北京邮电大学电子电路基础课后答案

1、第一章思考题与习题1.1.半导体材料都有哪些特性？为什么电子有源器件都是由半导体材料制成的？1.2.为什么二极管具有单向导电特性？如何用万用表判断二极管的好坏？1.3.为什么不能将两个二极管背靠背地连接起来构成一个三极管？1.4.二极管的交、直流等效电阻有何区别？它们与通常电阻有什么不同？1.5.三极管的放大原理是什么？三极管为什么存在不同的工作状态？1.6.如图 P1-1(a) 所示的三极管电路，它与图 P1-1(b) 所示的二极管有何异同？1.7.稳压二极管为何能够稳定电压？(a)(b)1.8.三极管的交、直流放大倍数有何区别？共射和共基电图 P1-1流放大倍数的关系是什么？1.9. 三极

2、管的输入特性和输出特性各是什么？1.10.如图 P1-2 所示，设IS 10 11A ，U T 26mV ，试计算u =0， 0.3V ， 0.5V ， 0.7V时电流 I 的值，以及u=0.7Vii时二极管的直流和交流等效电阻。解：由 I= I S *(exp(U i / U T )-1)当 U i =0 时， I=0 ；当 U i =0.3V 时， I=1.026 × 10 6 A ；当 U i =0.5V 时， I=2.248 × 10 3 A ；当 U i =0.7V 时， I=4.927A ；iuiD图 P1-2直流等效电阻R= U i /I = 0.7V/4.9

3、27A = 0.142 exp(U i / U T)>>1交流等效电阻Rd = 26/I = 26/4927 = 5.277×10 3 1.11.电路如图 P1-3 所示，二极管导通电压UD 0.7V ，CUT 26mV ，电源 U 3.3V ，电阻 R 1k ，电容CD对交流信号可视为短路；输入电压 ui为正弦波， 有效uiR值为 10mV 。试问二极管中流过的交流电流有效值为U多少？图 P1-3解： U 3.3V>>100mV，I（ U UD ） /R (3.3 0. 7)/1k = 2.6 mA交流等效电阻： Rd = 26/I = 10交流电流有效值：

4、Id = Ui/Rd = 1 mA1.12.图 P1-4(a) 是由二极管D 1、D 2 组成的电路， 二极管的导通电压UD 0.3V 、反向击穿电压足够大，设电路的输入电压u1 和 u1如图 P1-4(b) 所示，试画出输出 uo 的波形。u1D1u15Vu20D2u2Ruo5V0图 P1-4(a)图 P1-4(b)解：u0tt4.7V01.13. 如图 P1-5 所示电路，设二极管为理想二极管 (导通电压 U D =0，击穿电压 UBR = ) ，试画出输出 uo 的波形。tD 2D1D 4RuoD3解：uoP1-5t1.14. 如图 P1-6所示电路，设稳压二极管导通电压UD=0.7V

5、， D1 稳压值 UZ16.3V ， D2稳压值 U Z2 3.3V ，试计算：1. 当输入电压 U i 12V 时，输出 U o 的值。2. 当输入电压 U i 6V 时，输出 U o 的值。3. 当输入电压U i 3V 时，输出U o 的值。RRD1+D1+UiD2U oUiD2U o(a)(b)RRD1+D 2+UiD2U oUiD 1U o(c)图 P1-6(d)解：(a)1 D2 反向导通，D1 正向导通， U o= U Z2UD 4V2.Uo = U Z2 U D 4V3.U i 3V 时， D2反向不导通， U o= 3V(b)1.D1、 D2 均反向导通， U o = U Z2

6、 U Z1 9.6 V2. 反向不导通， Uo = 6V3. Uo = 3V(c)1.D1、 D2 均正向导通， U o = U D U D 1.4 V2.U o=UDUD 1.4V3.Uo=UDUD 1.4V(d)1.D2 反向导通，D1不导通， Uo=3.3V2.D2 反向导通，D1不导通， U o=3.3V3D1 、 D2均不导通， U o = 3V1.15. 如图P1-7(a) 所示电路，设稳压二极管导通电压U D =0.7V ，稳压值U Z3.3V ，输入电压波形如图P1-7(b) 所示，试画出输出uo 的波形。Rui6VD 1+tuiuo0(ms)D 2-6V图 P1-7(a)图

