模拟电路第三版课后习题答案详解.docx
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模拟电路第三版课后习题答案详解
N7
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性,管子的正
向电阻和反向电阻分别为大一些好,还是小一些好?
答:
二极管的正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。
理想二极管的正向电阻等于零,反向电阻等于无穷大。
习题1-2假设一个二极管在50C时的反向电流为10卩A,试问它在20C和80C时的反向电流大约分别为多大?
已知温度每升高10C,反向电流大致增加一倍。
解:
在20C时的反向电流约为:
2°汉10卩A=1.254A
3
在80C时的反向电流约为:
210」A二80」A
习题1-4已知在下图中,U|=10sin®t(V),RL=1k?
,试对应地画出二极管的电流iD、电压uD以及输出电压uO的波
形,并在波形图上标出幅值。
设二极管的正向压降和反向
习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性,它的工作电
流Iz、动态电阻Xz以及温度系数au,是大一些好还是小一一些好?
答:
动态电阻rZ愈小,则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小,稳压性能愈好。
一般来说,对同一个稳压管而言,工作电流Iz愈大,
则其动态内阻愈小,稳压性能也愈好。
但应注意不要超过其额定功耗,以免损坏稳压管。
温度系数au的绝对值愈小,表示当温度变化时,稳压管的电压变化的百分比愈小,则稳压性能愈好。
习题1-6某稳压管在温度为20C,工作电流为5mA时,稳定电压UZ=10V,已知其动态内阻rZ=8?
,电压的温度系数au=0.09%/°C,试问:
1当温度不变,工作电流改为20mA时,UZ约为多少?
2当工作电流仍为5mA,但温度上升至50C时,UZ约为
多少?
解:
①.:
Uzm.lzG=(20—5)10-8=0.12V
Uz=100.12=10.12V
②:
UZUz=:
uT=0.09%(50—20)=2.7%
Uz=1012.7%[=10.27
习题1-7在下图中,已知电源电压U=10V,R=200?
Rl=1k?
,稳压管的Uz=6V,试求:
1稳压管中的电流IZ=?
2
当电源电压U升高到12V时,IZ将变为多少?
③当U仍为10V,但RL改为2k?
时,
解:
①IR=U^=6mA
Rl
U-Uz
I二20mA
R
•lz=I-1%=20-6=14mA
U-U
2i=^^=30mA二lz=I-lR=30-6=24mA
RzRl
3IR=U^=3mApIz=I一IRl=20-3=17mA
Rl
习题1-8设有两个相同型号的稳压管,稳压值均为6V,
当工作在正向时管压降均为0.7V,如果将他们用不同的方
法串联后接入电路,可能得到几种不同的稳压值?
试画出各种不同的串联方法。
“+
I*-
(1)1.4V
习题1-9一个三极管的输出特性如图所示,
①试在图中求出uCE=5V,iC=6mA处的电流放大系数一:
、:
一、
:
和:
•,并进行比较。
②设三极管的极限参数为ICM=20mA,U(Br)ceo=15V,PCM
=100mW,试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。
习题1-10假设有两个三极管,已知第一个管子的=99,
则匚二?
当该管的|B1=10」A时,其IC1和IE1各等于多少?
已知第二个管子的亟=0.95,则其仔2=?
若该管的IE2=1mA,则IC2和IB2各等于多少?
解:
①%=—帚=0.99
11+弭
当IB1=10.LA时,IC1=0.99mA,IE1=1mA
②*:
2=19
1-込
当IE2=1mA时,lC2=0.95mA,lB2=50・A
习题1-11设某三极管在20C时的反向饱和电流ICbo=1卩A,B=30;试估算该管在50C的ICBO和穿透电流ICEO大致等于多少。
已知每当温度升高10C时,ICBO大约增大一倍,而每当温
度升高1C时,
B大约增大1%。
解:
20C时,
ICEO=1ICBO=31"A
50C时,
Icbo©A
P=0o(1+1%严=30汇(1+1%)50'0
:
301301%=39
Ice。
=1:
Icbo=320」A=0.32mA
习题1-12一个实际PNP型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12(a)和(b)所示。
1查看该三极管的穿透电流Ice。
约为多大?
