完整版模擬電路部分習(xí)題答案

1、模擬電路部分習(xí)題答案第二章晶體二極管及應(yīng)用電路2-1 .填空(1) N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素；P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素。增大 。(2) 當(dāng)溫度升高時(shí)，二極管的反向飽和電流會(huì)(3) PN結(jié)的結(jié)電容包括勢壘電容和擴(kuò)散電容。(4) 晶體管的三個(gè)工作區(qū)分別是放大區(qū)、截止區(qū)和飽和區(qū)。在放大電路中，晶體 管通常工作在 放大區(qū)區(qū)。(5) 結(jié)型場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)時(shí)，其柵 -源間所加電壓應(yīng)該 反偏 。(正偏、反偏) 2-2 判斷下列說法正確與否。(1 )本征半導(dǎo)體溫度升高后，兩種載流子濃度仍然相等。(2) P型半導(dǎo)體帶正電，N型半導(dǎo)體帶負(fù)電。()只要在穩(wěn)壓管兩端加反向電壓就能起穩(wěn)壓

2、作用。()晶體管工作在飽和狀態(tài)時(shí)發(fā)射極沒有電流流過。()在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價(jià)元素，可將其改型為 PN結(jié)在無光照、無外加電壓時(shí)，結(jié)電流為零。()若耗盡型N溝道MOS場效應(yīng)管的Ugs大于零，則其輸入電阻會(huì)明顯減小。()(1)對；溫度升高后，載流子濃度會(huì)增加，但是對于本征半導(dǎo)體來講，電子和(3 )結(jié)型場效應(yīng)管外加的柵 -源電壓應(yīng)使柵-源間的耗盡層承受反向電壓，才能保證 Rgs大的特點(diǎn)。()(4)(5)P型半導(dǎo)體。()(6)(7)(8) 答案：空穴的數(shù)量始終是相等的。(2) 錯(cuò)；對于P型半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體在沒有形成 PN結(jié)時(shí)，處于電中性的 狀態(tài)。-源電壓應(yīng)使柵-(3) 對；結(jié)型場效應(yīng)管在

3、柵源之間沒有絕緣層，所以外加的柵源間的耗盡層承受反向電壓，才能保證Rgs大的特點(diǎn)。(4) 錯(cuò)；穩(wěn)壓管要進(jìn)入穩(wěn)壓工作狀態(tài)兩端加反向電壓必須達(dá)到穩(wěn)壓值。(5) 錯(cuò)；晶體管工作在飽和狀態(tài)和放大狀態(tài)時(shí)發(fā)射極有電流流過，只有在截 止?fàn)顟B(tài)時(shí)沒有電流流過。P型半導(dǎo)體。處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，擴(kuò)散電流和漂(6) 對；N型半導(dǎo)體中摻入足夠量的三價(jià)元素，不但可復(fù)合原先摻入的五價(jià) 元素，而且可使空穴成為多數(shù)載流子，從而形成(7) 對；PN結(jié)在無光照、無外加電壓時(shí)， 移電流相等。SiO2絕緣層而使柵源間電阻非常(8 )錯(cuò)。絕緣柵場效應(yīng)管因?yàn)闁旁撮g和柵漏之間有大。因此耗盡型N溝道MOS場效應(yīng)管的Ugs大于零，有絕緣層故而不影

4、響輸入電阻。 2-3 怎樣用萬用表判斷二極管的正、負(fù)極性及好壞？ 答：可以利用萬用表的電阻擋測量二極管兩端電阻，正向時(shí)電阻很小，反向時(shí)電阻很 大。2-4 二極管電路如題 2-4圖所示，試判斷圖中的二極管是導(dǎo)通還是截止？輸出電壓為 多少？本題可以通過二極管端電壓的極性判斷其工作狀態(tài)。一般方法是斷開二極管，并以它 的兩個(gè)極作為端口， 利用戴維南定理求解端口電壓，若該電壓是二極管正偏，則導(dǎo)通，若反偏則截止。（a）圖將二極管斷開，從二極管的兩個(gè)極為端口向外看，如題 A-B間電壓為12-6=6V，二極管處于正偏，導(dǎo)通。（b）圖將二極管斷開，從二極管的兩個(gè)極為端口向外看，如題 則A-B間電壓為3-2=1V

