第1章半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識習題及答案

1、第1章 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 習題及答案1.1在圖題1.1所示的各電路圖中e5v，v，二極管的正向壓降可忽略不計，試分別畫出輸出電壓的波形。圖題1.1解：（a）圖：當 e時，= e，當 e時，。（b）圖：當 e時，。（c）圖：當 e時，。（d）圖：當 e時，；當1。試求電流。圖題3.2解： 3.3 多路電流源電路入圖題3.3所示，已知所有晶體管的特性均相同，ube均為0.7v。試求ic1，ic2各為多少。圖題3.3解：3.4 什么叫耦合？常見的耦合方式有那些？解：在放大電路中，耦合是指各級間的連接方式，常用的耦合方式有三種：阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。3.5 多級直接耦合放大電路的主要問題是什么

2、？如何克服？解：多極直接耦合放大電路的主要問題有兩個，一是級間直流電位匹配問題，可以通過提高后射極電位的方法來實現(xiàn)，或者采取直流電平移動電路來實現(xiàn)；二是零點漂移問題，解決的辦法有三種：引入直流負反饋來穩(wěn)定靜態(tài)工作點、采用溫敏元件補償放大管的溫漂、采用差分放大電路作為輸入級。3.6 阻容耦合放大電路如圖題3.6所示，已知，v，試指出每級各是什么組態(tài)的電路，并計算電路的輸入電阻。圖題3.6解：圖中所示電路的第一級為共集電路，第二級為共射放大電路。放大電路的輸入阻抗為第一級共集電路的輸入阻抗。在求解時，要注意考慮第二級輸入電阻對它的影響。為求，應(yīng)先進行靜態(tài)計算，以確定和的值。ri2=rb21/rb2

3、2/rbe2+(1+)re2=3.52于是可求得 ri=rb1/rbe1+(1+)(re1/ri2)=21.073.7 為什么共模抑制比越大，電路的抗干擾能力越強？解：共模抑制比是用來衡量差分放大電路對差模信號的放大能力和對共模信號的抑制能力的指標，由其定義 kcmr可以看出，共模抑制比越大，則電路對共模信號的抑制能力的越強。而伴隨信號加到輸入的干擾信號都是共模信號，這時，共模抑制比越大，就越能抑制干擾信號，抗干擾能力就越強。3.8 若差動放大電路中一管輸入電壓ui13mv，試求下列不同情況下的共模分量和差模分量。（1）ui23mv （2）ui2-3mv （3）ui25mv （4）ui2-5m

4、v解：（1）uid0mv，uic3mv（2）uid6mv，uic0mv（3）uid-2mv，uic4mv（4）uid8mv，uic-1mv3.9 差動放大電路如圖題3.9所示。（1） 若，則有多大？（2） 若，則變?yōu)槎嗌伲繄D題3.9解：（1）0.5v （2）0.3v3.10 差動放大電路如圖題3.10所示。起到調(diào)電路兩邊對稱程度的作用。已知：，滑動頭位于其中點，。（1） 估算電路的靜態(tài)工作點、和；（2） 求電路的；（3） 計算電路的差模輸入電阻和差模輸出電阻。圖題3.10解：（1）求靜態(tài)工作點： （2）aud（3），3.11 電路如圖題3.11所示，各晶體管的均為80，基極電流均可忽略，滑動端

5、處于中間位置，試求：(1) t3的靜態(tài)工作點。(2) 電壓放大倍數(shù)。(3) 輸入電阻和輸出電阻。(4) 不失真的最大輸入信號為多少（設(shè)t3的）？圖題3.11解：（1）忽略各晶體管的基極電流，可近似計算如下，、。（2），。=，。（3） =，。（4），。3.12 帶恒流源的差動放大電路如圖題3.12所示。，。（1） 估算電路的靜態(tài)工作點、和；（2） 計算差模放大倍數(shù)；（3） 計算差模輸入電阻和差模輸出電阻。圖題3.12解：(1)電流源的電流即(2) (3) 5.1k，5k。3.17為什么說集成運放的輸入偏置電流iib越小越好？為了減小輸入偏置電流，通?？刹扇∧切┐胧?？解：輸入偏置電流的大小，在外接