7、P1-7(b)解：uo4Vt0(ms)-4V1.16. 根据图 P1-8 各电路中所测的电压值判断三极管的工作状态（放大、饱和、截止和损坏） 。12V-12V12VRCRCRCRb-5.3VRb12VRb6V-5.7V-5V1.2V0.5V0.7V-6V6V2VRERE(a)(b)(c)-12V12V-12VRCRCRCRb-12VRb12VRb-6V-2V0V-0.3V-2V2V-2V(d)(e)(f)图 P1-8解： (a)发射极正偏压，集电极反偏压，I C 不为零，是放大状态；(b) 发射极正偏压，集电极正偏压0.4V ，为饱和状态；(c) 发射极正偏压，集电极反偏压，IC 为零，而 I

8、 E 和 I B 不为零，损坏状态；(d) 发射极正偏压，集电极反偏压，但I C 和 I B 为零，损坏状态；(e)发射极无偏压，集电极反偏压，为截止状态；(f) 发射极正偏压，集电极反偏压，为放大状态。1.17. 某三极管的输出特性曲线如I(mA)C图 P1-9 所示，试确定该三极440uA管的直流和交流放大倍数。330uA解：直流放大倍数 =I C/I B =100220uA交流放大倍数 =i C/i B=100110uAIB =00U CE36912(V)图 P1-91.18. 根据图 P1-10 电路中所测的电压值，试分别计算三极管的基极电流IB 、集电极电流 IC 和放大倍数 值。1

9、2V-10V2kRb5k-5V43k6V0.7V-3V-1.7V-1.01V2V1k(a)(b)图 P1-10解：(a)I B = (2-0.7)V/43K =30 uAI C =(12-6)/2 =3 mA = I C /I B= 100(b) I E = (0+1.01) /1 =1.01 mA I C =(-5+10)/5 =1 mA = I C /I B = I C /(I E IC ) =100第二章思考题与习题2.1 什么是放大？电子电路中为什么要放大？2.2 什么是共射、共基、共集放大电路？它们之间有何不同？2.3 什么是直流等效电路？什么是交流等效电路？二者有何区别？2.4 什

10、么是放大电路的图解分析法？什么是等效电路分析法？它们各适用何种情况？2.5 放大电路的分 析原则是 什么？为 什么必须先 分析放 大电路的静态 工作特性？2.6 放大电路的为什么要设置静态工作点？它对放大电路的特性有何影响？2.7什么是直流负载线？什么是交流负载线？二者有何区别？2.8 什么是直接耦合放大电路？什么是阻容耦合放大电路？它们各有什么特点？2.9 什么是截止失真？什么是饱和失真？主要原因是什么？2.10 图图 P2-1(a) 所示电路 ( 值、各电容足够大),当 Rb1 =15.6k 、 Rb2=5k 、Rb3 =3.4k 、 RE =500 、 RC=2.5k 时，其工作点如图P

11、2-1(b) 中 Q1所示，如何调整 Rb1和 RC 使工作点由Q1 变到 Q2，调整后的 Rb1 和 RC 各为多少？12Vi C (mA)80uA8Rb1RC660uARb2C1+Q2440uARSC2uo+Rb3220uARECEuSQ1i B=00uCE36912(V)图 P2-1(a)图 P2-1(b)解： Q2:U EQ = R E*I E = 500 *4mA=2VUBQ = U EQ +0.7V =2.7VUBQ = 12V* R b3 / (R b1 +R b2 +Rb3 ) =3.4*12/(R b1 +5+3.4) = 2.7V故 Rb1 = 6.7 k 又 U CEQ