5、，二極管處于正偏，導(dǎo)通。（C）當(dāng)有兩只二極管時(shí)，應(yīng)用以上方法分別判斷每只管子的狀態(tài)。2-1解（a）圖所示，則2-1解（b）圖所示,如題2-1解（C）圖所示首先斷開上面二極管 Di，則下面二極管 D2截止，所以Di兩端電壓為正偏導(dǎo)通；然后 再斷開下面二極管 D2，如題2-1解（d）圖則Di兩端電壓為正偏導(dǎo)通，則 D2兩端電壓為負(fù) 截止，綜上所述，D1導(dǎo)通、D2截止。15V三角波，試畫出輸出 Uo的波形。解：如圖所示。三角波正半周時(shí)，當(dāng)電壓幅值小于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管截止，當(dāng)?shù)扔诖笥诜€(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管反向擊穿，輸出電壓為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值；三角波負(fù)半周時(shí)，穩(wěn)壓管正向?qū)?，假設(shè)正向電阻為 0,則輸出電壓

6、為零。It*L5V/157:-IJV15sin t，試畫出下面一只穩(wěn)壓管 三角波負(fù)半周時(shí),2-6.如題2-12圖所示，電路中兩只穩(wěn)壓管完全相同，Uz=8V , Ui輸出Uo的波形。解：如圖所示。三角波正半周時(shí)，當(dāng)電壓幅值小于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)， 截止，當(dāng)?shù)扔诖笥诜€(wěn)壓值時(shí)， 穩(wěn)壓管反向擊穿，輸出電壓為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值；上面一只穩(wěn)壓管截止，當(dāng)?shù)扔诖笥诜€(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管反向擊穿，輸出電壓為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值。ii-6題2_12圜I+.1a 01WZX-15V; i M S t3Y -av2-7、2-8、2-9 略2-10.電路及二極管伏安特性如圖所示，常溫下ui為正弦波，有效值為 10mV問(1 )二極管在輸入電

7、壓為零時(shí)的電流和電壓各為多少?(2)二極管中流過的交流電流有效值為多少？Ut 26mV電容C對交流信號可視為短路,43+ *C.,11=JOOO解：在分析這類電路時(shí)，應(yīng)首先分析靜態(tài)電流和電壓，即靜態(tài)工作點(diǎn) Q點(diǎn)下的動(dòng)態(tài)電阻，再分析動(dòng)態(tài)信號的作用。Q然后求出在（1 ）利用圖解法可以方便地求出二極管的Q點(diǎn)。在動(dòng)態(tài)信號為零時(shí)，二極管導(dǎo)通,電阻R中電流與二極管電流相等。因此，二極管的端電壓可寫為Ud V IdR，在二極管的伏安特性坐標(biāo)系中作直線，與伏安特性曲線的交點(diǎn)就是點(diǎn)，如圖所示。讀出 Q點(diǎn)的坐標(biāo)值，即為二極管的直流電流和電壓，約為Ud（2）0.7V,Id 2.6mAUt 26根據(jù)二極管動(dòng)態(tài)電阻的定

8、義，Q點(diǎn)小信號情況下的動(dòng)態(tài)電阻為10I D 2.6根據(jù)已知條件，二極管上的交流電壓有效值為10mV故流過的交流電流有效值為Id 710 mA 1mA第三章晶體三極管及其應(yīng)用電路3-1性,解:試畫出用PNP、NPN型三極管組成的單管共射放大電路的原理圖，標(biāo)出電源電壓的極 靜態(tài)工作電流Ib、Ic的實(shí)際方向及靜態(tài)電壓 Ube、Uce的實(shí)際極性。3-4圖（a）所示。靜態(tài)電壓 Ube-0.7V、Uce0.7V、Uce0.3V。O VccRbRcCoRl(b)題3-4圖3-2電路如圖3-5所示。說明這些電路能否對交流電壓信號進(jìn)行線性放大，為什么?V ccV ccV ccni rbR B1:cVTRc1_匸

