《電工電子技術(shù)5-9章》課后習題和補充練習

1、第5章半導體器件習題選解P148-1505.2.1如題5.2.1圖所示電路中，試求下列幾種情況下輸出端Y的電位VY及各元件中通過的電流：(1) Va=Vb =0V; (2) Va=+3V, Vb=0V; (3) Va = Vb = +3V ;二極管的正向壓降可忽 略不計。+12VrR丫 3.9KQDADE-4-題5.2.1圖解：(1)當Va=Vb=0時，因二極管正向偏置，而使Da、Db處于導通狀態(tài)，電流相等，電阻 R12上的電流為：I R = I DA + I DB = = 3.07mA ,輸出漏 Vy=0V 。3.9(2)當Va=3V,V B=0時，因二極管Db正向偏置，而使其處于導通狀態(tài)，

2、即Db導通，同時使Da反向偏置，而使 Da截止，則流過Da的電流為0；流過Db和電阻R上的電流相等，即：12IR =IDb =3.07mA。3.9(3)當Va=Vb=+3V時，因二極管正向偏置，而使Da、Db處于導通狀態(tài)，電流相等，電12 -3.阻R上的電流為：I R = I Da+I Db = 2.3mA ,輸出端Vy= +3V。3.95.2.3題5.2.3圖所示，E=5V, Ui =10sin 0tV ,二極管的正向壓降可忽略不計，試分別畫出輸出電壓u0的波形。ULUL(C)U0U015題5.2.3圖解：利用二極管的單向?qū)щ娦裕治龈鱾€電路，所以它們的輸出電壓波形分別為:（a）、（b）對應(yīng)

3、的波形為（a）; （c）、（d）對應(yīng)的波形為（b）。5.3.1 現(xiàn)有兩個穩(wěn)壓管 DZ1、Dz2,穩(wěn)定電壓分別為4.5V和9.5V,正向電壓均為0.5V,試求如題5.3.1圖所示各電路中的輸出電壓Uo。aUi=10V+Uo(b)Z1D2 ZDUoUi=8VDZ1飛Dz2+Uo(d)(e)(f)題5.3.1圖解：(a)圖：Uo =UZ1 +UZ2 =4.5+9.5=14V(b)圖：Uo=oV ,因為外加電壓小于兩個穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。(c)圖：Uo =o.5+o.5=1V ,兩個穩(wěn)壓管的均正向?qū)ā?d)圖：Uo=oV ，因為外加電壓使穩(wěn)壓管DZ2反向但不擊穿而截止(e)圖：Uo =4.5+o.5=5

4、V ，因為外加電壓使穩(wěn)壓管Dz1反向擊穿且穩(wěn)壓，Dz2正向(f)圖：Uo =UZ2 UZ1 =9.54.5=5V ,外加電壓使穩(wěn)壓管D-、Dz2反向穩(wěn)壓。5.3.2 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 Uz=10V,穩(wěn)定電流的最大值Izmax=23mA。試問穩(wěn)壓管的電流是否超過Izmax?若超過了怎么辦？R=300QIZUi=20VDz %Rl= 1.5K'J題5.3.2圖1 5解：圖中穩(wěn)壓管兩端承受的反向電壓為：一L5_M20=16.7V,穩(wěn)壓管被擊穿,0.3 1.5則 UO= 10V。Uz 10IL = = = 6.7 mARl150020 -UzR120-10300=33.3mAIz=Ir -I

5、l = 33.3 -6.7 = 26.6mAIz超過Izmax,應(yīng)加大電阻 R或另選穩(wěn)壓管。5.5.1有兩個晶體管分別接在電路中，今測得它們管腳的電位 （對“地”）分別如下表所列,試判別管子的三個管腳，并說明是硅管還是錯管?NPN型還是PNP型?晶體管I管腳123電位/V43.49晶體管II管腳123電位/V-6-2.3-2解：晶體管I為NPN型硅管；1為基極，2為發(fā)射極，3為集電極。 晶體管II為PNP型鑄管；1為集電極，2為基極，3為發(fā)射極。補充習題：5-1 某一晶體管的 PcM=100mW , IcM=20mA , U(br)ceo=15V,試問在下歹U幾種情況下，哪種 是正常工作？ (