12、=6V=12-4*(R C+0.5)得 RC=1 (K )2.11 基本阻容耦合放大电路及三极管输出特性曲线如图P2-2 所示，三极管发射极的导通电压 U D =0.7V 、 100， V CC=12V ， Rb=282k ，RC =R L =1.5k ，各电容值足够大，试计算工作点、画出直、交流负载线。解： I BQ (V CC U BE ) / R B = (12-0.7)/282k= 40 uAI CQ= *I BQ = 4 mAUCEQ = V CC- I CQ* R C =12 4*1.5 = 6V直流负载线 : UCE = V CC- IC* R C交流负载 R L RCRL =1

13、.5/2 =750 交流负载线 : u CE = U CEQ + I CQ * R L - i C* RL如图，斜率大的为交流负载线。i C (mA)V CC880uARbRC660uAC1+4QC240uA+uoRL20uA2uii B=00uCE36912(V)(a)(b)图 P2-22.12 如图 P2-3(a) 所示的电路，试问1. 如果观测到的输出电压波形如图(b) 所示，则该失真为何种失真？主要由何种原因造成的？如何调整Rb1 来解决？2. 如果观测到的输出电压波形如图(c) 所示，则该失真为何种失真？主要由何种原因造成的？如何调整Rb1 来解决？解：图 (b) 中电压顶部削平，相

14、当于电流底部削平，是截止失真。原因是静态工作点太低，应增大 IB ，即减小 Rb1；图 (c) 中电压底部削平，相当于电流顶部削平，是饱和失真。原因是静态工作点太高，应减小 IB ，即增大 Rb1；VCCuoRb1RCt+(b)Rb2uouo+ui t(a)(c)图 P2-32.13 设如图P2-4(a) 所示的放大电路，Rb =200k，RC=2k，UD =0.7V ， 100 ，V CC=12V ，V BB =2.7V ，各电容值足够大，输入、输出特性曲线分别如图P2-4(c) 、(d) 所示，试1. 计算静态工作点，画出负载线2. 画出中频交流等效电路3. 设输入电压ui 如图 P2-4

15、(b) 所示，试用图解法画出输出uo 的波形4. 输出主要产生何种失真，如何改善V BBV CCRbRCui0.11VC1+tC20+uo-0.11Vui 图 P2-4(b)图 P2-4(a)解： 1. I BQ (V BB UBQ) /Rb (2.70.7) / 2 10 uAI CQ = *I BQ = 1 mAUCEQ= VCC -ICQ* RC=12 1*2 = 10V2. 中频交流等效电路+RC uoui Rb3.i (uA)i c (mA)B606IB=60uA50uA30440uA30uAi Ci B2Q 点20uA1010uA00 0.6 0.7 0.81 uBE(V)10 1

16、2 uce (V)246 8tuOt4. 输出主要产生截止失真，应增大静态工作电流I BQ，即增大V BB，或减小Rb。2.14 设 在图P2-5(a) 所示电路 中， 三极 管的 输出 特性 曲线 如P2-5(b) 所 示，RS=500， Rb1=9.3k ， Rb2 =2.7k ， rbb =100， V CC =12V ， RE1 =100， RE=400，RC=1.5k ；三极管的导通电压U D =0.7V 、=100。试1. 计算静态工作点、画出直、交流负载线。2. 画出该电路的 h 参数等效电路3. 计算电压放大倍数A u 、源电压放大倍数A S、输入电阻Ri 、输出电阻RoiC

17、(mA)V CC880uARb1RCC1C2+660uAQRS440uARE1Rb2uoRL+20uA2uS RE2CEi B=0uCE036912(V)图 P2-5(a)图 P2-5(b)解： 1.U BQ V CC * R b2 /( R b1 +Rb2 ) 12 * 2.7/( 9.3+2.7)2.7 VUEQ UBQ UBEQ 2 VI CQ I EQ = U EQ / ( R E1 +R E2 ) = 2 / ( 100+400) = 4mAI BQ I CQ/ =40uAUCEQ VCC ICQ* R C UEQ = 12 4*1.5 2 = 4V 直流负载线 : UCE = VC

