模电习题答案

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50时的反向电流为10 a， 试问它在 20和 80时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10，反向电流大致增加一倍。精品资料解：在 20时的反向电流约为：2 310a1.25a在 80时的反向电流约为：2310a80a习题 1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示：如在二极管两端通过1k? 的电阻加上 1.5v的电压，如图(b) ，此时二极管的电流i 和电压 u各为多少？如将图 (b)中的 1.5v电压改为 3v，则二极管的电流和电压各为多少？解：根据图解法求解电源电压为1.5v 时1.5uii0.8 a,u0.7v 电源电压为3v 时3uii/ma32100.511.52(a)u/v+ u-i1.5v1k?(b)i2.2 a ,u0.8v可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，则二极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。习题 1-4已知在下图中，ui = 10sin t (v) ， rl=1k?，试对应地画出二极管的电流id、电压 u d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电流可以忽略。+ ud -+ui/v100tuiidud-rl-(a)id/ma100ui /vt0t- 10uo/v100t习题 1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流 i z 、动态电阻r z 以及温度系数 u，是大一些好还是小一些好？答：动态电阻r z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i z 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 u 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稳定电压某稳压管在温度为20， 工作电流为5 ma 时，u z=10v ，已知其动态内阻rz =8 ? ，电压的温度系数 u =0.09% / ， 试问：当温度不变，工作电流改为20 ma 时， u z约为多少？当工作电流仍为多少？5 ma ，但温度上升至50 时， u z约为解 ： u zu zu zi z rz0.12(205)10380.12 v10u z10.12 vut0.09%(5020)2.7%u z1012.7%10.27习题 1-7在下图中，已知电源电压u = 10v ， r = 200 ?，rl=1 k?，稳压管的 uz = 6v ，试求：稳压管中的电流i z = ？当电源电压u 升高到 12v时， i z 将变为多少？当 u 仍为 10v，但 rl改为 2k? 时， i z 将变为多少？解： irlu zlr6mariiuu riuu zr+ u-i zz20mavdzrli zi rl20614ma30maiziirl30624maiuzrlr3maiziirl20317mal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。+-(1) 12v-(1) 6.7v-(1) 1.4v习题 1-9一个三极管的输出特性如图所示，试在图中求出uce =5v ， ic =6ma 处的电流放大系数、和，并进行比较。设三极管的极限参数为icm =20ma ， u (br)ce o =15v ， pcm=100 mw ，试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。解： ic i bic i b icie由图可得：60.0490.0699.06150,icie66.040.993i b3.20.023.23.22100a80a145,60a0.99340a20a安全工作区0a习题 1-10假设有两个三极管，已知第一个管子的199，则1?当该管的i b110a时，其 ic1和 i e1各等于多少？已知第二个管子的20.95，则其2? 若该管的 i e2=1ma ，则 ic2和 ib2各等于多少？解： 10.99111当 i b110a时，i c10.99ma ,i e 11ma221912当 i e 21ma时，i c 20.95ma,i b 250a习题 1-11设某三极管在20时的反向饱和电流icbo =1 a， =30；试估算该管在50的 icbo 和穿透电流 i ceo 大致等于多少。已知每当温度升高10时， i cbo 大约增大一倍，而每当温度升高 1时，大约增大 1% 。解： 20时，50时，i ceoi cbo1i cbo8a31a0 11%t t 03011%50 20301301%39i ceo1i cbo320a0.32ma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。