完整版模拟电路部分习题答案

1、模拟电路部分习题答案第二章晶体二极管及应用电路2-1 .填空(1) N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素；P型半导体是在本征半导体中掺入三价元素。增大 。(2) 当温度升高时，二极管的反向饱和电流会(3) PN结的结电容包括势垒电容和扩散电容。(4) 晶体管的三个工作区分别是放大区、截止区和饱和区。在放大电路中，晶体 管通常工作在 放大区区。(5) 结型场效应管工作在恒流区时，其栅 -源间所加电压应该 反偏 。(正偏、反偏) 2-2 判断下列说法正确与否。(1 )本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。(2) P型半导体带正电，N型半导体带负电。()只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压

2、作用。()晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。()在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为 PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。()若耗尽型N沟道MOS场效应管的Ugs大于零，则其输入电阻会明显减小。()(1)对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和(3 )结型场效应管外加的栅 -源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证 Rgs大的特点。()(4)(5)P型半导体。()(6)(7)(8) 答案：空穴的数量始终是相等的。(2) 错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成 PN结时，处于电中性的 状态。-源电压应使栅-(3) 对；结型场效应管在

3、栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅源间的耗尽层承受反向电压，才能保证Rgs大的特点。(4) 错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。(5) 错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截 止状态时没有电流流过。P型半导体。处于动态平衡状态，扩散电流和漂(6) 对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价 元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成(7) 对；PN结在无光照、无外加电压时， 移电流相等。SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常(8 )错。绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有大。因此耗尽型N沟道MOS场效应管的Ugs大于零，有绝缘层故而不影

4、响输入电阻。 2-3 怎样用万用表判断二极管的正、负极性及好坏？ 答：可以利用万用表的电阻挡测量二极管两端电阻，正向时电阻很小，反向时电阻很 大。2-4 二极管电路如题 2-4图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止？输出电压为 多少？本题可以通过二极管端电压的极性判断其工作状态。一般方法是断开二极管，并以它 的两个极作为端口， 利用戴维南定理求解端口电压，若该电压是二极管正偏，则导通，若反偏则截止。（a）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题 A-B间电压为12-6=6V，二极管处于正偏，导通。（b）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题 则A-B间电压为3-2=1V

5、，二极管处于正偏，导通。（C）当有两只二极管时，应用以上方法分别判断每只管子的状态。2-1解（a）图所示，则2-1解（b）图所示,如题2-1解（C）图所示首先断开上面二极管 Di，则下面二极管 D2截止，所以Di两端电压为正偏导通；然后 再断开下面二极管 D2，如题2-1解（d）图则Di两端电压为正偏导通，则 D2两端电压为负 截止，综上所述，D1导通、D2截止。15V三角波，试画出输出 Uo的波形。解：如图所示。三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时，稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；三角波负半周时，稳压管正向导通，假设正向电阻为 0,则输出电压

6、为零。It*L5V/157:-IJV15sin t，试画出下面一只稳压管 三角波负半周时,2-6.如题2-12图所示，电路中两只稳压管完全相同，Uz=8V , Ui输出Uo的波形。解：如图所示。三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时， 截止，当等于大于稳压值时， 稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；上面一只稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值。ii-6题2_12圜I+.1a 01WZX-15V; i M S t3Y -av2-7、2-8、2-9 略2-10.电路及二极管伏安特性如图所示，常温下ui为正弦波，有效值为 10mV问(1 )二极管在输入电

7、压为零时的电流和电压各为多少?(2)二极管中流过的交流电流有效值为多少？Ut 26mV电容C对交流信号可视为短路,43+ *C.,11=JOOO解：在分析这类电路时，应首先分析静态电流和电压，即静态工作点 Q点下的动态电阻，再分析动态信号的作用。Q然后求出在（1 ）利用图解法可以方便地求出二极管的Q点。在动态信号为零时，二极管导通,电阻R中电流与二极管电流相等。因此，二极管的端电压可写为Ud V IdR，在二极管的伏安特性坐标系中作直线，与伏安特性曲线的交点就是点，如图所示。读出 Q点的坐标值，即为二极管的直流电流和电压，约为Ud（2）0.7V,Id 2.6mAUt 26根据二极管动态电阻的定