6、電阻確定以后，主要取決于運放差分輸入級bjt的性能，當它的值太小時，將引起偏置電流增加，從使用角度看，偏置電流越小，由于信號源內(nèi)阻變化引起的輸出電壓變化也越小。 第4章 反饋放大電路 習題及答案4.1 什么是反饋？負反饋可以分為哪幾種組態(tài)？解：反饋就是指把輸出回路的電量（電壓或電流）的一部分或者全部以某種形式反送給輸入回路，從而影響輸入電量的過程。負反饋可以分為電壓串聯(lián)負反饋，電壓并聯(lián)負反饋，電流串聯(lián)負反饋，電流并聯(lián)負反饋四種組態(tài)。4.2 圖題4.2各電路中哪些元件構(gòu)成了反饋通路？并判斷是正反饋還是負反饋。圖題4.2解：（a）圖：re構(gòu)成反饋通路。負反饋（b）圖：rf構(gòu)成負反饋通路（c）圖：r

7、f和re2構(gòu)成負反饋通路（d）圖：r2和r3構(gòu)成負反饋通路。（e）圖：rf和re1構(gòu)成負反饋通路（f）圖：r構(gòu)成反饋通路，為正反饋。4.3 在圖題4.2中含有負反饋的電路為什么類型的負反饋？解：（a）電壓串聯(lián)負反饋，（b）電壓并聯(lián)負反饋（c）電流并聯(lián)負反饋（d）電壓串聯(lián)負反饋 （e）電流串聯(lián)負反饋4.4 試用集成運放設(shè)計一電路，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電阻高、輸出電流穩(wěn)定的放大電路。解：依題意需要引入電流串聯(lián)負反饋。如圖解4.4所示。圖解4.44.5 圖題4.5所示的電路中，應(yīng)該將rf如何接入電路才能構(gòu)成：（1）電壓串聯(lián)負反饋 （2）電流并聯(lián)負反饋（3）電壓并聯(lián)負反饋 （4）電流串聯(lián)負反饋圖題4.5解：（

8、1）h和j相連，g和f相連，a和c相連，b和d相連。（2）h和i相連，g和e相連，d和b相連，a和c相連（3）h和j相連，g和f相連，a和d相連，c和b相連（4）h和i相連，g和e相連，a和d相連，c和b相連4.6 在圖題4.6所示的反饋放大電路框圖中，1000，0.049，若輸入電壓0.1v，求輸出電壓、反饋電壓。圖題4.6解：2v，0.098v4.7 反饋放大電路如圖題4.7所示。（1）若電路滿足深度負反饋，求其閉環(huán)放大倍數(shù)（2）若rf0，這時的電路為什么電路，閉環(huán)放大倍數(shù)為多少？圖題4.7解：（1）電壓串聯(lián)負反饋。（2）rf0，則，構(gòu)成了電壓跟隨器。4.8 在滿足深度負反饋的情況下，試計

9、算圖題4.2中（a），（b），（d）的閉環(huán)增益。解：（a）（b） (d ) 4.9 電路如圖題4.9所示，滿足深度負反饋條件，試計算它的互阻增益arf，定性分析一下該電路在引入負反饋后輸入電阻和輸出電阻的變化情況。圖題4.9解：該圖為電壓并聯(lián)負反饋。由于滿足深度負反饋條件，可以直接利用虛短虛斷來處理。，故互阻增益為：由于是電壓并聯(lián)負反饋電路，引入負反饋后，輸入電阻降低，輸出電阻降低。4.10 已知反饋放大電路的頻率特性如圖題4.10所示，試判斷哪個電路會產(chǎn)生自激振蕩？ 圖題4.10解：找出相應(yīng)的頻率點如圖解4.10所示。圖解4.10（a）f0fc，不會產(chǎn)生自激振蕩，電路穩(wěn)定。第5章 集成電路運