查看该三极管的穿透电流ice o约为多大？输入特性的死区电压约为多大？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：查图可知，iceo =0.5ma ，死区电压约为0.2v ；为了使三极管工作在放大区，对 pnp型： ube0； 对 npn 型： ube0， ubc 0 ， ubc 0， ubc 0，饱和； ube0 ， ubc 0，截止。pnp 型： ube0，放大；ube0， ubc 0 ， ubc 0，截止。+5v+12v0v+10.3v+0.7v+2v-5.3v+10.75v0v(a)+12v(b)-6v(c)+10v(d)放大截止放大饱和-5v+4.7v-10v+8v+0.3v+4.7v-1.3v+11.7v0v(e)+5v(f)-1v(g)+12v(h)截止临界饱和放大放大习题 1-14已知图 p1-14(a)(f) 中各三极管的均为 50， u be 0.7v ，试分别估算各电路中的ic和 uce ，判断它们各自工作在哪个区（截止、放大或饱和），并将各管子的ic 和u ce对应在输出特性曲线上的位置分别画在图p1-14(g)上。2k?20k?2v(a)i b0.065ma10v2k?200k?10v(b)i b0.0465mai c3.25mai c2.325mau ce3.55vu ce5.35v三极管工作在放大区， 见图 p1-14(g)中 a 点。三极管工作在放大区，见图 p1-14(g)中 b点。20k?2k?(c)10v2k?20k?2v(d)10vi bi cu ce0.465ma23.25ma36.5vi bi cu ce00vcc10v以上算出的 i c 与 u ce值是荒谬的，实质上此时三极管巳工作三极管工作在截止区，在饱和区，故ib=0.465 ma ，见图 p1-14(g)中 d点。i c vcc / rc=5 ma， uce=uces 0.3v ，见图 p1-14(g)中 c 点。20k?20k?10v200k?10v(e)i b0i c0(c)i b0.0465ma i c2.325mau cevcc10vu cevcc10v三极管工作在截止区， 见图 p1-14(g)中 e点（与 d 点重合）。三极管工作在放大区， 见图 p1-14(g)中 f点。cabf图 p1-14(g)d 、 e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。1(+3v)231(-11v)23(+9v)(a)(+3.2v)(-6v)(a)(-6.7v)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。习题 1-16已知一个 n沟道增强型 mos 场效应管的输出特性曲线如图 p1-16所示。试作出uds=15v 时的转移特性曲线，并由特性曲线求出该场效应管的开启电压ugs(th)和 ido值，以及当 uds=15v ， ugs=4v 时的跨导 gm。uds =15v由图可得，开启电压ugs(th)=2v ， i do =2.5ma ，gidmugs41.22.8ms4.53.5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i dss；如为增强型，标出其开启电压 ugs(th) 。(a)绝缘栅型 n 沟道增强型；(b)结型 p沟道耗尽型；(c)绝缘栅型 n沟道耗尽型；(d)绝缘栅型 p沟道增强型。习题 1-18已知一个 n型沟道增强型mos 场效应管的开启电压 ugs(th) = +3v ， i do =4ma ，请示意画出其转移特性曲线。习题 1-18图习题 1-19图习题 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 idss= - 2.5ma，夹断电压u gs(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（发射结无直流偏置）； (c)无放大作用（集电结无直流偏置）； (d)无放大作用（发射结无直流偏置）； (e)有放大作用（是射极跟随器）；(f)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（栅极无直流偏置）；(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)+ v ccrbrc+re1re1u i-rbrre2uc-o(a)直流通路(a) 交流通路+v ccr 3r1r 4r2r 5+uu oir1r2r4-(b) 直流通路(b) 交流通路rb2rb1+v ccre+u irl-(c) 直流通路(c)交流通路图 (c)中，un2 u2rn3riilln1n4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 、 i cq 和uceq 将增大、减少还是基本不变。增大 r b；增大 v cc ；增大 。答：增大r b，则 ibq 减少， icq 减少， uceq 增大。增大 v cc ，则 ibq增大，icq 增大， uce q不确定。增大 ，则 ibq基本不变，i cq 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i bq、 i cq 和uceq 、 rbe和 au将增大、减少还是基本不变。