6、 1) Uce=3V, Ic=10mA ; (2) Uce=2V , Ic=40mA ;(3) Uce=6V , Ic=20mA。解：(1)因為 Uce< U(br)ceo=15V , Ic< I cM=20mA ; Pc=Uce Ic<Pcm所以該晶體管能夠正常工作。(2)因為Ic> IcM=20mA;所以該晶體管能夠不正常工作。(3)因為 Uce< U(br)ceo=15V , Ic< IcM=20mA ;而 Pc=Uce Ic>Pcm5-2如題5-2所以該晶體管不能夠正常工作。，中，試問晶體管工作于何種狀態(tài)？+12V+12Vco1KQn1.5KQ

7、nIRQ50KQ-LZH-0 =5047KQ T20KQT 0tx T 01 k T+ 6V+12V 6=40-6V6=40Cb)(c)題5-2圖解：(1)圖(a)中，晶體管臨界飽和時的集電極電流近似為：Ucc 12 八Ic(sat)定=12mA；Rc 1晶體管臨界時的基極電 流為：1b (sat)=導='=240A 50Ui -UbeUi6.而I b = =二120A Ib( sat)RbRb 50所以晶體管處于放大狀 態(tài)。(2)在圖(b)中，晶體管臨界飽和時的集電極電流近似為：Ucc 12 八Ic(sat)4=8mA;Rc 1.5晶體管臨界時的基極電 流為：1b(sat) = ?=

8、旦=160%50而IbUi -Ube Ui12RbRb 47= 255A - Ib(sat)所以晶體管處于飽和狀 態(tài)。(3)在圖(c)中，因為輸入電壓為-6V,則晶體管的發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，所以晶體管工作在截止區(qū)，處于截止狀態(tài)。5-3,并說明二極管是導通還是截止?I=IA=1A ;I= -1A ; IA=0A。解：開關(guān)在1位置時，D1導通，D2截止, 開關(guān)在2位置時，D1截止，D2導通，6.2.1晶體管放大電路如題6.2.1圖所示,(1)試用直流通路估算靜態(tài)值Ib,Ic,Uce；電路的靜態(tài)工作點;(3)在靜態(tài)時(ui=0) C1+UccRBRcC2uiC1RLuo和C2上的電壓各為多少？并

9、標出極性。(b)圖(a)11.1解：(1)電路的直流通路如圖題解 621,為便于標注 它不影響靜態(tài)值。0+UccRE RCC1。-II-Ucl +C241+ Uc2 一Ci和C2的極性，圖中保留了 Ci和C2,Ucc &12.二50A題解6.2.1圖Rb 240=IB =40 50 = 2mA第6章基本放大電路習題選解 P188-P191已知 Ucc=12V,Rc=3k Q,RB=240ka ,晶體管的 3=40 。(2)晶體管的輸出特性如圖所示，試用圖解法求放大UCE -Ucc -IcRc -12 -2 3=6V(2)在輸出特性上作直流負載線，根據(jù)Uce=Ucc-IcRc有：Ic=0

10、, Uce=12V ; Uce=0 , Ic=4mA ;過此兩點作一條直線，即直流負載線；與 Ib=50A的交點為靜態(tài)工作點 Q,由圖得靜態(tài)值為：Ib=50 A,Ic=2mA, U ce=6V。(3)靜態(tài)時Uci=U be,Uc2=Uce=6V,極性如圖示。6.3.2利用微變等效電路計算如圖所示電路的電壓放大倍數(shù)Au。條件為:(1)輸出端開路；(2) RL=6k Q。設(shè) rbe=0.8k Q。題 6.3.2 圖(a)題 6.3.2 圖(b)解：微變等效電路圖如題6.3.2圖(b)所示:-Rc(1)Au =-rbe40 30.8-150(2) Au =Rlrbe40 3 60.8 3 6=-10