10、算放大器 習題及答案5.1 同相比例運算如圖題5.1所示，求u0。圖題5.1解：5.2 電路如圖題5.2所示，u10.6v，u20.8v，求uo的值。 圖題5.2解：5.3 由集成運放構(gòu)成的晶體管測試電路如圖題5.3所示，假設(shè)晶體管為硅管。（1）若ube=0.7v，試求晶體管各極電位。（2）當電壓表的讀數(shù)為200mv時。求晶體管的是多少？圖題5.3解：（1）(2)=505.4 為了用較小電阻實現(xiàn)高電壓放大倍數(shù)的比例運算，常用一個t型網(wǎng)絡(luò)代替反饋電阻，如圖題5.4所示，求uo與ui之間的關(guān)系。圖題5.4解：5.5 電路如圖題5.5所示，當時，求uo？圖題5.5解：5.6 試設(shè)計一個運算電路，滿足

11、輸出和輸入之間的關(guān)系為。解：電路如圖解5.6所示。圖解5.65.7 圖5.7（a）、(b)所示的基本微分電路中，c0.01f，r100k，如果輸入信號波形如圖題5.7所示，試畫出輸出電壓波形。（c）圖題5.7解：輸出電壓波形如圖解5.7所示。圖解5.75.8 電路如圖題5.8所示，求uo的表達式。圖題5.8解：5.9為了使圖題5.9所示的電路實現(xiàn)除法運算：（1）標出集成運放的同相輸入端和反相輸入端。（2）求出uo的表達式。圖題5.9解：（1）上面為同相端，下面為反相端（2）5.10 電路如圖題5.10所示，試證明圖題5.10證明：設(shè)乘法器的輸出為，則對集成運放來說，u+u-0所以：化簡可以得到

12、5.11 電路如圖5.11所示，雙向穩(wěn)壓二極管為理想的，畫出傳輸特性，并說明電路的功能，圖題5.11解：傳輸特性如圖解5.11所示，電路為一個帶有限幅功能的過零比較器。圖解5.115.12 一個比較器電路如圖題5.12所示，uz6v，求門限電壓值，畫出傳輸特性。圖題5.12解： 傳輸特性如圖解5.12所示。圖解5.125.13 電路如圖題5.13（a）所示，輸出電壓uo的最大幅值為。輸入波形如圖題5.13（b）所示，畫出輸出電壓的波形。圖題5.13解：輸出電壓的波形如圖解5.13所示。圖解5.135.14 雙限比較器可以檢測輸入電壓是否在規(guī)定的兩個電壓之間。某雙限比較器如圖題5.14所示，ur

13、ef1uref2，畫出其傳輸特性。圖題5.14解：傳輸特性如圖解5.14所示。圖解5.145.15 在圖題5.14中，已知uref13v，uref2-3v，輸入信號為ui5sin（t），試畫出輸出波形。解：如圖解5.15所示。 圖解5.155.16 要對信號進行以下的處理，那么應(yīng)該選用什么樣的濾波器？（1）信號頻率為1khz至2khz為有用信號，其他的為干擾信號。（2）低于50hz的信號是有用信號。（3）高于200khz的信號為有用信號。（4）抑制50hz電源的干擾。解：（1）帶通濾波器（2）低通濾波器（3）高通濾波器（4）帶阻濾波器5.17 在圖題5.17所示的低通濾波電路中，試求其傳遞函數(shù)

14、及截止角頻率0。圖題5.17解：傳遞函數(shù)為：，截止角頻率01/rc第6章 功率放大器 習題及答案6.1 分析判斷下列說法是否正確，對的在括號內(nèi)打“”，錯的在括號內(nèi)打“”。（1）在功率放大電路中，輸出功率愈大，功放管的功耗愈大。（ ）（2）功率放大電路的最大輸出功率是指在基本不失真情況下，負載上可能獲得的最大交流功率。（ ）（3）當ocl電路的最大輸出功率為1w時，功放管的集電極最大耗散功率應(yīng)大于1w。（ ）（4）功率放大電路與電壓放大電路、電流放大電路的共同點是： 1）都是輸出電壓大于輸入電壓；（ ） 2）都是輸出電流大于輸入電流；（ ） 3）都是輸出功率大于信號源提供的輸入功率。（ ）（5）

