 子(结 型 管、MOS 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P
19、L21 所 示。解 图P1.21第一 章题解一141.22 已 知 场效应 管的输出 特 性曲 线 如图P1.22 所 示,画出 它在恒流区 的 转移特 性曲 线。解:在场效应 管的 恒流区作 横坐标 的 垂 线(如 解 图Pl.22(a)所 示),读 出其与各 条曲 线交点的纵 坐标值及Ugs值,建 立,d=/(gs)坐标 系,描点,连线,即可 得到 转移特 性曲 线,如 解 图P1.22(b)所 示。第一 章题解一151.23 电路 如图1.23 所 示,T 的输出 特 性如图P1.22 所 示,分 析当m1=4V、8V、12V三 种 情况下 场效应 管分别 工作 在什么区 域。解:根据图
20、PL22 所 示T 的输出特性可知,其 开启 电压为5V,根据图P1.23 所示电路可知所以“GS=I。当 I=4V 时,“GS 小于 开启 电压,故T 截止。当刈=8V 时,设T 工作 在恒流区,根据 输出 特 性可 知近七0.6mA,管压 降“DS 4 Vdd 10V因此,GD=GS“DSy2V,小于 开启 电压,说 明假 设 成 立,即T 工作 在恒流区。当 I=12V 时,由于Vdd=12V,必然使T 工作在可变电阻区。图 P1.231.24分别判 断图P1.24 所 示各 电路中 的 场效应 管 是否 有可 能 工作 在恒流 区。图 P1.24解:(a)可 能(b)不 能(c)不 能
21、(d)可能第一 章题解一16第二 章 基本放大 电路自 测 题一、在括号内 用“4”或“义”表明下列 说法是否正确。(1)只有电路 既放大 电流又放大 电压,才称其有放大作用;()(2)可以 说任何 放大 电路都 有功 率 放大作 用;()(3)放大 电路中 输出 的电 流和 电压 都 是 由 有源元件 提供 的;()(4)电路中各 电量的交 流成份 是交 流信号 源提供 的;()(5)放大 电路 必 须加上合 适的直 流 电 源才 能 正常工作;()(6)由于 放大 的 对 象 是变化 量,所以 当 输入信号为 直 流信号 时,任何 放大 电路的输出 都 毫无变化;()(7)只 要 是共 射
22、放大 电路,输出 电压 的 底 部 失 真都 是 饱和 失 真。()解:(1)X(2)V(3)X(4)X(5)V(6)X(7)X二、试分 析图T2.2 所示各电路是否能够放大正弦交流信号,简述理由。设 图中 所有 电 容对交 流信号 均可 视为 短路。第二 章题解一 1解:(a)不 能。因为 输入信号 被Vbb 短路。(b)可 能。(c)不 能。因为 输入信号作 用于 基极与 地之 间,不能驮载在静态电压 之上,必然失 真。(d)不 能。晶体 管 将因发 射 结电压 过 大 而 损坏。(e)不 能。因为 输入信号 被C2 短路。(f)不 能。因为 输出信号 被Vcc 短路,恒为 零。(g)可
23、能。(h)不合 理。因为G-S 间电压 将大于 零。(i)不 能。因为T 截止。第二 章题解一 2三、在图T2.3 所 示电路中,已 知Vcc=12V,晶体 管的 夕=100,吊=100k。填 空:要 求先 填文字 表达 式后 填得数。(1)当代=0V 时,测得Ubeq=0.7V,若要 基极 电 流/bq=20 R A,则 耳和Rw之和4,=4 k。;而若 测得Uceq=6V,则Rc=k Q。(2)若 测得 输入 电压 有效值q=5mV 时,输 出 电压 有效值U;=0.6V,则 电压 放大倍 数 若负载电阻Rl值与 外 相等,则 带上 负载 后 输出 电压 有效值Uo=Vo解:(1)(%c-
24、Ubeq)bq 565;(Vcc-Uceq)/4,bq,3。(2)-UJU,-120;0.3 o四、已 知 图T2.3 所 示电路中0c=12V,Rc=3k。,静 态 管压 降Uceq=6V;并在 输出 端加 负载电阻Rl,其 阻值为3kQ。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;A.2V B.3V C.6V(2)当 资=lmV 时,若 在不 失 真的 条件下,减 小Rw,则 输出 电压 的 幅 值 将;A.减小 B.不变 C.增大(3)在代=lmV 时,将以 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
25、形将;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 oA.Rw减 小 B.Rc减 小 C.Vcc减 小解:(1)A(2)C(3)B(4)B五、现有直接耦合基本放大 电路 如下:第二 章题解一3A.共 射 电路 B.共 集电路 C.共 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)、2.7.2 和 2.7.9(a)所 示;设 图中&3,且/cq、/dq 均 相等。选择正 确答 案填入空内,只 需 填A、B、(1)输入 电阻 最小 的电路 是,最大 的 是;(2)输出
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