输入特性的死区电压约为多大?
2为了使PNP型三极管工作在放大区,其ube和uBC的值分别应
该大于零还是小于零?
并与NPN型三极管进行比较。
解:
①查图可知,ICEo=0.5mA,死区电压约为0.2V;
②为了使三极管工作在放大区,
对PNP型:
Ube<0,Ubc>0;
对NPN型:
Ube>0,Ubc<0。
习题1-13测得某电路中几个三极管各极的电位如图P1-13所
示,试判断各三极管分别工作在截止区、放大区还是饱和区。
解:
判断依据:
NPN型:
UBE>0,
UBC<0,
放大;
UBE>0,
UBC>0,
饱和;
UBE<0,
UBC<0,
截止。
PNP型:
UBE<0,
UBC>0,
放大;
UBE<0,
UBC<0,
饱和;
uBE>°,
Ubc>°,
截止。
放大截止放大饱和
-5V
0
+4.7V
O
+0.3V
(>——
z
%
+4.7V_|^
(1
1
0V
+5V
(e)
(f)
截止
临界饱和
-10V
+8V
1.3V\)
+11.7Vl>
1
1
-1V
+12V
(g)
(h)
放大
放大
IB=0.065mA
IC3.25mA
Uce=3.55V三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中A点。
IC:
2.325mA
Uce=5.35/
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中B点。
(c)
IB=0.465mA
IC23.25mA
Uce=「36.5V
以上算出的IC与Uce值是荒谬的,实质上此时三极管巳工作在饱和区,故Ib=0.465mA,
Ic~vcc/rc=5mA,Uce=Uces〜0.3V,见图P1-14(g)中C点。
三极管工作在截止区,
见图P1-14(g)中E点
(与D点重合)。
Ib=0.0465mA
IC2.325mA
Uce二Vcc=10V
三极管工作在放大区,
见图P1-14(g)中F点'
7b=100MA
80MA
-60pA
一40MA
—20MAOMA
图P1-14(g)
习题1-15分别测得两个放大电路中三极管的各极电位如图
P1-15所示。
试识别它们的管脚,分别标上e、b、c,并判断
这两个三极管是NPN型还是PNP型,硅管还是锗管。
(a)
解:
本题的前提是两个三极管均工作在放大区。
(a)1――发射极e,3――基级b,2――集电极c,三极管类型是NPN锗管。
(b)
2――发射极e,3――基级b,1――集电极c,三极管类型是PNP硅管。
打汎叮J:
2.8mS
GS4.5-3.5
习题1-17试根据图P1-17所示的转移特性曲线,分别判断各相应的场效应管的类型(结型或绝缘栅型,P型沟道或N型沟
道,增强型或耗尽型)。
如为耗尽型,在特性曲线上标注出其夹断电压UGS(off)和饱和漏极电流lDss;如为增强型,标出其开启电压UGS(th)。
习题1-19已知一个P型沟道耗尽型MOS场效应管的饱和漏
极电流|dss=-2.5mA,夹断电压UGs(off)=4V,请示意画出其转移特性曲线。
习题2-1试判断图P2-1中各电路有无放大作用,简单说明理由。
答:
(a)无放大作用(发射结反偏);
(b)不能正常放大(发射结无直流偏臵);
(c)无放大作用(集电结无直流偏臵);
(d)无放大作用(发射结无直流偏臵);
(e)有放大作用(是射极跟随器);
⑴无放大作用(输出交流接地);
(g)无放大作用(输入交流接地);
(h)不能正常放大(栅极无直流偏臵);
(i)无放大作用(电源极性接反);
习题2-2试画出图P2-2中各电路的直流通路和交流通路。