15、功率放大電路與電壓放大電路的區(qū)別是： 1）前者比后者電源電壓高；（ ） 2）前者比后者電壓放大倍數(shù)數(shù)值大；（ ） 3）前者比后者效率高；（ ）解：（1）（2）（3）（4） （5） 6.2 已知電路如圖題6.2所示，t1和t2管的飽和管壓降uces3v，ucc15v， rl8。選擇正確答案填入空內(nèi)。圖題6.2（1）電路中d1和d2管的作用是消除 。 a飽和失真 b截止失真 c交越失真（2）靜態(tài)時，晶體管發(fā)射極電位ueq 。 a0v b0v c0v（3）最大輸出功率pom 。 a28w b18w c9w（4）當輸入為正弦波時，若r1虛焊，即開路，則輸出電壓 。 a為正弦波 b僅有正半波 c僅有負半

16、波 （5）若d1虛焊，則t1管 。 a可能因功耗過大燒壞 b始終飽和 c始終截止解：（1）c （2）b （3）c （4）c （5）a6.3 一雙電源互補對稱電路如圖題6.3所示，設(shè)已知ucc=12v，rl=8，為正弦波。試求：（1）在晶體管的飽和壓降uces可以忽略不計的條件下，負載可能得到的最大輸出功率pom和效率；（2）每個管子允許的管耗pcm至少是多少？ 圖題6.3解：（1） 當時，輸出功率最大： 電壓供給的功率： 效率： （2）6.4 在圖題6.3中，設(shè)為正弦波，rl=16，要求最大輸出功率pom=10w。在晶體管的飽和壓降uces可以忽略不計的條件下，試求：（1）正、負電源ucc的最

17、小值（計算結(jié)果取整數(shù)）；（2）根據(jù)所求ucc的最小值，計算相應(yīng)的icm、的最小值；（3）輸出功率最大時，電源供給的功率pv；（4）每個管子允許的管耗pcm的最小值；（5）當輸出功率最大時的輸入電壓有效值。解：（1） ，所以得到 取 （2） 故 （3） （4）根據(jù)射極輸出器的跟隨特性，求得輸出功率最大時： 6.5 估算圖題6.5所示電路t2和t4管的最大集電極電流、最大管壓降和集電極最大功耗。 圖題6.5解：功放管的最大集電極電流、最大管壓降、最大功耗分別為 6.6 在圖題6.6所示電路中，已知ucc15v，t1和t2管的飽和管壓降uces2v，輸入電壓足夠大。求解：（1）最大不失真輸出電壓的有

18、效值；（2）負載電阻rl上電流的最大值；（3）最大輸出功率pom和效率。 圖題6.6解：（1）最大不失真輸出電壓有效值 （2）負載電流最大值 （3）最大輸出功率和效率分別為，6.7 在圖題6.6所示電路中，r4和r5可起短路保護作用。試問：當輸出因故障而短路時，晶體管的最大集電極電流和功耗各為多少？解：當輸出短路時，功放管的最大集電極電流和功耗分別為 6.8 otl電路如圖題6.11所示。圖題6.11 （1）為了使得最大不失真輸出電壓幅值最大，靜態(tài)時t2和t4管的發(fā)射極電位應(yīng)為多少？若不合適，則一般應(yīng)調(diào)節(jié)哪個元件參數(shù)？ （2）若t2和t4管的飽和管壓降uces3v，輸入電壓足夠大，則電路的最大