11、06.4.1如圖所示電路為共射分壓式偏置放大電路，已知： Ucc=24V , Rc=3.3k Q , Re =1.5k Q , RB1=33k Q , RB2=10kQ , Ri_=5.1kQ,晶體管的 3=66,并設(shè) Rs=0。試求：（1）靜態(tài)值（建議用 戴維寧定理計算）；（2）畫出微變等效電路；（3）計算晶體管的輸入電阻 rbe； （4）計算電壓放大 倍數(shù)Au; （5）計算放大電路輸出端開路時的電壓放大倍數(shù)，并說明負載電阻Rl對電壓放大倍數(shù)的影響；（6）估算放大電路的輸入電阻和輸出電阻。二TRECb)值）題6.4.1圖解：（1由直流通路得:RB210VbUcc = 24 = 5.58VRb

12、i Rb233 10RB-I3 eVB -U BERb()Re5.58 -0.6 八二 46 JA7.67 67 1.5Ic=?IB=66 46 = 3.04mAUCE =Ucc -IcRc-I ERE =24 -3.04 33 -3.08 1.5-9.35V（2）微變等效電路如圖（b）所示:(3(4-2626rbe = 300 (1 -)-6 = 300 67 ：0.866k1.1IE3.08Au=rbe663.3 5.1, 小1530.866 3.3 5.1Rc 66(5)Auo = -3.3 = -251rbe0.866接入負載后，使放大倍 數(shù)降低。(6)輸入電阻為：ri =RB1/RB

13、2/rbe =33 100.866 ： 0.778kJ輸出電阻為：“ ： Rc =3.3k補充習題6-1圖示電路中，若 Ucc=10V,今要求Uce=5V, Ic=2mA,試求Rc和RB的阻值。設(shè)晶體管的 3 =40 。19Ucc - IcRc角單：Rc、IcIc 2,=50 -A4010-5 “=2.5k 12Ucc 10RB - = = 200k1 1IB 50Au。RBIn RC2.5KQU 2KQ C2IcIc.I b =一 = 0.077mA =77AUce =12 - IcRc - I e Re =5.1V由于接入了旁路電容26rbe =300 (1)-IERL = RcRl -1

14、k1 1C3,所以不影響放大倍數(shù);26= 300 31 =6502.3a uoAu 二 一 uiRr be30 1 =-46.20.65ri = Rbi / Rb2 / rbe = 2.5 7.5 0.65 =483j解：靜態(tài)值： VB =-2.512=3VI E =3s07 =2.3mA, IE7.5 2.51第7章集成運算放大器習題作業(yè)解答P220-2257.4.1 如題7.4.1圖所示，已知集成運放的正、負電源電壓為土15V,R, =10 kQ , Rf =100KC。試求ui分別在以下各值時的輸出電壓u0。(1) ui =10mV ； (2) ui =sinhtV ; (3) ui =

15、3V ； (4)5=5V ；RfT JR1R2 oo -+ uo +題7.4.1圖Rf解：電路為反相比例運算，則u0LuiR1Rf100所以：(1) ui =10mV 時：u0 = -ui = -父 10= 100mVR10Rf(2)ui =sinstV 時：u0 =ui =10sinotVR1(3)ui =3V 時：u0 =10ui =-15V 為負限幅輸出。(4) ui =5V 時：u0 =-10ui =15V 為正限幅輸出。7.4.2如題7.4.2圖所示電路中，已知RiR2 =3kC , R3 =3kC ,O解：同相比例運算電路的輸出為Ui =iv,求 Uoiii2RUo =(1 +)U

16、 +，R1R3u 二R2R3UiU0 = (1R3RF)R1 R2 R6Ui =(1 一)2 3 33黑1 = 2V o#7.4.3求題7.4.3圖所示電路的U0與Ui的運算關(guān)系式。i5題7.4.3圖uoiRF'1R1解：對第一級放大電路，因為 u + = u_=0, H i1 = iF, iFRfR1UiUo1Ui貝 U T=k，UoiRFRi對第二級放大電路Uo2R-Ruo1Rf、1)Ui:i。Ri所以 Uo =U02 -UoiRfRiUiRfRi、C RFUi) - 2 Ui oRi7.4.5 在題7.4.5圖中,已知Rf =2R ,試求輸出電壓Uo與Ui的關(guān)系式。當 i-r題7