9、VTaVT+V BBV ccR B2R Es(d)cIlt URS rc 2R B1R B2Re題3-5分析：解決此問題需要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的判斷。1.2.判別三極管是否滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的條件，具備合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。 判斷有無完善的直流通路。3.4.判斷有無完善的交流通路。在前三個(gè)條件滿足的條件下，最后根據(jù)電路給出的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷 三極管是否工作在放大區(qū)。但是如果電路沒有給出電路參數(shù)，該步驟可以省略。默認(rèn) 電路參數(shù)取值合適。解：a不能。沒有直流偏置，不能提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。b不能。電源Vcc使發(fā)射結(jié)反偏，不能提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。c不能?；鶚O電壓 Vbb使發(fā)射結(jié)滿足

10、正偏條件，但是集電結(jié)不是反偏，電路不具備合適的 靜態(tài)工作點(diǎn)。d不能。C2電容使集電極交流接地，從而使輸出電壓交流部分為零。e能。有合適的直流偏置電路，輸入能加到三極管上，輸出也能夠送到負(fù)載上。3-3放大電路如題 3-9圖所示。已知 Vcc=3V , Ub=0.7V , ：c=3 k Q Rb=150 k Q晶體管 VT 的輸出特性曲線如題 3-9圖a所示。試求：1. 放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Icq和UcEQ；2若Rl=s，求輸入電壓 ui為正弦電壓時(shí)輸出最大不失真電壓的幅值；3.若RL=7k Q,輸出最大不失真電壓的幅值。2.52.01.51.00.50.25iC(mA)3.0r卜 (i0.51i

11、B=60AiB=50A iB=40LA iB=30AiB=20A iB=10A-iB=0MAjL1.522.53題3-9圖a解:LCe(V)1.3-9圖所示電路列寫直流負(fù)載線方程如下:VCC I CQ RC 3 3I CQU CEQ分別令(0, 1)，連接M、N得到直流負(fù)載線。lc=0, UCE=0 ,代入直流負(fù)載線方程，得到負(fù)載線上兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),M(3，0)，N放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Icq和UcEQ計(jì)算如下。 根據(jù)題杠 ic(mA)3.02.52.01.51.00.5ICQ0.25I! LLI F=0.51 Uceq1522.53iB=60 LA -iB=50 LA -iB=40 LA -iB=

12、30 LAiB=20 LA iB=10 (jA iB=0 LAUCE (V)題3-9圖b題3-9直流負(fù)載線根據(jù)直流通路，得基極靜態(tài)工作電流為I BQ直流負(fù)載線為VCC嚴(yán)證 15.3 LAMN與iB=|B=15.3 lA的輸出特性曲線的交點(diǎn) Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)。Q點(diǎn)坐標(biāo)I BQ15.3 口 AI CQ0.38mAU CEQ1.25V2. Rl= s時(shí)，輸入電壓 ui為正弦電壓時(shí)輸出最大不失真電壓的幅值的計(jì)算。若 Rl= OO,如題3-91 1Rc /Rlrc3kI ic(mA)2.01.51.0Q.0.5Icq0.25U o,max1iB=60 叭 iB=50 pA iB=40 (jA iB=30