设各电路中的电容均足够大,变压器为理想变压器。
答:
(a)
CC
(a)交流通路
CC
04
+[
-—
jd
1
]U
R4
o
(b)交流通路
Rb2
Rb1
4O
+Vcc
西Re
(c)直流通路
Rl
(c)交流通路
图(c)中,u/hMUj
Ni
◎A
Rl
习题2-3在NPN三极管组成的单管共射放大电路中,假设
电路其他参数不变,分别改变以下某一参数时,试定性说明放大电路的IBq、Icq和UCEQ将增大、减少还是基本不变。
①增大Rb;②增大VCC;③增大B。
答:
①增大Rb,贝VIbq减少,Icq减少,UCEQ增大。
2增大Vcc,则Ibq增大,d增大,Uceq不确定。
3增大B,则Ibq基本不变,Icq增大,UcEq减少。
习题2-4在图2.5.2所示NPN三极管组成的分压式工作点稳
定电路中,假设电路其他参数不变,分别改变以下某一参数
时,试定性说明放大电路的Ibq、Icq和UCeq、rbe和卜』将增
大、减少还是基本不变。
1增大Rbl;②增大Rb2;③增大Re;④增大B。
答:
①增大Rbl,则IbqT,IcqT,Uceq^,%J,|代|仁
2增大Rb2,则IbqJ,IcqJ,UceqT,,|代|J。
3增大Re,则1BQJ,ICQJ,UCEQT,rbeT,|AuJ。
4增大B,则IbqJ,Icq基本不变,Uceq基本不变,%匸,
Au基本不变
习题2-5设图P2-5中的三极管B=100,UBeq=0.6V,
uCEQ二VCC■iJcQ■1BQ]&=3・82V
习题2-6设图P2-6(a)中:
Rb=510k」,Rc=10k「,Rl=1.5^1,
Vcc=10V。
三极管的输出特性曲线如图(b)所示。
1试用图解法求出电路的静态工作点,并分析这个工作点选得是否合适;
2在Vcc和三极管不变的情况下,为了把三极管的静态集电极电压Uceq提高到5V左右,可以改变那些参数?
如何改法?
3在Vcc和三极管不变的情况下,为了使lCQ=2mA,Uceq=2V,
应改变那些参数?
改成什么数值?
-HlUL
20UA
(b)
o
(a)
解:
①可先用近似估算法求IBQ
1BQ
VCC-UBEQ10—0.7
--0.02mA=20」A
Rb510
直流负载线方程:
Uce-Vcc_icRc=10~10ic
静态工作点Q|点处,UcEq0.5V,ICQ0.95mA由图可见Q1点靠近饱和区,易产生饱和失真。
②为将UCEq提高到5V左右,可同时减小只Rc和Rb,如图中Q2点,也可以Rb不变,减小Rc;或Rc不变,增大Rb;或同时增大Rc和Rb等。
Jc/rnAi
7"I
6
HW/Z.4蚀山.目60X/.1
③将iC=2mA,uCe=2V的一点与横坐标上uCE=10V的一点相
连即可得到此时的直流负载线,此时集电极电阻为
Rc=Vcc-UceqIcq=10-22=4k1.1
由图可见,Q3点处IBq=40卩A,则
Rb=VCC-UBEQ1BQ=10-0.7j0.04250k
因此,需减小Rc和Rb,可减为Rc=4k?
Rb=250k?
Jc/rnAii
7-
01V%片
习题2-7放大电路如图P2-7(a)所示,试按照给定参数,
在图P2-7(b)中:
1画出直流负载线;
2定出Q点(设Ubeq=0.7V);
3画出交流负载线。
Rl二Rc〃Rl
习题2-8在图P2-7(a)中,如果输出电压波形为J\_,试问:
1电路产生截止失真还是饱和失真?
2应如何调整电路参数以消除失真?
答:
①饱和失真;
②应降低Q点,为此可增大
Rb1(原为39k?
)。
习题2-9试作出图P2-9中所示放大电路的负载线。
已知:
Rb=560k?
Rc=5.1k?
R1=R=10k?
RL=1M?
