模拟电子技术基础简明教程

1、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 口 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 10A =1.25A在80C时的反向电流约为：23 10A=80A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

2、将图(b)中的1.5V电压改为3V，贝V二极管的电流和电_( I_IZZH1.5V 1k?(b)压各为多少？解：根据图解法求解电源电压为1.5V时1.5 二 U II 0.8A, U : 0.7V电源电压为3V时3二U II 2.2A, U 0.8V可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，贝匸 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，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lZ、动态电阻r

3、Z以及温度系数a u，是大一些好还是小一 些好？答：动态电阻rZ愈小，贝V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a 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 某稳压管在温度为 20C,工作电流为5 mA时， 稳定电压Uz=10V，已知其动态内阻rz=8?，电压的温度系 数a u=009% / C,试问： 当温度不变，工作电流改为20 mA时，Uz约为多少？ 当工作电流仍为 5 mA，但温

4、度上升至50C时，Uz约为 多少？ 解： .：UZ 一 lZrZ =(20-5) 10- 8=0.12VUZ =10 0.12 =10.12V .UZ UZ = ：u T =0.09% (50 20) =2.7%Uz =101 2.7% =10.27在下图中，已知电源电压 U = 10V，R = 200?，习题1-7Rl=1 k?，稳压管的Uz = 6V,试求： 稳压管中的电流Iz = ? 当电源电压U升高到12V时，Iz将变为多少?RlIz将变为多少? 当U仍为10V，但RL改为2k?时， 解：I R =归=6mAR- RlI =U -Uz =20mARIZ = I - Irl = 20 -

5、 6U -U I =U Uz =30mA lZ = I - Irl = 30-6 = 24mAR I R= 3mA p 丨 z =-丨 rl = 20 _ 3 = 17 mAL 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。 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：、丁、:和，并进行比较。设三极管的极限参数为ICM =20mA， U（Br）ceo=15V， PC

6、M=100mW，试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。解：习题1-10假设有两个三极管，已知第一个管子的、二99,则:-?当该管的Ibi =10时，其IC1和IE1各等于多少？已 知第二个管子的：一2 = 0.95，则其 汽=?若该管的IE2=1mA， 则IC2和IB2各等于多少？解： =帚=0.991 1 +幷当 I B1 =10A 时，IC1 = 0.99mA, IE1 =1mA 2= 2=191 -阪2当 lE2=1mA时，lC2=0.95mA, lB2=50PA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

7、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，1 CEO =11CBO = 31A50 C 时，l CBO ： 8 丄 A任 任，t-t,50_201 = -0 1 1%0 =301 1%:301 30 1% =39Ice。二 i Icb。= 320% 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。 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？ 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

8、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， Ubc0,ubc0,ubc 0,饱和;Ube0 ,ubc0.截止。PNP 型:UBE0.放大；UBE0 ,ubc,UbC0,截止。+5V+0.7V1/0V(a)放大截止放大饱和+4.7V-10V+8V-5V0V(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 B均为50, UBe 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)

9、，并将各管子的iC和uCE对应在输出特性曲线上的位置分别画在图P1-14(g)上。200 k?I B = 0.065mAIC 3.25mAUCe = 3.55V三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中A点(b)I B = 0.0465mAIC ： 2.325mAUce = 5.35V三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中B点(c)IB = 0.465mAIC 23.25mAUce =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=0.465 mA，I c vcc/ rc=5 mA， Uce=Uces 0.3V，见图P1-14(g)中C点。(d)Uc

10、e : VCc =10V三极管工作在截止区,见图P1-14(g)中D点I B : 0Uce ： Vcc =10V三极管工作在截止区,见图P1-14(g)中E点(与D点重合)。IC : 2.325mAUce 二Vcc W三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中F点Fh6A _B图 P1-14(g)321U10 E/V7b=100MASOMA-60pA一 4OMA20MA OMA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)(a)gm：iD：UGS习题1-16 已知一个N沟

11、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lDo值，以及解：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。4_1.2 = 2.8mS4.5 - 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l

12、Dss；如为增强型，标出其（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）；无放大作

13、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）o(b)交流通路CCRl(c)交流通路图(c)中，心匸RL估i NiRl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。 增大Rb;增大VCC;增大B。答：增大Rb,贝V Ibq减少，Icq减少，UCEQ增大。 增大Vcc，则Ibq增大