13、 (jA iB=20 JAiB=10 (jA iB=0 jA1IU o,max輸入電壓Ui為正弦電壓時(shí)輸出最大不失真電壓的幅值為交流負(fù)載線斜率與直流負(fù)載線斜率相同，為 圖b所示。3.0 2.50.511.522.53八八UceqUce(v)題3-9圖c題3-9交流負(fù)載線U o,max1U o,max2U o,max min U o,max1 ,U o,max2如果三極管VT的飽和壓降Uces 0.3V,則Uceq Uces 1.25 0.30.95 Vl CQ Icq Rc/Rl0.38 3 1.14V Rc/ RlU o,max0.95V3. 若 RL=7k Q,交流負(fù)載線斜率為1_1Rc

14、/ Rl3k / 7k 2.1k輸入電壓Ui為正弦電壓時(shí)輸出最大不失真電壓的幅值為U o,max min U o,ma1 ,U o,max2Q U o,max1U CEQUces1.25 0.3 0.95 Vqu o,max2l CQTrJRLl CQ Rc / Rl0.382.1 0.80 VU o,max0.80 VUbe= 0.3V。UC值，并說明各自的工作狀態(tài);3-6如題3-12圖所示放大電路中，已知晶體管的3=100,1 .估算直流工作點(diǎn)Icq和UCEQ。2. 若偏置電阻Rb1、Rb2分別開路，試分別估算集電極電位3. 若Rb1開路時(shí)，要求lcQ=2mA，試確定Rb2應(yīng)該取多大的值。

15、解:1.直流工作點(diǎn)Icq和U CEQ估算。UbRB2Rb1Rb2 VCC154704702.3.R B115k Q LRb2470k QVTVccRe 12V1.3k QrRc2k Q+Uo題3-12圖1211.63I BQVccUbUeb1Re1 CQ1 B53mAU CEQVCC1I121010.5311.82VBQ RE1 CQRC12 11.63 0.3101 1.3k0.53 mA(jA 1.3k53 mA2k若偏置電阻Rb1開路，管子的靜態(tài)工作電流為,Vcc1 BQ r,RB21集電極電位Ueb Re 470k12 0.311001.3k0.020 mAUc1 BQ Rc100 0

16、.020 24 VQ U EC VccI BQ Rc (1)1 BQ Re12 4 101 0.020 1.3 5.4 V此時(shí)三極管的發(fā)射結(jié)正偏、極點(diǎn)結(jié)反偏，管子處于放大狀態(tài)。 若偏置電阻Rb2開路，1 BQ 0Uc 0此時(shí)管子處于截止?fàn)顟B(tài)。若Rb1開路時(shí)，有1 BQRB2VccU eb1RE題3-13圖aI CQ 若要求IcQI BQ2mA，有VccRB212 mA ReC12 0.3c100 2Rb21 100 1.3K解得RB2 453.7k Q3-7 在電路如題 3-13 圖中，已知 Vcc=6V , Ubeq=0.7V , Rs=500 Q, Rc=4k Q, RB=300k Q,晶

17、 體管(1)(2)(3)(4)VT 的 hfe=50, rbb=300 Q。估算直流工作點(diǎn) Icq。畫出放大電路的簡化h參數(shù)等效電路。估算放大電路的輸入電阻和Rl= S時(shí)的電壓增益 Au。若 RL=4k Q 時(shí)，求電壓增益 Au=uo/ui和 Aus=uo/us。門VccRbRcC2亠+RsRlVTUoUiC1+Us。題3-13圖解：1.估算直流工作點(diǎn)Icq。Vcc Ube -O17.7 吩300kI BQRb1 CQhe 1 B2.放大電路的簡化50 17.7 叭 0.89(mA)h參數(shù)等效電路如題 3-13圖a。ib+usA4J RcLhfeibRsRbRlUOrir。h ie3.估算放大

18、電路的輸入電阻和Rl= 8時(shí)的電壓增益 Au。題3-15圖ahierbb26mV CCC300I BQ261.77k QO.O17riRB / hie 300K/1.77K1.75k QAuhfe Rc / Rlhie5O 4k /1.77k1134.若Rl=4 k Q時(shí)，電壓增益Au和Aus的計(jì)算。AUhfeRc/Rl50 4k / 4khie1.77k57Aus-ri7 57440.5 1.77Rs3-8在題3-15圖所示放大電路中，已知晶體管的 各電容足夠大。Ube=0.7V , 3=100 , rbbXOO Q, 2=200 Q,1畫出直流通路；計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。2畫出交流通路及交流等效