增大 rb1； 增大 rb2； 增大 re； 增大 。答：增大rb1 ，则 ibq ， icq ， u ce q ， rbe ， au 。增大 rb2 ，则 i bq， icq ， uceq ， rbe ， au 。增大 re ，则 i bq ， i cq ， uceq ， rbe ， au 。增大 ，则 ibq， icq 基本不变， u ceq 基本不变，rbe，au基本不变习题 2-5设图 p2-5中的三极管 =100， u beq =0.6v ， v cc=12v ， r c=3k， rb=120k。求静态工作点处的i bq 、 icq 和uceq 值。解：rc3k120k+v ccvcc(i cqi bq )rcibq rbu beqc 1rbic+(1)rci bq rbu beq+uouii bibqvccu beq0.027ma-(1) rcrbu ceqvcci cqi bqrc3.82v习题 2-6设图 p2-6(a)中： rb=510k， rc=10k， rl =1.5k，v cc =10v 。三极管的输出特性曲线如图(b)所示。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；在 v cc 和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极电压 u ce q提高到 5v左右，可以改变那些参数？如何改法？在 v cc 和三极管不变的情况下，为了使icq =2ma, u ceq =2v ,应改变那些参数？改成什么数值？+v cc2rbrccc1+uirlu o-(a)(b)q1解：可先用近似估算法求i bqibqvccubeqrb100.75100.02ma20a直流负载线方程：ucevccic rc1010ic静态工作点 ql 点处，u ceq0.5v ,i cq0.95 ma由图可见 q 1 点靠近饱和区，易产生饱和失真。为将 u ceq提高到 5v左右，可同时减小只 rc和rb，如图中 q 2 点，也可以 r b不变，减小 r c；或 rc不变，增大 r b；或同时增大rc和 rb等。q 2q1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由图可见，rbvccu ceqi cq10224kq 3点处 ibq =40 a，则vccu beqi bq100.70.04250k因此，需减小rc和 r b，可减为 rc 4k? ， rb 250k?q 2q3q 1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：画出直流负载线；定出 q点（设 ubeq =0.7v ）；画出交流负载线。rb139 k?c1rc2k ?v cc+15v c2+rlu i_rb 211k ?re2k?2k?ceu o_(a)图 p2-7(b)解：直流负载线方程为：ucevccic (rcre )153ic urb2v3.3vbqccrb1rb 2icqi equ bqu beqre2.6ma2.6则由 ic 2.6ma的一条水平线与直流负载线的交点即为q，由图可得 uceq 7.2v。7.2(b)交流负载线通过q点，且斜率为1，其中rlrlrc / rl1k习题 2-8在图 p2-7(a)中，如果输出电压波形为，试问：电路产生截止失真还是饱和失真？应如何调整电路参数以消除失真？答：饱和失真；应降低 q点，为此可增大rb1（原为 39k ? ）。rb139 k?c1+u irb2_11 k?rc2k ?r e2k ?vcc+15v c 2+rl2k?u oce_(a)习题 2-9试作出图 p2-9中所示放大电路的负载线。已知：r b=560 k? ， rc=5.1 k? ， r1= r=10 k? ， 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。+v cc1rcrrbrcr 1rl- v cc2图 p2-9vcc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：vcc7.2v ,rc4k该电路的直流负载线方程为：uce7.24ic图 p2-6(b)习题 2-10 设图 p2-10 电路中三极管的 =60， vcc =6v，r c=5 k? ， rb=530 k? ， rl=5m ?，试：估算静态工作点；rbrcv ccc求 rbe值；c12+求电压放大倍数au ，输入电阻urluori和输出电阻 ro。_i_解：i bqvccu beqrb10ai cqi bq0.6mai eqi bqicq0.61ma26u ceqvccicq rc3vrbe300(1)2.9k ieqau(rc / rl )51.7rirb/ rberbe2.9krorc5k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：u bqrb1rrvcc3vi cqi equ bqu beqr3.07mau ceqb1vccb 2i cq rce6.56v由图可知，i bq20a26ic150ibrbe300(1)1.6k i equa(rc /rberl )80.6rirb /rbe0.89krorc2k习题 2-12 上题中，如rs=10k?