17、.4.5圖解：第一級放大電路為電壓跟隨器，所以U°i=Ui,第二級為反相比例運算電路Uo=一區(qū) Uoi,貝麻出電壓 Uo = Uoi = -2Ui RiR7.4.6題7.4.6圖中的電路是利用兩個運算放大器組成的具有較高輸入電阻的差分放大電路。試求出Uo與Uii , 52的運算關(guān)系式題7.4.6圖解：Uoi = 1十R/K 1、Uii =(1 )UiiR1K第二級 為減法運算電路，U + = Ui2 ,根據(jù)“虛短" u + =u 一所以u=Ui2，則可得i2 =iF2。所以,U。1 -ui2 =ui2 -uo整理后可得R2KR2u01kr2i2uR201 =(1 + K)(

18、Ui2 Ui1),55補充習題7-1求題7-1圖所示電路中U0與各輸入電壓的運算關(guān)系式iokn題7-1圖解：第一級為反相比例運算電路U01 =-10Uii =-10Uii ,第二級為反相加法運算 1電路u0二喏u01與i27-2 如題7-2圖所示電路。10、， 八、“ 八+ -Ui3)= -(-10ui1+2ui2 +5Ui3)=10Ui1 2Ui2 -5ui3。2(1)寫出電壓UO與U1、U2的關(guān)系式；(2)若U1 =0.35V ,U2 = 0.33V ,求電壓 Uo=?Uo解：第一級運放組成同相比例運算電路(1) U01毋U”1.01U1,Uo100Rf100RfRf-Uo1 +F-U2

19、= -100U01 +101U2 =101(U2 -U1) 0RfRf UO =101(U2 -U1) =101x(0.33 _0.35) =_2.02V。7-3試求題7-3圖中輸出與輸入之間的關(guān)系式。100kQ 200kQUil .i1100k Qui2 .1:200k QX心Uo0i2題7-3圖解：由疊加定理可得:如圖解 12-14a 所小，uO1 = _ 200 ui1 2ui1100100kQ200kQUi1 o_r1 i1_i1200k Q100k Q0i2圖府星7-3 a如圖解 12-14b 所示，UO2 =(1+200)ui2 =3ui2100100kQ 200kQUo2i10i

20、2200k Q1圖解7-3 b最后疊加可得：Uo = Uo1 Uo2 =3Ui2 -2Ui17-4按下列運算關(guān)系式畫出運算電路，并計算各電阻的阻值，括號中的反饋電阻 RF是已知值。(1) u0=3ui (RF=50kQ)(2) uo =(Uii+0.252) (RF=100kQ)(3) Uo =5ui ( RF =20kQ) (4) uo =2ui2 -ui1 ( R =10kQ)R解：（1）由uo =-3Ui-Ui為反相比例運算電路,則氏=3 , ( RF =50kC )所以 R1=生=50 = kQR133R2 =R/Rf =12.5kQ,反相比例運算電路如題解7-4 (a)圖所示。（3）

21、題解7-4 （a）圖 Uo = -(Uii0.2Ui2) -( -UiiRi.1Rf+Ui2) ,為反相求和電路:Rl.2則 R.1=R=100kQRi.2 =Rf /0.2 =100/0.2 =500kQ ,R2 =Ri.i/Ri.2Rf =100/500/100反相求和電路如題解 7-4 (b)圖所示。(b)題解7-4 (b)圖(3) Uo =5Ui ( Rf =20kC)為同相比例運算電路:則1十RL=5,RRfR1=5kC, R2 =R1/RF =520 =4kC4同相比例運算電路如題解7-4 (c)圖所示。->8 +題解7-4 (c)圖(4) Uo =2Ui2 -Uii ( R

22、f =10 kQ)為差動運算電路:RF、RFRFuo = 2ui2 -ui1 = (1 + )ui2 ui1,則 1 +=2, R1=RF=10kQ,RiR1R1R2 = R1/RF =5Q差動運算電路如題解 7-4 (d)圖所示。題解7-4 (d)圖第8章組合邏輯電路習題選解(P265-271)8.2.2試畫出題8.2.2圖中“與非”門輸出F的波形。解：輸出F的波形如題解8.2.2圖所示題解8.2.2圖(解題分析：找出輸入同為1的時段，此段輸出為0,其余為1.)8.4.2用與非門和非門實現(xiàn)以下邏輯關(guān)系，畫出邏輯圖：解:(1)F =AB+AC =AB *AC,實現(xiàn)的電路如題解8.4.2 (1)