19、電路，計(jì)算ri、 rO、Au、Aus。+UO解：1.直流通路如題3-15圖a；靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算如下。Vcc1OVR120 k QrR280 k Q IRc2k QVT1 BQVccU BE10 0.7I CQU CEQ(R R)1I BQ 100Vcc1Rc30.8 jA100k101 230.8 吩3.08mAIbqRc 10 101 30.8 10 6 2 1033.8V2.交流通路及交流等效電路如題3-15圖b、題3-15圖c所示.。ri、Au、Aus、ro的計(jì)算如下。Uo亍UiF*-20K Q 1hUo :-Iro題3-15圖cR1+UsibhieI hfei 也 R2 丄 n80K Q

20、hierbb沁10026ri1 BQ30.810 3944 QroAuR1/hie20k/944R2/ Rc 2k/80kR2 / Rs / RlhieAuriRs3-10如題3-16圖所示電路,體管的 hie=1.2K Q 3=50。1. 畫出交流通路及簡化2. 計(jì)算 ri、Au、Aus、AUs解:0.941.9810080k/20k/2k0.944k1250.94 1251030.94 0.2已知 Rs=50 Q, Rb1 =33K Q , Rb2=10KQ , Rc=1KQ , Rl=1KQ，晶h參數(shù)等效電路。+Uo1.交流通路及簡化h參數(shù)等效電路如題 3-16圖a、題3-16圖b。Rs

21、Rb2 n Rb1+UsRc丄-rRluoRshfeib+UsUi I丿 下B1Rb2LJhieRcRlUo題3-16圖a圖題3-16圖電路的交流通路 題3-16圖b圖題3-16圖的交流等效通路roRq 1 k QAuRc/Rlhie50 1k/1k2112kriAus3-13已知共基放大電路如題1.04k1.04k O.O53-21圖所示。21 20已知晶體管VT 的 hfe=50, rbb=50 Q，Ubeq=0.7V,電路中的電容對交流可視為短路。1. 求靜態(tài)工作點(diǎn)。2. 畫出h參數(shù)等效電路；求中頻電壓增益Au,輸入電阻和輸出電阻。30k Q+_C3rRb21 15k QRb1冬 Vcc

22、+ 12vRc3k Q+VTid2k QC2+Uo-工Rl3k QC1+Ui2. ri、Au、Aus、ro 計(jì)算如下。riR1/R2/hie 33k/10k/1.2k1.04 k Q題3-21圖分析：題3-21圖電路為CB組態(tài)放大電路。在進(jìn)行低頻小信號分析時(shí)， 可以使用CB組態(tài)的 h參數(shù)模型，也可以使用比較熟悉的CE組態(tài)的h參數(shù)模型。解：方法一： 1.直流電路如題3-21圖a所示。UbRb231RB2VCC1 EQU B U BERTIcqhfeI EQIBQ1 CQhfeUCEQ題3-21圖a琵0 12 4(V)42k50510.71.65(mA)1.65 1.62(mA)Vcc+ 12v1.62 (mA)500.03(mA)VCC2.利用CB組態(tài)的Re 12 1.653 2375(V)3-21圖b所示。ierbb1ibfbhie1 hfehfhfe輸入電阻ri輸出電阻Uo1 CQ Rch參數(shù)模型進(jìn)行交流特性分析。交流等效電路如題hfe 嚴(yán) 501 EQ1 50絲1.65853鰹 16.7 Q51Re/hib 16.7 Q/2k Q16.5 Qro中頻電壓增益為Rc 3 kQAu土Uih fb ieRc Rlie hibh fbRc/Rlh ib1 3/316.788方法二:1.靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算方法同方法一，略2.利