19、輸出功率pom和效率各為多少？（3）t2和t4管的icm、u（br）ceo和pcm應(yīng)如何選擇？解：（1）射極電位ueucc /212v；若不合適，則應(yīng)調(diào)節(jié)r2。（2）最大輸出功率和效率分別為 （3）t2和t4管icm、u（br）ceo和pcm的選擇原則分別為第7章 信號的產(chǎn)生與變換習題及答案7.1 選擇題：1、自激振蕩是電路在_ （b）_的情況下，產(chǎn)生了有規(guī)則的、持續(xù)存在的輸出波形的現(xiàn)象。（a） 外加輸入激勵 （b） 沒有輸入信號 （c） 沒有反饋信號 2、正反饋是放大電路產(chǎn)生自激振蕩的_（a）_。 （a） 必要條件 （b）充分條件 （c） 充要條件 3、根椐輸出波形的特點，振蕩器分為_ （c

20、）_兩種類型。 （a） 矩形波和鋸齒波（b） 鋸齒波和正弦波（c） 正弦波和非正弦波4、在正弦波振蕩電路中，能產(chǎn)生等幅振蕩的幅度條件是_（a）_。 （a） （b） （c） 5、在正弦波振蕩電路中，能產(chǎn)生振蕩的相位條件是_（c）_。 （a） （b）（c） 6、正弦波振蕩電路的起振條件是_（b）_。 （a） （b） （c） 7、能產(chǎn)生正弦波振蕩的必要條件是_（c）_。 （a） （b） （c） 8、正弦波振蕩器通常由基本放大電路、反饋電路、_（c）_組成。 （a）穩(wěn)幅電路和保護電路（b）檢波電路（c）選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路9、振蕩電路的振蕩頻率，通常是由_（c）_決定的。 （a） 放大倍數(shù) （b） 反饋

21、系數(shù) （c） 選頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)10、根據(jù)_（c）_的元器件類型不同，將正弦波振蕩器分為rc型、lc型和石英晶體振蕩器。 （a） 放大電路 （b） 反饋網(wǎng)絡(luò) （c） 選頻網(wǎng)絡(luò)7.2 判斷題：（1）正弦波振蕩電路在結(jié)構(gòu)上就是一個沒有輸入信號的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大器。（）（2）只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩，負反饋電路不能產(chǎn)生自激振蕩。（）（3）非正弦波產(chǎn)生電路和正弦波產(chǎn)生電路的振蕩條件相同。（）（4）在放大電路中，只要存在正反饋，就會產(chǎn)生自激振蕩。（）（5）如果能夠滿足相位平衡條件且就能產(chǎn)生自激振蕩。（）7.3 判斷圖題7.3所示各電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩，簡述理由。設(shè)圖（b）中c4容量遠大于其它

22、三個電容的容量。（a）（b）圖題7.3解：（a）有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。輸出電壓和輸入電壓反相（a180），三級移相電路為超前網(wǎng)絡(luò)，在信號頻率為0到無窮大時相移為2700，因此存在使相移為180（f180）的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f0 （此時af0）；且在ff0時有可能滿足起振條件1，故可能產(chǎn)生正弦波振蕩。（b）有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。輸出電壓和輸入電壓反相（a180），三級移相電路為滯后網(wǎng)絡(luò)，在信號頻率為0到無窮大時相移為0270，因此存在使相移為180 （f180）的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f0（此時af360）；且在ff0時有可能滿足起振條件1，故可能產(chǎn)生正

23、弦波振蕩。7.4 電路如圖題7.4所示，試判斷該電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩，如果不能，應(yīng)該如何改動？圖題7.4解：不滿足起振條件，不能產(chǎn)生振蕩。改動如圖解7.4所示。圖解7.47.5 電路如圖題7.5所示，試求解： （1）rw的下限值； （2）振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍。圖題7.5解：（1）根據(jù)起振條件k。故rw的下限值為2k。（2）振蕩頻率的最大值和最小值分別為 7.6分別標出圖題7.6所示各電路中變壓器的同名端，使之滿足正弦波振蕩的相位條件。（a）（b）（c）（d）圖題7.6解：各電路中變壓器的同名端如圖解7.6所示。圖解7.67.7分別判斷圖題7.7所示各電路是否能夠滿足正弦波振蕩的相位條件。（a）