23、圖。A BC題解8.4.2 (1)圖解：F = A + B+C =ABC，實現(xiàn)的電路如題解8.4.2 (2)圖。ABC題解8.4.2 (2)圖解：F =ABC,實現(xiàn)的電路如題解 8.4.2 (3)圖。A B C題解8.4.2 (3)圖(4) Y = AB (A B)C解：y = AB AC bC=AB ac(b b) bc ,=AB+BC = AB,BC實現(xiàn)的電路如題解 8.4.2 (4)圖。題8.4.2 (4)圖解8.4.2已知題8.4.3圖(a)所示各門邏輯圖的輸入波形如題8.4.3 (b)圖所示試畫出它們的輸出ABA BA B波形圖。;：' ： rL_u ftlh JLTi_n題

24、8.4.3 (a)圖題解8.4.3 (b)圖8.4.4應(yīng)用邏輯代數(shù)運算法則化簡下列各式。(1)f =(A+B+C)(D+E).(A+B+C+de)解：F =( ABC DE ).( ABC DE ) = DE(2) F =AB +AB +AB解：F = AB AB aB = A( B B) AB = A AB = A B(3) F = A AB .B AB .C AB解：F = AAB BAB CAB = AB( A B C)= AB AC AB BC F = ABC A B C D解：F = ABC A B C D = ABC ABC D =18.5.1寫出并化簡各邏輯圖的邏輯表達式，列出邏

25、輯狀態(tài)表ABC(a)題8.5.1圖解：(a)圖：F = AB +BC +AC對于(b)圖，其邏輯表達式為：Y =(A + B)( A + B)=AB+AB=Ae* B邏輯狀態(tài)表:(a)ABCF00000010010001111000101111011111(b)ABY0000111011108.5.2 求題8.5.2圖示電路中F的邏輯表達式，化簡并列出邏輯狀態(tài)表分析其邏輯功 能，并改用與非門實現(xiàn)。ABC解：(1)邏輯表達式：F1=AC+B F2=(A + C).BF = F1 二 F2 = AC B.(A C).B (AC B)(A C ).BF =ABC ABC(2)邏輯狀態(tài)表：ABCF00

26、010010010001101000101011001111(3)用與非門實現(xiàn)的 邏輯表達式：F = ABC.ABC ,邏輯圖為:題解8.5.2圖8.5.3 列出狀態(tài)表分析圖示電路的邏輯功能。題8.5.3圖ABCY00000011010101101001101011001111解：由邏輯圖得到其邏輯表達式為：Y = A©(B©C),邏輯狀態(tài)表如下所示:由狀態(tài)表可以得出以下結(jié)論：當A、B、 C三個輸入變量有奇數(shù)個 1時，電路輸出為1;當A、B、C三個輸入變量有偶數(shù)個 1時， 電路輸出為0。所以該電路可以實現(xiàn)奇偶校驗功能。8.6.8 某汽車駕駛員培訓班進行結(jié)業(yè)考試，有三名評判員

27、，其中A為主評判員，R C為副評判員。在評判時，遵循少數(shù)服從多數(shù)的原則通過；但主評判員認為合格，也可通過。試用與非 門構(gòu)成邏輯電路實現(xiàn)此評判規(guī)定。解：設(shè)A、B、C為輸入端，合格為1;F為輸出端，通過為1；根據(jù)題意列狀態(tài)表；寫邏輯表達式：F= A+BC=A BC畫出邏輯圖如題解 8.6.8圖所示。ABCF00000010010001P 111001101111011111邏輯狀態(tài)表1 ABC題解8.6.8圖ABCDY0011101111110111111110111題解8.6.9圖8.6.9某同學參加四門課程考試，規(guī)定如下: 課程A及格得1分，不及格得。分；(2)課程B及格得2分，不及格得。分；