18、C- I C* (R E1 +RE2 +RC) 交流负载 R L RC +R E1 =1.5+0.1 =1.6k 交流负载线: uCE = U CEQ + I CQ * R L - i C * R L如图，斜率大的为交流负载线。2. h 参数等效电路i BiCi 1RSiBrbe+uiRbRCuouSRE1RiRo3. R b= R b1 | Rb2=9.3| 2.72.09 kr be = r bb + 26/ I BQ =100+26/0.04 = 750Ri = R b |r be+(1+ ) R E1 = 2.09|0.75+101*0.1 =1.75kRo = RC = 1.5kA

19、u = u o/u i = RC / r be+(1+ ) R E1 = 100*1.5/10.85-13.8ui = u S * Ri / (Rs +Ri)A S =u o /u S = u o /u i * u i /uS =A u * Ri / (Rs+V CCRi ) =-13.8*1.75/(0.5+1.75)=-10.75Rb1RC2.15 在图图 P2-6 所示的直接耦合+放大电路中，三极管发射极的导通Rb2uoRL+电压 U D =0.7V 、 100 ， rbb =100，ui V CC=12V ， Rb1=15.91k ， Rb2=1k ，RC=4k ， RL =12k ，

20、试图 P2-61.计算静态工作点2.画出该电路的 h 参数等效电路3.计算电压放大倍数A u 、输入电阻Ri 、输出电阻Ro解： 1. U BEQ UD0.7 VI BQ (V CC U BEQ ) / Rb1 U BEQ /R b2 (12 0.7)/15.91 0.7/1 =10 uAI CQ = I BQ * = 1 mAUCEQVCCICQ* R C 6 V2. h 参数等效电路i Bi CRb2i 1i B+uiRb1rbeRCRLuouS RiRo3. r be = r bb + 26/ I BQ =100+26/0.01 = 2700A u = u o/u i = (R C RL

21、 ) /r be= 100*3/2.7 111Ri = r be Rb1 = 2.7 15.912.3 k Ro = RC= 4 k 2.16# 在图图 P2-7 所示的直接耦合共集放大电路中，三极管发射极的导通电压U D=0.7V 、 99 ， Rbb=100， V CC=12V ， Rb1=4k ， Rb2=5k ， RE=100 ，RL =1.4k ，试V CC1. 计算静态工作点Rb12. 画出该电路的 h 参数等效电路3. 计算电压放大倍数A u 、输入电阻Ri 、Rb2RE+输出电阻 Roui解： 1. U BEQ UD0.7 V+uo RLUB (V CC U BEQ )/( R

22、 b2 /( Rb1 + R b2) ) (12 0.7)/(12.6/(10+12.6) 6.7V图 P2-7IEQ = (U B U BEQ )/ (R E +R L ) = 4 mAIBQ I EQ/(1+ ) 4/(1+99) 0.04mAUCEQ V CC I EQ * (R E +R L) 12 4*1.5 = 6V2. h 参数等效电路iBrbeRE iERb2i1+uiRb1iBuoRLuSRiRo3. r be = r bb+ 26/ I BQ =100+26/0.04 = 750Ri= Rb1+(1+)*( RL+ RE) = 10 (0.75+100*1.5) =9.38

23、 k r beA u = u o/u i = (1+ )*R L /r be+(1+ )*( R L + R E)=101*1.4/(0.75+100*1.5)=0.93Ro = RE +( r be + R b1 Rb2 ) /(1+ ) = 0.1+(0.75+4 5) /100 130 2.17图 P2-8 所示的阻容耦合共集放大电路中，V CC =12V ， RS=1k， Rb =530k， RE=RL =6k； 三 极管 的 导 通 电 压U D =0.7V ，r bb =400，=99 。试1. 计算静态工作点2. 画出该电路的 h 参数等效电路3. 计算电压放大倍数A u 、源电