14、， d增大，Uceq不确定。 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 I AJ将增大、减少还是基本不变。 增大Rbl； 增大Rb2； 增大Re；增大B。答：增大 Rbl，则 Ibq T，Icq T，Uceq ，%| 人匸。 增大 Rb2，则 1BQ ， ICQ J，UCEQ 匸，rbeT ， Au J。 增大Re，则 1 BQ J， ICQ J， UCEQ T ， rbeT ，| AJ。 增大B，则Ibq J

15、，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,VCC=12V , Rc=3k, Rb=120k。求静态工作点处的I BQ、ICQ 和 UCEQ值。解:120kQ T3k +VccVcc -(Icq I BQ )RcI BQ Rb U BEQCiiC=(0 +1)Rc + Ibq& +Ubeq+T JUoiBBQUceq =Vcc - Icq Ibq 尺=3.82V习题 2-6 设图 P2-6(a)中：Rb=510k,Rc=10k1 , Rl=1.51 ,Vcc=10V。三极管的输出特性曲线如图(b)所示。 试用图解法求

16、出电路的静态工作点，并分析这个工作点选 得是否合适； 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？ 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？(a)(b)1 BQ7/rnAi7 -Fb=120/ZJ6-5 匕80A4:-KAO UA!FQiJ246810ce/v解：可先用近似估算法求 IbqVcc_ U BEQ Rb直流负载线方程:0.02mA =20A510UCE - VCC _ iC Rc = 10 - 10ic静态工作点Q|点处，UCEQ 0.5V , ICQ

17、0.95 mA由图可见Q1点靠近饱和区，易产生饱和失真。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/rnAiQ207 I6HW/Z.4-10 U A20 UA4-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 U CEQ j 1 CQ =0 -2 j 2 = 4k i :由图可见，Q3点处lBQ=40卩A，则Rb = Vcc _U BEQ 1 BQ = 100.7 O.4 ： 25k：因此，需减小 R

18、c和Rb,可减为Rc= 4k? , Rb= 250k?Jc/rnAi i7-rB=12040 1V %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： 画出直流负载线； 定出Q点(设Ubeq=0.7V); 画出交流负载线。解：直流负载线方程为:uCEVCC b ( R Re=1_3iC=2.6mA2.61a 3却A-40/.4 j 一 lA Ubq 茫一仏2Vcc =3.3VRb1 Rb2U BQ U beq1 CQ : 1 EQ -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。艮-7.2l ii l-

19、：!2- :(b) 交流负载线通过Q点，且斜率为-丄，其中RLRl hRJ/Rl =1心习题2-8在图P2-7(a)中，如果输出电压波形为I，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?)。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。图 P2-9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，

20、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 = 7.2V ,尺该电路的直流负载线方程为:Uce 二 7.2 - 4ic10jE =120 p.4 石 $ 叫e/y图 P2-6(b)习题2-10设图P2-10电路中三极管的 B =60, Vcc =6V, Rc=5k? , Rb=530k? , RL=5M ?，试： 估算静态工作点； 求rbe值; 求电压放大倍数 Au，输入电阻Ri和输出电阻R。Vcc -U BEQBQ -解：I= 10AI E I BQ ICQ - .61mARCi+ TIUiR心V ccI c = I bq = 0.6mAU ce

21、q - Vcc - Icq Rs - 3V rbe =30062.9k1I EQ侃 Rl)5Ro = Rc = 5k1.1%Ri = Rb rbe : 2.9k1.1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：Rb1U BQ U BEQU bq Vcc - 3V I cq 八 j eq 3.07mA&1 * 尺2Re150U CEQ = VC _ I CQ

22、Rc = 6.56V 由图可知，Ibq=20)A -be 二 300 (11) 26 : 1.6k1.11 EQ(Rc/Rl)-80.6习题2-12上题中，女口 Rs=10k?，则电压放大倍数解:九昔=舄1-6.6习题2-13在图P2-13的放大电路中，设三极管的3 =100 , Ubeq=- 0.2V,rbb =200 ?。 估算静态时的Ibq, Icq和Uceq； 计算三极管的rbe直； 求岀中频时的电压放大倍数； 若输入正弦电压，输岀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）？解：I BQ1 EQ：1 CQ= 20ARb490 k?=2 mA