,两个直流电源均为12V,三极管的输出特性曲线如图P2-6(b)所示。
答:
图解的基本方法要求分别画出三极管部分(非线性)和
负载部分(线性)的伏安特性,然后求出交点。
为此,可利
用戴维宁定理将负载部分等效为一个电源Vcc和一个电阻Rc,
由给定参数可求得:
Vcc二7.2V,Rl4k1
该电路的直流负载线方程为:
习题2-10设图P2-10电路中三极管的B=60,VCC=6V,
2rbe=300(1J6:
2.9k1
1EQ
3A—g/R』一51.7
rbe
R=&〃rbe:
2.9k1/1R)=Rc=5k1」
习题2-11利用微变等效电路法估算图P2-11(a)电路的电压放
大倍数、输入电阻及输出电阻。
已知:
Rb1=2.5k?
Rb2=10k?
Rc=2k?
Re=750?
RL=1.5k?
Rs=0,Vcc=15V,三极管的输出特性曲线如图(b)所示。
解:
首先估算Q点,可求得:
Rb1||Ubq—Ubeq
Ubq応dVcc=3VIcq是IEQ==3.07mA
R1&2Re
UCEQ=Vcc-1CQRc=6・56V由图可知,lBQ=20」A'■
rbe=300(1J261.6k'1
1EQ
A「W80.6
rbe
R=&//rbeO.89k0
习题2-12上题中,女口Rs=10k?
,则电压放大倍数
U-?
Ui
解:
代:
-6.6
QO
2(「[)-2001011.5k'1
1EQ2
3Aj|=-―=-100④是截止失真,应减少Rb
习题2-14在图P2-14的电路中,设B=50,UBeq=0.6V
①求静态工作点;②画出放大电路的微变等效电路;
③求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
解:
①Vcc^IbqR.Ubeq(1JIbqR
12-0.7
1bq
VCC-UbeQ
1eq
飞(1:
)&一470512
:
Icq=:
Ibq=1mA
:
20」A
Rb
470k?
C1
+
Rc
3.9k?
厶+Vcc
+12V
C2
■if
Rl
Ui2R?
3.9k?
+
1Uo
UCEQ=VCC-1CQ尺■IEQRe:
63
2微变等效电路
3rbe=300+(1+0)」".63kO
1eq
卫響丄瘁乂.94
「be+(1+耳Re
R二Rb〃11%T「Re:
84.9k'1
OPlb
Rl
Re
RcU
Ro=Rc=3.9k1.1
o
解:
习题2-15设图P2-15中三极管的B=100,Ubeq=0.6V,rbb'=100?
VCC=10V,Rc=3k?
Re=1.8k?
RF=200?
Rb1=33k?
Rb2=100k?
负载电阻RL=3k?
①求静态工作点;
电容C1>C2、C3均足够大。
②画出微变等效电路;
Uceq=Vcc-IcqRcTeq(Rf+R.戶5.3V
2微变等效电路
Rb=Rb1〃&2
26
3Ge=臥什(1十目)厂
1EQ
"Rc〃Rl)
「be(1JRf
-6.5
④R^-Rb1//Rb2//rbe11Rf11.96k'1
RRsAu
:
-4.87
Ro=Rc=3k11
习题2-16
解:
①Vcc
P106
1BQ
IEQ
:
-1BQRbUBEQ
Vcc-UBEQ:
10」A
Rb(1:
)R
Icq二■Ibq—1mA
Rb
Ci
(11)IbqR
+T
Ui
4>
UCEQ=VC^_1EQRe&6.4V
②rbe=300+(1+P)-6壬2.93k0
1EQ
iRe
「be(1JRe
R
+VCC
Q+
L
6卄R
Krnuex
Rl=g时,
Au=
0.99
RL=1・2k?
时,
Au=
1■-RU/Rl
rbe
+(1+0)Re//〃RJ。
97
③Rl=x时,Ri=Rb〃||%亠订亠「Re」;:
283ki】
RL=1.2k?
时,R=Rb〃rbe1一:
Re//R:
87.6k'?