24、（b）（c）（d）圖題7.7解：（a）滿足 （b）不滿足 （c）不滿足 （d）滿足第8章 直流穩(wěn)壓電源習題及答案8.1設(shè)有一個不加濾波的整流電路，負載為rl，如果使用單相半波整流方式和使用單相橋式整流方式其輸出電壓平均值均為uo，則兩種方式下電路中流過整流二極管的平均電流id是否相同？二極管承受的最大反向電壓呢？解：（1）單相半波整流，橋式整流，由于負載相同，輸出電壓也相同，所以兩種整流方式下輸出電流也相同，因此流過整流二極管的平均電流id不同。（2）半波整流，橋式整流，所以二極管承受的最大反向電壓相同。8.2電路如圖題8.2所示，已知變壓器的副邊電壓有效值為。（1）畫出二極管d1上電壓和輸出

25、的波形；（2）如果變壓器中心抽頭脫落，會出現(xiàn)什么故障？（3）如果兩個二極管中的任意一個反接，會發(fā)生什么問題，如果兩個二極管都反接，又會如何？圖題8.2解：（1）電路為全波整流電路，波形如圖解8.2所示。圖解8.2（2）如果中心抽頭脫落，電路無法形成回路，也就不會有輸出。（3）如果兩個二極管中的任意一個反接，則在的某個半周，、會同時導(dǎo)通，有可能燒壞二極管和變壓器。如果兩個二極管都反接，電路能正常工作，但輸出電壓極性正好反過來。8.3單相橋式整流電路如圖題8.3所示，現(xiàn)測得輸出直流電壓uo=36v，流過負載的直流電流io=1.5a，試選擇整流二極管。圖題8.3解：變壓器副邊電壓：整流二極管承受的最

26、大反向電壓：可選用型號為1n5392的整流二極管，其最大整流電流為1.5a，最高反向工作電壓為100v。8.4單相橋式整流電路同題8.3所示電路，已知副邊電壓u2=56v，負載rl=300。（1）試計算二極管的平均電流id和承受的最高反向電壓udm。（2）如果某個整流二極管出現(xiàn)斷路、反接，會出現(xiàn)什么狀況？解：（1），（2）如果某個整流二極管出現(xiàn)斷路則電路變成半波整流電路。如果反接，會出現(xiàn)短路現(xiàn)象，燒壞變壓器和其他二極管。8.5試比較電容濾波電路和電感濾波電路的特點以及適用場合。解：電容濾波電路輸出電壓的平均值較高，體積比較小，成本低，但輸出電壓不穩(wěn)定，在負載變化時波動較大。由于電容的充放電，整

27、流二極管導(dǎo)通角小，存在較大的沖擊電流，容易損壞二極管。電容濾波電路適用于負載電流較小且負載變化不大的場合。電感濾波電路輸出電壓較低，整流二極管導(dǎo)通角較大，沖擊電流小，輸出特性較平坦，當負載變化時，對輸出電壓的影響不大。但由于使用電感，體積大，成本高，制作復(fù)雜，并且存在較大的電磁干擾，電感濾波電路適用于輸出電壓較低、負載電流較大、負載變化大的場合。8.6如圖題8.6所示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，輸入電壓ui=15v，波動范圍10%，負載變化范圍1k2k，已知穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓uz=6v，最小穩(wěn)定電流izmin=5ma，最大穩(wěn)定電流izmax=40ma，試確定限流電阻r的取值范圍。圖題8.6解：由給定條件知：，代入式得：8.7試分析圖題8.7所示電路是否可以實現(xiàn)穩(wěn)壓功能？此電路最可能會出現(xiàn)什么故障？圖題8.7解：不能，缺少限流電阻r。電路是利用穩(wěn)壓管兩端電壓微小的變化來引起穩(wěn)壓管電流顯著的變化，通過電阻r的電壓調(diào)整作用，來維持輸出電壓的穩(wěn)定。另外，電阻r還起到限流作用，由于沒有接此電阻，當輸入電壓較高時，穩(wěn)壓管會因電流過大而損壞。8.8試對穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路做個比較，分析一下這兩種電路適用的場合。解：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡單，是利用穩(wěn)壓管兩端電壓微小的變化來引起穩(wěn)壓