23、C1|, +VCC _U BEQRb- I BQUiRc 3k?-VCC-10VC2U CEQ -Vcc - I CQ Rc ）二 _4VRl3k ?QO rbe =rbb（1） 6 -200 1011.5k 11 EQ2 人| -（Rc RL） = TOO 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 解： Vcc = I BQ Rb U BEQ (1 ，； )1 BQ ReVCC _U BEQI bq =12-0.7:20ARb (V JR,470 51 21 E

24、Q 1 CQ = 1 BQ - 1 mARb470 k?Ci+ T卜Rc3.9k ?厶 +Vcc+12VC2-+UoU CEQ = Vcc - I cq Rc - I EQ Re 小 6.1V 微变等效电路 rbe =300 + (1+0)托 1.63kOI EQ(Rc/RL) 54be (1：)ReR =Rb 11%1 1 尺84.9k 1i 1RlRbiRcUiUi3.Rk ?Re 2 k?Ro - Rc - 3.9k1.1Uo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=

25、200 ?, Rb1=33k?, Rb2=100k?, 负载电阻RL=3k?,求静态工作点；求电压放大倍数求R和R。解：电容、C2、C3均足够大。画出微变等效电路；设 Rs=4k?，求 Aus；Au；I CQ1 BQU BQ：I EQVCC2CQ : =9.4A=2.48 VRbPU BQ _U BEQ0.94mARf ReRRC2-Rfo +VCCRU CEQ 二 Vcc - I CQ Rc - I EQ RfRs5.W微变等效电路Rb = Rb1 尺2Rh +0”犁rb毛Uo=臥什(1 + 3)止 2.89kO1 EQ保 Rl)一 6.5 be (1JRf二币/&2 B 1Rf ：11.9

26、6kJRAusi代：-4.87R RsRo& =3k“习题 2-16P106解： Vcc = I BQ Rb U BEQ (V ) I BQVcc U BEQ,二 Ibq =Rb (1 ：)ReI eq :f Icq = I bq - 1mAU CEQ = VCC _ I EQ Re 6.4V证=300 (1)62.93k1 1I EQA(1+0)&一证+(1)农0.99RL=12k ?时,Au =1-RU/Rlbe(1 JRe/RL0.97 RL=g时，R = Rb + P )Re 吒 283kORL=1.2k?时，R =&/证+(1+B ；(& )卜87.6 尺/Re肚企 9Q+目丿1 +

27、 P习题2-17P107RcUi乙(1ReUo2 (1 JRe+Rbp +VccC2一C37。17。2Ui 乙(V )ReRlReUi解：习题2-18oVccVcc=15V Rb1=2 5k Rb2=10k 1 Rc =3k1 Rl =3k 1B =50Ubeq=0 6V rbb，=300J lEQ=2mARb1=3/Re=UBQ-UBEQ =1.2叶I EQI bq i cq - - 0.04mA =40AU CEQ =VCC - 1 CQ Rc - 1 EQ Re = 6.6V =臥 + (1 + P) 963QI EQRi =咲-1881 -U BQRb1 Rb2 I cq 1 eq =

28、 2 mARcRl)77.8rberbeRo ：“ Rd = 3 k1.1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 2-20P107Vdd=20VVgg=2VRd=5.1 k 1Rg=10M 1Ugsq = 2V , U dsq = 8.3V ,1 dq = 2.3mAD gm 二. 1.7mSUGS Au-gmRd-8.7R。二Rd=5.1k习题 2-21P108 Au = -gm(RDRL)- 22.5Rj = Rg + (R1/R2) 20 M 11Ro = RD =15 k1 1Ci 不接CS时，微变等效电路为Ui

29、dllR Jrlr-0 丄RVDD=30V Rd=15k 1 Rs=1k 1 Rg=20M 1 R1 =30k 1 R2 =200k 1 Rl =1M gm =1.5mSUi dgsildRs* gmRs)UgsVdd=30V Rd =15k 1Rs=1k 1Rg =20M 门 R1 =30kR2 =200k 1Rl =1M 1 gm =1.5mSU-9mUgs(Rd/RL)-9A =U。gmR/%)Ui 1gmRs习题 2-22P109UGSQ = VG _ 1 DQ RsUgs(e)=2V lDo=2mA Vdd=20V Vgg=4V Rs=4.7k 1 Rg=1M 11 DQ1 DOUG