8、义，Q点小信号情况下的动态电阻为10I D 2.6根据已知条件，二极管上的交流电压有效值为10mV故流过的交流电流有效值为Id 710 mA 1mA第三章晶体三极管及其应用电路3-1性,解:试画出用PNP、NPN型三极管组成的单管共射放大电路的原理图，标出电源电压的极 静态工作电流Ib、Ic的实际方向及静态电压 Ube、Uce的实际极性。3-4图（a）所示。静态电压 Ube-0.7V、Uce0.7V、Uce0.3V。O VccRbRcCoRl(b)题3-4图3-2电路如图3-5所示。说明这些电路能否对交流电压信号进行线性放大，为什么?V ccV ccV ccni rbR B1:cVTRc1_匸

9、VTaVT+V BBV ccR B2R Es(d)cIlt URS rc 2R B1R B2Re题3-5分析：解决此问题需要进行以下几个方面的判断。1.2.判别三极管是否满足发射结正偏、集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。 判断有无完善的直流通路。3.4.判断有无完善的交流通路。在前三个条件满足的条件下，最后根据电路给出的参数进行计算，根据计算结果判断 三极管是否工作在放大区。但是如果电路没有给出电路参数，该步骤可以省略。默认 电路参数取值合适。解：a不能。没有直流偏置，不能提供合适的静态工作点。b不能。电源Vcc使发射结反偏，不能提供合适的静态工作点。c不能。基极电压 Vbb使发射结满足

10、正偏条件，但是集电结不是反偏，电路不具备合适的 静态工作点。d不能。C2电容使集电极交流接地，从而使输出电压交流部分为零。e能。有合适的直流偏置电路，输入能加到三极管上，输出也能够送到负载上。3-3放大电路如题 3-9图所示。已知 Vcc=3V , Ub=0.7V , ：c=3 k Q Rb=150 k Q晶体管 VT 的输出特性曲线如题 3-9图a所示。试求：1. 放大电路的静态工作点Icq和UcEQ；2若Rl=s，求输入电压 ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值；3.若RL=7k Q,输出最大不失真电压的幅值。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题3-9图a解:LCe(V)1.3-9图所示电路列写直流负载线方程如下:VCC I CQ RC 3 3I CQU CEQ分别令(0, 1)，连接M、N得到直流负载线。lc=0, UCE=0 ,代入直流负载线方程，得到负载线上两个坐标点,M(3，0)，N放大电路的静态工作点Icq和UcEQ计算如下。 根据题杠 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)题3-9图b题3-9直流负载线根据直流通路，得基极静态工作电流为I BQ直流负载线为VCC严證 15.3 LAMN与iB=|B=15.3 lA的输出特性曲线的交点 Q就是静态工作点。Q点坐标I BQ15.3 口 AI CQ0.38mAU CEQ1.25V2. Rl= s时，输入电压 ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值的计算。若 Rl= OO,如题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输入电压Ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为交流负载线斜率与直流负载线斜率相同，为 图b所示。3.0 2.50.511.522.53八八UceqUce(v)题3-9图c题3-9交流负载线U o,max1U o,max2U o,max min U o,max1 ,U o,max2如果三极管VT的饱和压降Uces 0.3V,则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,交流负载线斜率为1_1Rc

14、/ Rl3k / 7k 2.1k输入电压Ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为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，并说明各自的工作状态;3-6如题3-12图所示放大电路中，已知晶体管的3=100,1 .估算直流工作点Icq和UCEQ。2. 若偏置电阻Rb1、Rb2分别开路，试分别估算集电极电位3. 若Rb1开路时，要求lcQ=2mA，试确定Rb2应该取多大的值。

15、解:1.直流工作点Icq和U CEQ估算。UbRB2Rb1Rb2 VCC154704702.3.R B115k Q LRb2470k QVTVccRe 12V1.3k QrRc2k Q+Uo题3-12图1211.63I BQVccUbUeb1Re1 CQ1 B53mAU CEQVCC1I121010.5311.82VBQ RE1 CQRC12 11.63 0.3101 1.3k0.53 mA(jA 1.3k53 mA2k若偏置电阻Rb1开路，管子的静态工作电流为,Vcc1 BQ r,RB21集电极电位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此时三极管的发射结正偏、极点结反偏，管子处于放大状态。 若偏置电阻Rb2开路，1 BQ 0Uc 0此时管子处于截止状态。若Rb1开路时，有1 BQRB2VccU eb1RE题3-13图aI CQ 若要求IcQI BQ2mA，有VccRB212 mA ReC12 0.3c100 2Rb21 100 1.3K解得RB2 453.7k Q3-7 在电路如题 3-13 图中，已知 Vcc=6V , Ubeq=0.7V , Rs=500 Q, Rc=4k Q, RB=300k Q,晶