28、課程C及格得4分，不及格得。分；(4)課程D及格得5分，不及格得。分。若總得分大于8分(含8分)，就可結(jié)業(yè)。試用“與非門”構(gòu)成實現(xiàn)上述邏輯要求得電路。解：根據(jù)題意列狀態(tài)表：(為了解題簡單，只列出總分大于等于8的情況)由狀態(tài)表列邏輯表達式：Y =ABcD ABCD ABCD ABCD ABCD-DC DBA =5C *DBA由此得邏輯圖如題解 8.6.9圖所示。補充習題8-1求題8-1圖所示邏輯電路的邏輯表達式。 A-r 1 s4 oL|_|& FF21& -YC o-C-1-題8-1圖題8-2圖解：F = A.B C = ABC8-2邏輯電路如題8-2圖所示，(1)指出該電路圖

29、中邏輯門的不同類型，(2)寫出邏輯表達式并化簡之。解：該邏輯電路有三種不同的門，非門、或門、與非門。Y =A(A B)(B C) = A (A B) (B C) = A AB BC= aBbC=aBC8-3應(yīng)用邏輯代數(shù)運算法則將 F = AB + AB + Ab化簡式。解：F = AB AB AB = A( B B) M = A AB = A B8-4用與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù) Y = AB + AC解：F =AB AC = AB AC Ab.AC邏輯電路圖如題解 8-4圖所示：題解8-4圖8-5寫出圖示兩圖的邏輯式。ACEC(b)題8-5圖解：(a)圖：由邏輯圖得邏輯表達式:Y = A *B *A

30、 *B = AB *A *B =(A B) “A B) = AB AB = Az B(b)圖：由邏輯圖得邏輯表達式:Y = AC BC = AC BC第9章 觸發(fā)器和時序邏輯電路習題選解P301-3099.1.6已知時鐘脈沖CP的波形，試分別畫出如題9.1.6圖所示各觸發(fā)器輸出端Q的波形，設(shè)它們的初始狀態(tài)均為 0,并指出哪個具有計數(shù)功能。j"Ln_n_rL(e) QIe . .tIIII |»III(f) Q "0”；!題9.1.6圖題解9.1.6圖解：各觸發(fā)器的波形如題解9.1.6圖所示。其中（a）、（d）、（e）具有計數(shù)功能。9.1.7已知時鐘脈沖 CP的波形

31、，在題9.1.7圖的邏輯圖中，試畫出Qi和Q2端的波形，如果時鐘脈沖的頻率是 4000Hz,那么Q1和Q2波形的頻率各為多少？設(shè)它們的初始狀態(tài)均為0。題9.1.7圖題解9.1.7圖解：圖中兩觸發(fā)器均接成計數(shù)狀態(tài)，具有計數(shù)功能，故其波形如題解9.1.7圖所示。由圖知 Qi11- 的周期比CP的周期大一倍，則頻率為fQ1 =fC =父4000 = 2000Hz。Q2的周期比Q1的 22 11，一 ，一 ，一周期又大一倍，則頻率為fQ2 =1fQ =父2000 = 1000Hz ,由此稱為4分頻電路。2 Q 29.1.9根據(jù)題9.1.9圖的邏輯圖及相應(yīng)的CP、Rd和D的波形，試畫出 Q1和Q2端的輸

32、出波形,設(shè)初始狀態(tài)Q1 =Q2 =0。J a必廣平 ' q n1"""1CP 烏_G 1234cp n_n_q2 _ 題9.1.9圖題解9.1.9圖解：由JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 Qn* =JQn+KQn,則Qn* =Q2Qn , D觸發(fā)器的狀態(tài)方程為Q2+ =Q1n，則畫出Q1和Q2端的輸出波形如題解 9.1.9圖所示。9.1.10 題9.1.10圖所示電路是一個可以產(chǎn)生幾種脈沖波形的信號發(fā)生器，試從所給的時鐘脈沖gTLTLTLTL Y._rL_n力-I題9.1.10圖CP畫出丫1、丫2、丫3三個輸出端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。題解9.1.10圖 解：由JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 Qn由=JQn +KQn ,則Qn41 =Qn Qn十Qn Qn = Qn ,因此，Y1=Qn, Y2=Qn CP, Y3 =QnCP = Qn +CP ,于是 Y1、丫2、丫3 三個輸出端的 波形如題解9.1.10圖所示。補充習題題9-1圖9-1 分析題9-1圖所示時序邏輯電路。要求:(1)寫出各