30、SQ “1UGS(th)、2Ugsq 肚 2.73VI dq = 0.27mAgm = -2- J doI DQ0.735mSU GS(th)微变等效电路uQDgmUU og mU gs RsUGS(th)=2VIDo=2mA Vdd=20V Vgg=4V Rs =4.7k 1 Rq =1M 1Ui =Ugs Uo=(1 gmRs)Ugs代=gmRs0.776Ui1 gmRs rbei =300 (1+): 0.95k?I EQ1 =300 (1 J： 0.5kI EQ 2Rm = R31 / rbei 0.95 k1.1R2=臥2 1 -2 Re2 = 23.75k：一昭皿 一238.5rb

31、e1=峡22 53氐(2尺.Au = Au1】代2 = R2&rbe2 + (1 + 2)R322k11603Ro = Rc2Vcc=15V Rb1 =360k 1 Rci =5.6k 1Rc2=2k 1 Re2=750 1B 1=50B 2=30习题2-24P109Rc1Re2-o+VCCUsRb -VT1VT2Uoo-Vee4=40 2=20beqi=7V|Ubeq2|=0 7VVcc=12VVee=12V解： us=0时，uC2=Uo=0! CQ2I BQ2I EQ2-VEE / Rj23.64mA-I cq 2 / 2 - 0.18mA=I BQ 2CQ2 二 3.82mARc1=3

32、9kRc2=3 3kRe2=2kRb=200k1U EQ2U CQ1-VCCI EQ 2Fe 24.36/= UBQ2 =UEQ2 -BEQ 23.66/P1=40 *2=20U BEQ1=07V Ubeq2I=0 7V Vcc=12V Vee=12V Rc1=3 9k0 Rc2=3 3k0 Re2=2kQ Rb=200kQIrci =(Vcc -Ucqi)/Rci 2.14mA1 CQ 1 RCi 1 BQ2 二 232mAI bqi 二 I cqi / i 0.058mAIeqi = I cqi I bqi 2.38mAUeqi Vee 12V,Ubqi 11.3VRe2-o+VCCUsR

33、bRc1Ri()rbe1 二vt2cUoo-Vee300 (1 ： J7481IEQ1VTif Re* 飞21=402=20Rc1=3.9k 1Rc2=3 3kRe2=2kRb=200k 1IEQ1 =2.38mA I eq2 =3.82mArbe2 = 300 (12)4431I EQ2Ri = R1 =be1 二 748。, Ro = Rc2 二 3.3k。R2 = rbe2+(1+B2)Re2 = 42.443k。lRiR2)Au1UclUij=402=20Rci=3.9k 1Rc2=3.3k 1Ri1=748 1Ri2=42 443k-191rbei =748 1AU2UoUcl-1.

34、56Au AU1 Au2 297习题 2-25P110解：微变等效电路:IROTlA丄 4丄 丄 44 J 4 o一+- Lu Yrs|TUjJ 1I b1 RE1 Rb21 Rb22rbe2 - 2I b2 RC2 RL= 100 rbei =53k rbe2 =62k Vg=12V RS=20k Rb1=1.5M 1 RE1=7 5k Rb21=91k 1 Rb22=30k二 RC2 =12k RE2=5 1kJTRs1 1 貨6 iTIBlot *0UUiMb1 re1 Rb21 Rb22rbe2 0 2I b2 RC2 RLRi1Ri2 Ri2 =%21 Rb22 /.2 生 4.86

35、k。R =R厂 Rbirbei + (1+0)(RE1R2)252 k1R。= Rc2 二 12k1=100 rbei =53k %2 =62k Vcc=12V RS=20k 1 Rb1=1 5M RE1=7 5k Rb21=91k 1 Rb22=30k 1 RC2 =12k 1 RE2=5 1kMIirbe1)b1 c)0reb1EUiRi1Ri2Rl八，Rs =0时pmRlU。Au2 二(1+0)(Re1R2)rbe1 (i)(RE1R2)RC2 :rbe2-193.5Au 二代1 Au2T89.6Rs 二 20k时Aus0.98Ri Rs=100 花貞=53k rbe2 =62k Vcc=12V RS=20k RE1=7 5k RC2 =12k 1 RE2=5 1k Ri=252k Ri2=4.862-175.7RsexUj- bJk*Rb21 Rb22rbe2 | 2I b2 RC2 RL Ri1Ri2当RS=20k时，如果去掉射极输出器，则R = R2 = 4.86k。M bi