，则电压放大倍数解：auoauouuiria?6.6usuuiriro习题 2-13 在图 p2-13的放大电路中，设三极管的 =100， ubeq =- 0.2v ， rbb=200 ? 。估算静态时的ibq， icq和 uceq ；计算三极管的rbe值；求出中频时的电压放大倍数；若输入正弦电压，输出电压波形为，试问三极管产生了截止失真还是饱和失真？应该调整电路中的哪个参数（增大还是减少）？-vcc解：i bqvccu beqrb20arb490 k?cr c3k ?-10v c2i eqi cqi bq2ma1+uv(ir )4vurluoceqcccqci_3k ?_ rberbb(1)26i eq2001012621.5kau( rc / rl )100rbe是截止失真，应减少rb习题 2-14 在图 p2-14的电路中，设 =50， ube q =0.6v 。求静态工作点；画出放大电路的微变等效电路；求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。+v cc解：vcci bq rbu beq(1)i bq rerb+12vi bqvccrbu beq(1) re120.747051220a470 k?c1+rcc23.9 k?+i equ ceqi cqvcci bqi cq rc1mai eq re6.1vu ire_2k?rlu o3.9 k?_微变等效电路26i brrbe300(1)1.63k ieqrbeluiu or(r / r )brercaurbecl(1) re0.94rirb /rbe1re84.9krorc3.9k习题 2-15 设图 p2-15中三极管的 =100, ubeq =0.6v, rbb=100 ? , vcc =10v, rc=3k? , re=1.8 k? , rf=200 ? , rb1=33k? , rb2=100 k? ,负载电阻 rl=3 k? ，电容 c1、 c2、 c3均足够大。求静态工作点；画出微变等效电路；求电压放大倍数au；设 rs=4k? ，求 aus；求 ri和 ro。+vcc解：u bqrb1rrvcc2.48vrb2rccc2i cqi eqb1u bqb 2u beq1+0.94marsrfui bqi cqrfre9.4a+uiu s-rb1rerloce-u ceqvcci cq rcieqrfre5.3v微变等效电路rs+rbei brlrbrb1 /rb 2u iu srb-26u orfrcrbeaurbbr(1)2.89k ieq( rc / rl )6.5(1)rbefrirb1 / rb2 /rbe1rf11.96kaariusu4.87rirsrorc3k习题 2-16p106rb+v cc解：vcci bq rbu beqvccu beq(1)i bq rec1+c 2i bqr(1) r10a+beu iui equ ceqicqvcci bqi eq re1ma-6.4vrerl-orbe300(1)26i eq12.93krerl =时，aurbe(1) re0.99rl =1.2k?时，au1re / rl0.97rbe(1)re/ rlrl =时，rirb /rbe1re283krl =1.2k? 时， rirb /rbe1re / rl87.6krbersr/ rrbe29oe11习题 2-17p107u o1rcur(1) r+v ccrcrbc2c1uo1ibee+u o2(1) rec3u o2u irbe(1)reu irerl当 rc=r uie时，-u o1u o 2uo1uo2t+utrbeirbri bu+rc+uo1-eo 2-t习题 2-18p107c 1c 2v cc=15v rb1=2.5krc解：ir euc brb 2rb1u orlv ccrb2=10krc =3k rl =3k =50u bqrb1rrvcc3vu bqreu beq1.2kubeq=0.6vi cqu ceqb1i eqvccb 22mai cq rci bqi eq rei cq6.6vi eq0.04 ma40arbb=300 i eq=2maurrberbb(1) r26i eq963a( rc / rl ) rbe77.8ibe18.81rorc3k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 2-20p107id/ mard4ugs=3vrg+3? idqui+-22vuov dd1vgg-05101.5v1vu ds/ v解：直流负载线方程：udsvddid rd1520205.1idugsq2v ,u dsq8.3v ,i dq2.3magmid1.7msauugs gmrd8.7rord5.1kv dd =20v vgg=2v rd=5.1 krg=10m习题 2-21p108r2rd+v dd au = -gm(rd/rl )ri = rg + (r1/r2) ro = rd =15 k- 22.520 mc2c 1rg+rlu o不接 cs时，微变等效电路为u i-r1rscs-gdrgr1r2usgsg