24、压放大倍数A S、输入电阻Ri 、输出电阻RoVCCRbC1RSC2+REuoRLuS 图 P2-8解： 1. V CC IBQ * R B +U BEQ +(1+ ) *I BQ * R EI BQ = (Vcc-U BEQ )/ R B +(1+ ) R E (12 0.7) / (100*6+530) 10 uAI EQ = I BQ *( +1) 1 mAUCEQVCCIEQ * R E121*6 = 6 V2. h 参数等效电路i BrbeRS+uiRbREuoRLuSiBRiRo3. r be = r bb + 26/ I BQ =400 + 26/0.01 = 3 kR i =

25、r be+(1+ )*( R L RE) = 3 + 100*(6 6) =303 k Ri= R b |Ri = 530|303 k 193 k A u = u o/ u i= (1+ )*( R L RE) / R i = 100*3 / 303 = 0.99A s = u o/u S = u o/u i *u i /uS = A u * R i /(R S+ R i ) = 0.99 *193/(1+193) =0.985RoE|(rbe+ Rb RS) /(1+) =6|(3 + 5301)/101 = R402.18 图 P2-9 所示的共基放大电路中，V CC =12V ，稳压管D

26、1 的稳压值 UZ1 =3V ，D2 的稳压值 U Z2， E=200， C=3k，=3.9V ，设稳压管的交流等效电阻为0 RRr be=1.3k，=100 。试1. 计算静态工作点2. 画出该电路的 h 参数等效电路3.计算电压放大倍数A u、输入电阻Ri 、输出电阻 Ro解： 1. UBQ = UZ2 3.9 VV CCR1R2RCUEQ = U BQ UBEQ 3.2 VRE+I EQ (UEQ UZ1)/ REui uo (3.2 3)/0.2 =1 mAD 1D2I BQ I EQ / = 10 uAUCQ =VCCICQ *RC121*3 = 9 V图 P2-9UCEQ UCQ

27、UEQ 93.2= 5.8 V2. h 参数等效电路iEREiBiCiB+uirbeRCuoRiRo3. r eb = r be / (1+ ) = 1.3/ 101 = 12.9Ri = R E + r eb = 212.9Ro = R C = 3 kA u = u o/ui = * R C / r be +(1+ ) *R E = 100*3000 / 1.3+101*212.914第三章思考题与习题3.1. 什么是低通电 路？什 么是高通电路 ？如何 用波特图来描 述它们 的频率特性？3.2. 三极管的高频放大倍数下降的原因是什么？3.3. 什么是三极管的截止频率？什么是三极管特征频率？

28、二者有何关系？3.4. 高频混合 等效电路各参数的物理意义是什么？它们与三极管的工作电压、电流有何关系？3.5. 影响放大电路的高频特性的因素是什么？影响放大电路的低频特性的因素是什么？V CC3.6. 放大电路如图 P3-1 所示，设三极管 VT的 r bb =100Rb1RC 、 0 100、f =4.5MHz 、Cob =3pF 、导通电压U D 0.7V ， V CC 12V ， Rb1 =15.69k、 Rb2 =1k、Rb2+R =3k ，试uoC1.计算静态点+uS 2.画出单向化后高频混合 等效电路3.计算该电路的频率特性、画出波特图图 P3-1解： 1. I BQ =(V C

29、C - U D)/R b1 - U D * R b2 =(12-0.7)/15.69-0.7=20 uAI CQ = 0*I BQ =2 mAU CEQ =V CC-I CQ *R C =12-2*3=6V2. g m=I CQ/26=0.077 Sr b e=26 0/ I CQ =2600/2=1300r be= rb e + r bb =1400略去 U CEQ 对 Cb c 的影响得Cb c = C ob =3pFCb e = g m /2 0 *f - C b c =770/2 *4.5-3=24.23 pFCM =(1+ g m*R C)* C b c =(1+0.077*3000