17、 体管(1)(2)(3)(4)VT 的 hfe=50, rbb=300 Q。估算直流工作点 Icq。画出放大电路的简化h参数等效电路。估算放大电路的输入电阻和Rl= S时的电压增益 Au。若 RL=4k Q 时，求电压增益 Au=uo/ui和 Aus=uo/us。门VccRbRcC2亠+RsRlVTUoUiC1+Us。题3-13图解：1.估算直流工作点Icq。Vcc Ube -O17.7 吩300kI BQRb1 CQhe 1 B2.放大电路的简化50 17.7 叭 0.89(mA)h参数等效电路如题 3-13图a。ib+usA4J RcLhfeibRsRbRlUOrir。h ie3.估算放大

18、电路的输入电阻和Rl= 8时的电压增益 Au。题3-15图ahierbb26mV CCC300I BQ261.77k QO.O17riRB / hie 300K/1.77K1.75k QAuhfe Rc / Rlhie5O 4k /1.77k1134.若Rl=4 k Q时，电压增益Au和Aus的计算。AUhfeRc/Rl50 4k / 4khie1.77k57Aus-ri7 57440.5 1.77Rs3-8在题3-15图所示放大电路中，已知晶体管的 各电容足够大。Ube=0.7V , 3=100 , rbbXOO Q, 2=200 Q,1画出直流通路；计算静态工作点。2画出交流通路及交流等效

19、电路，计算ri、 rO、Au、Aus。+UO解：1.直流通路如题3-15图a；静态工作点计算如下。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电路如题3-15图b、题3-15图c所示.。ri、Au、Aus、ro的计算如下。Uo亍UiF*-20K Q 1hUo :-Iro题3-15图cR1+UsibhieI hfei 也 R2 丄 n80K Q

20、hierbb沁10026ri1 BQ30.810 3944 QroAuR1/hie20k/944R2/ Rc 2k/80kR2 / Rs / RlhieAuriRs3-10如题3-16图所示电路,体管的 hie=1.2K Q 3=50。1. 画出交流通路及简化2. 计算 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参数等效电路。+Uo1.交流通路及简化h参数等效电路如题 3-16图a、题3-16图b。Rs

21、Rb2 n Rb1+UsRc丄-rRluoRshfeib+UsUi I丿 下B1Rb2LJhieRcRlUo题3-16图a图题3-16图电路的交流通路 题3-16图b图题3-16图的交流等效通路roRq 1 k QAuRc/Rlhie50 1k/1k2112kriAus3-13已知共基放大电路如题1.04k1.04k O.O53-21图所示。21 20已知晶体管VT 的 hfe=50, rbb=50 Q，Ubeq=0.7V,电路中的电容对交流可视为短路。1. 求静态工作点。2. 画出h参数等效电路；求中频电压增益Au,输入电阻和输出电阻。30k Q+_C3rRb21 15k QRb1冬 Vcc

22、+ 12vRc3k Q+VTid2k QC2+Uo-工Rl3k QC1+Ui2. ri、Au、Aus、ro 计算如下。riR1/R2/hie 33k/10k/1.2k1.04 k Q题3-21图分析：题3-21图电路为CB组态放大电路。在进行低频小信号分析时， 可以使用CB组态的 h参数模型，也可以使用比较熟悉的CE组态的h参数模型。解：方法一： 1.直流电路如题3-21图a所示。UbRb231RB2VCC1 EQU B U BERTIcqhfeI EQIBQ1 CQhfeUCEQ题3-21图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组态的Re 12 1.653 2375(V)3-21图b所示。ierbb1ibfbhie1 hfehfhfe输入电阻ri输出电阻Uo1 CQ Rch参数模型进行交流特性分析。交流等效电路如题hfe 严 501 EQ1 50丝1.65853鰹 16.7 Q51Re/hib 16.7 Q/2k Q16.5 Qro中频电压增益为Rc 3 kQAu土Uih fb ieRc Rlie hibh fbRc/Rlh ib1 3/316.788方法二:1.静态工作点的计算方法同方法一，略2.利