Ro
1-
29"
习题2-仃P107
R
U
°+Vcc
"Uoi
U。
1Rc
Ui1(1JRe
U°2_(V')Re
Ui-狂(1「)R
t
t
t
:
Re)
r
C2
c
Uo2
o1
习题2-佃P107
解:
①
o
=3VRe=UBQ—Ubeq九2心
IEQ
Ibq=Icq:
=°.°4mA=40.LA
UBQ
②ICQ
=—Rb1—Vcc
Rb1■Rb2
:
'IEq=2mA
UCEQ~VC^_1CQRc_1EQRe-6-6V
③£厂臥(1「):
963」
1EQ
R=卫詈“8.80
1-
代_0R//Rl)
rbe
「be
Ro:
R)=3k11
Vcc=15VRb1=2・5k」Rb2=10k1Rc=3k1Rl=3k1
B=50
Ubeq=0・6Vrbb,=300JlEQ=2mA
77.8
习题2-19P107
解:
(a)共基电路
(b)共射电路
(c)共集电路
(d)共射电路
(e)共射—共基电路
习题2-20P107
iiD/mA
5101520
Ugs=3V
——2V
--1.5V
_1V
UDS/V
解:
①直流负载线方程:
uDs二VDD-iDRd=20-5.1iD
Ugsq=2V,Udsq=8.3V,Id^2.3mA
Vdd=20V
②gm—D".7mS
Vgg=2V
°Ugs
Rd=5.1k1
③代八9mRd=-8.7-5.1k11
Rg=10M'1
习题2-21P108
R2
①Au=-gm(RD〃RL)-22.5
Rj=Rg+(R1//R2)20M11
Ro=RD=15k11
Ci
Ri
o
"u二nLJsrlcn=T
②不接CS时,微变等效电路为
Ui
VDD=30VRd=15k'1Rs=1k1Rg=20M'1R1=30k'1R2=200k'1Rl=1M「gm=1.5mS
“]GD
Rgfl叭S^s
UgsQii
gUgs
JrJJrl
Vdd=30VRd=15k-1
Rs=1k'1
Rg=20M门R1=30k」
R2=200k1
Rl=1M'1gm=1.5mS
Ui
二UgsIdRs二(1gmRs)Ugs
Uo
「gmUgs(Rd〃RL)
U。
=gm(Rd〃RL):
9
Ui1gmRs
习题2-22P109
u2
UGSQ“
1
Ugs(e)=2VlDo=2mAVdd=20VVgg=4VRs=4.7k1Rg=1M1
1DQ
gm
=1DO
UGS(th)j
0.735mS
CUgs^2.73V
11dq=0.27mA
微变等效电路
Ui
GS
~°r~()gU°
9gs
RsU。
Uo
gmUgsRs
UGS(th)=2V
IDo=2mAVdd=20VVgg=4VRs=4.7k1Rg=1M1
Ui
UgsUo
二(1gmRs)u
gs
代匚Uo二gmRs0.776
Ui1gmRs
习题2-23P109
解:
①设Ubeqi=Ubeq2=0・7,
1BQ1
1CQ1
设IBQ2< UCEQ1二Vcc-ICQ1Rc1=3.8V 1EQ2 UCQ1_UBEQ2 : : 4.1mA: ICQ2 IBQ2 ICQ2 w—爼0.14mAVCIcq1成立 UCEQ2=Vcc-丨CQ2Rc2-丨EQ2=3・7V Vcc=15VRb1=360k1Rc1=5・6k」 Rc2=2k1 Re>=7501 B4=50 (32=30 R2 ■.)T 0.95k1.1 IEQ1 26 0.5k11 IEQ2 0.95k「 也二300(1 ②rbe1=300(1 R1=R)1〃rbe1& =臥2*1*-2Re2=23.75ki「 _冋(尺1//R2)_238.5 rbe1 ■2Rc2 八-c22.53 rbe2*(1*-2)Re2 P2R32 1 O +VCC Rc2 Rci Ci Ui Re2 vt2 Uo c肚603 「be2'(1*-2)Re2 Ro二RC2二2k11 Au=Au1 Vg=15VRb1=360k1Rci=5・6k1 Rc2=2k1Re2=7501 B4=50 B2=30 1CQ2 1BQ2 1EQ2UEQ2 UCQ1 =VEE/&23.64mA 二lcQ2 =I BQ2 "VCC =0.18mA 二UBQ2 「2
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- 模拟 电路 第三 课后 习题 答案 详解