30、)*3=695 pF单向化后高频混合 等效电路i CrbbRb2gmub e+uiub erb euoRb1C b e CMRCuSRiR3. R i = R b1/r be = 15.69/1.4 =1.285 kA usm = u o/uS= u o/u i * u i /uS=- R i /( R b1 +Ri ) 0 *R C/ r be=-1.285 100 * 3/1.4/2.285=-120R = r b e/(r bb + Rb1 /R b2 ) = 1.3/(0.1+1|15.69) =578 f H = 1/2 R ( C b e+CM )= 383 kHzA uS= A

31、usm /(1+jf/f H )20lg|A uS| (dB)41.6-20dB/ 十倍频0fHf0.1fHfH 10fHf180135903.7. 放大电路如图P3-2所示，设三极管的r bb =100RCV CC 、 rb e、C =Cb eM=240pF、 0 100RB=1.3k+C+导通电压 U D 0.7V ， V CC 12V ， C=10uF ，CuoRB=15.69k ， RS=1k， RC=RL=3k ，试RSRL1.计算静态点u+S 2.画出该 电路 的单 向化 后高 频混 合 等效电-路图 P3-23.计算该电路的低频放大倍数、频率特性，画出波特图解： 1. I BQ

32、=(V CC- U D )/R b - U D / R S=(12-0.7)/15.69-0.7=20 uAI CQ = 0*I BQ =2 mAU CEQ =V CC-I CQ *R C =12-2*3=6V2. gm=I CQ/26=0.077sr be= r b e + r bb =1.4 k单向化后高频混合 等效电路rbbi CRSgmub e+uiurb eRCRLuoRbb eCuSRiR3. R i = R b rbe = 15.69|1.4 =1.285 kA usm = u o/uS= u o/u i * u i /uS=- R i /( R S+R i ) 0 * R L

33、/R C / r be=-1.285 100 * 3/3/1.4/2.285=-60R = r b e (r bb + R S|Rb) = 1.3 (0.1+1|15.69) =578f H = 1/2R C=1/2578*240*10 -12 = 1.147 MHzf L = 1/2(RC+ RL) C= 1/26k*10*10 -6 = 2.65 HzA uS= A usm /(1+jf/f H ) (1+jf L /f)20lg|Au S| (dB)41.5-20dB/ 十倍频20dB/ 十倍频0fLfHf2702250.1fH fH 10fH180ffL10fL0.1fL135903.

34、8. 在如图P3-3 所示的阻容耦合放大电路中，三极管发射极的导通电压U D =0.7V 、rbb =200、Rb0 100 、 Cob =4pF 、 f T=100MHz ， V CC =12V ，CRb=565k ，RS=1k ，RC =3k ，电容 C 10uF ，试 :1.RS计算工作点+S2.计算截止频率 f L 、f H 及源电压放大倍数uAS， 画出波特图图 P3-3V CCRC+UCE3. 计算通频带 Bw解： 1. I BQ =(V CC - U D )/R b=(12-0.7)/565=20 uAICQ = 0 *I BQ =2 mAUCEQ =V CC -I CQ*R C

35、=12-2*3=6V2. r b e=26 0/ I CQ =2600/2=1.3 k gm=I CQ /26=0.077sC b e = g m/2 f T - C b c =770/2 -4=120 pFCM =(1+ g m*R C ) * C b c =(1+0.077*3000)*4=928 pFRi = R b r be = 565|1.4 =1.4 kA usm = uo /u S= u o /ui * u i /u S=- R i /( R S+Ri ) 0 *R C/ r be=-1.4 100 * 3/1.4/2.4=-125R = rb e (r bbSb)=1.3(0.1+1|565) =596+R |RfH = 1/2R (C b e+ C M ) = 1/2 596*1048*10-12 = 255 kHzfL= 1/2Si) C= 1/2 2.4k*10*10-6= 6.63 Hz(R +RA uS= A usm /(1+jf/fH ) (1-jfL /f)20lg|A S| (dB)42-20dB/ 十倍频20dB/ 十倍频0fLfHfBw2702250.1fHfH 1