umgsrdrlrsv dd =30vrd =15k rs=1krg =20mr 1 =30kr 2 =200k rl =1mgm =1.5msgdrgr1r2ugssgmugsrdrlrsv dd =30vrd =15k r s=1krg =20m r 1 =30kr 2 =200k rl =1mgm =1.5msuiu ou gsi d rs(1gm rs )u gsgmu gs (rd / rl )auuouigm (rd / rl )1gm rs9习题 2-22p109ugs(th)=2vrguiv ddvggrsi duoi do=2mavdd =20v vgg=4v rs =4.7krg =1mugsqvggi dq rsi dqi dougsqugs (th )21ugsqi dq2.73v0.27magm2u gs( th)idodqi0.735ms微变等效电路uigsgmu gsrs uougs(th)=2v i do=2ma vdd =20v vgg=4vuogmuu iu gsgs rsu od(1gm rs )u gsrs =4.7k rg =1muau ouigm rs1 gm rs0.776习题 2-23p109r c2+ v cc解：设 ubeq1=ube q2=0.7，rb1r c1vccu beqc1vtui bq10.04marbvt 12oi cq11ibq12mauire2设 ibq2 i cq2 ，则u ceq 1vcci cq 1 rc13.8vv cc=15vieq 2u cq 1ure2i cq 2beq 24.1mai cq 2rb1=360k rc1=5.6krc2=2kibq 20.14maicq 1成立2re2=750uvirir3.7v 1=50ceq 2cccq 2c 2eq 2e2 2=30 rbe1300(1261 )i eq1260.95krb1 c1r c2r c1+ v cc2vtrbe2300(12 )0.5ki eq 2uvt 1uorr/ r0.95 kire2i1ri 2b 1rbe2be11( r2/ rre2)23.75kv cc=15vau11c 1i 2rbe1238.5rb1=360krrc1=5.6ku 2a2c22.53r=2kr(1) rc2be22e 22 rc 2re2=750auau 1 au 2rorc 22krbe2(12 ) re 2603 1=50 2=30习题 2-24p109rc1ure2vt 1+v ccvt 21=402=20u beq1=0.7v|ubeq2 |=0.7vsrbuorc2v cc=12vri解： us=0时， uc2=uo=0- veev ee=12vrc1=3.9k rc2=3.3ki cq 2i bq 2veei cq 2/ rc 2/23.64ma0.18mare2=2krb =200ki eq 2i bq 2icq 23.82mau eq 2vccieq 2re24.36vu cq 1ubq 2ueq 2ubeq23.66vrc1ure2vt 1vt 2+v cc1=402=20u beq1 =0.7v|ubeq2 |=0.7vsrbuorc2v cc=12vi rc 1(vccu cq1 ) /rc1- vee2.14mav ee=12vrc1=3.9k rc2=3.3ki cq1i rc 1ii bq1i cq1 /bq 212.32 ma 0.058mare2=2krb =200ki eq 1u eq1i cq1veei bq12.38ma12v， u bq111.3vusrrc1bre2vt 1rc2vt 2+v ccuo1=402=20rc1=3.9k rc2=3.3kre2=2krbe1riri2300(11 )- vee26i eq 1748rb =200kieq 1 =2.38ma ieq 2 =3.82mar300(1)26443be22i eq 2riri1rbe1748， rorc 23.3kri 2rbe 2(12 ) re242.443krc1re2+v ccusruibuc1vt 1rc2 ri2vt 2u1=402=20rc1=3.9k rc2=3.3kor=748ri- veei1ri2=42.443krbe1=748au1au 2uc1ui uoc1au11( rc1 / ri 2 )rbe1191u2 rc 2r1.56auau 2i 2297习题 2-25rb1c 11p110rrc2b21+v ccc 22vt 1vt 2rsu srlre1c 12rb22uore2ce2=100rbe1 =5.3k rbe2 =6.2k vcc=12vrs=20k rb1=1.5mre1=7.5k解：微变等效电路：rsrbe1r b1rb21=91krb22=30k rc2 =12k rue2=5.1kou i1 i b1re1rb21 rb22rbe22 i b2 rc2rlrsrbe1rb1=100uou i1 i b1re1rb21 rb22 rbe2ri22 i b2 rc2rlrbe1 =5.3krbe2 =6.2k vcc=12vri1r =20k ri 2rb 21/ rb 22/ rbe24.86kriri 1rb1 / rbe1(1)( re1 / ri 2 )252krorc 21