模拟电子技术基础胡宴如耿苏燕高等教育出版社第二章课后答案

1、11第2章半导体三极管及其电路分析2.1图P2.1所示电路中的三极管为硅管，试判断其匸作状态。3 V5 V2.6 V-5 V-3 V2牛y-27V厂0V3 V2.3 V1-2V-5V(a)(b)(c)(d)(e)图 P2. 1解：(a) Ube=0.7-0V=0.7V, Ubc=0.7V-3V<0,故该NPN管发对结正偏，集电结反 偏，工作在放大状态。(b ) Ube=2V-3V<0, Ubc=2V-5V<0,故该NPN管发射结与集电结均反偏，工作在 截止状态。(c) Ube=3V-2.3V=0.7V, Ubc=3V-2.6=0.4V,故该 NPN 管发射结与集电结均正偏，

2、工作在饱和状态。(d) Ube=-2.7V- (-2V) =-0.7V, UBC=-2.7-(-5V)>0,故该 PNP 管发射结正 偏，集电结反偏，工作在放大状态。(e) Ube=-3.7V- (-5V) >0, UBc=-3.7V- (_3V) =-0.7V,故该PNP管发射结反偏，集电结正偏，匸作在倒置状态。2.2放大电路中某三极管三个管脚电位分别为3.5V、2.8V、5V,试判别此管的三个电极，并说明它是NPN管还是PNP管，是硅管还是错管？解：三极管丄作在放大区时，5值必介J：Uc和Ue之间，故3.5V对应的管脚为基极,Ub=3.5V,放大电路中的发射结必定正偏导通，其压

3、降对硅管为0.7V,对铠管则为0.2V。图 P2. 3由丁 3.5V-2.8=0.7V,故2.8V对应管脚为发射极， Ue=2.8V,且由Ube=0.7V可知是NPN硅管。显然剩 下的5V所对应的管脚为集电极。2.3对图P2.3所示各三极管,试判别其三个电极，并说明它是NPN管还是PNP管，佔算其0值c#解：(a)因为iBVicViE，故、脚分别为集电极、发射极和基极。由电流流向可知是NPN管：1.96niA0.04mA=49(b) 、脚分别为基极、集电极和发射极。由电流流向知是PNP管lniA0.01/14= 1002.4图P2.4所示电路中，三极管均为硅管，P=100,试判断齐三极管的工作

4、状态，并求各管的Ib、Ic> UCEo9+5 V(b)lOkQ(c)+ 10V+ 12V300 kQU(：E(e)图 P2. 4解：(a) IB =6V-0.7V51/cQ役三极管丄作在放大状态，则Ic=PlB=100X0.1=10mAUce=16V 一 10mA X lk O =6V图解P2. 4由TUce=6V>Uce=0.3V,三极管处J：放大状态，故假设成立。因此三极管工作在放人状态，IB=0.1mA, Ic=10mA,Uce=6Vo(b) IB =(5-0.7)K56/cQ=0.077H设三极管匸作在放大状态，则得Ic= P IB=100 X 0.077=7.7mA则UC

5、e=5V 一 7.7mA X 3k Q =5 V 23.1V v0说明假设不成立，三极管己匸作在饱和区，故集电极电流为13#因此三极管的 IB=0.077111A, Ic=1.57mA, UCe=UCes0.3V(c) 发射结零偏置，故三极管截止，Ib=O, Ic=O, Uce=5Vo(d) 用戴维南定理将电路等效为图解P2.4所示图中 Rs=20k Q /8.2k Q =58k QVbb=8.220 + 8.2X12V=3.49V设三极管工作丁放大状态，则由图解P2.4可紂险仝(四=3.49 0.7 山=° 026山Rb + (1+ /3)Re5.8 + 101x1Ic= 3 Ib

6、=100 X 0.026mA=2.6mAUCE=12V-2X2.6V-1X2.6V=4.2V由丁Uce>0.3V,可见上述假设及其结论都是正确的(e) 设三极管放大工作，则由图可得10V= (IB+100IB) X 5.1 X 103+Ib X3 00 X 103+0.7Vu10-0.7故 Ib= mA0.0114mA=11.4 u A101x5.1 + 300Ic= B Ib=114mAUce10-1.14X5.1V=4.19Viii ruCE>o.3,故上述假设及其结论都是正确的。2.5图P2.5所示电路中三极管均为硅管,B很大，试求各电路Ic、Uce、U0o解：(a)由图可见

7、，发射结正偏导通，故Ube0.7V,可得图P2 5Ic6-07mA31.77mAUo=Uc=10V-1.77X5.1V=0.97VUce=Uc-Ue=097V-(-0.7V)=167V(b) 由图可得Ue=2V+0.7V=2.7V10-2.7IcIe= mA=1.43mA5.1Uo=Uc=(3X 1.43-6)V=-1.71VUce=Vc-Ue=-1.71V-2.7V=-4.41V(c) 山图可得Ue=-0.7V5-0.7Ic 2【e=mA=lmA4.3Uo=Uc=(15 1X 7.5)V=7.5VUce=Uc-Ue=75V- (-0.7V) =8.2V(d) 由图可见，Vi、V2电压降之和等

8、于Ube和Re上的压降之和，故UE= (一 10+0.7) V=-9.3VIc *Ie= A=2.3 3mA300Uo=Uc=(0-233 X 3)V=-7VUce=Uc - UE= - 7V - (- 9.3 V )=2.3 V(e) 由于该电路由左右完全对称的两半边电路构成，故两半边电路中的对应电流、电压是相同的。由图可紂2niAIc Pe=lmA7Uo=Uc2=(10-4.3 X 1)V=5.7VUce=Uc 一 Ue=5.7V-(-0.7V)=6.4V2.6图P2.6(a)所示电路中，三极管的输出伏安特性曲线如图P2.6(b)所示，设UBEQ=0,当Rb分别为300k Q、150k Q

9、时,试用图解法求Ic、UCEo+ 12 V3kQ图 P2. 615#解：(1)在输出回路中作fl流负载线令 zc=0,贝iJe=12V,得点 M (12V, OiiiA)；令"CE=O，则 Zc=12V/3k 0=4111 A,得点#N (0V, 4mA),连接点M. N得fl流负载线，如图解P2.6所心图解P2. 6#(2) 佔算Ibq，得出闫流工作点V 12V当 Rg=300k Q 9 可得】bqi= =40 u ARb 300/cQV 127当盼皿Q,可得时育二而亍80 "A由图解P 2.6可见，Ib=Ibqi=40 u A和Ib=Ibq尸80 u A所对应的输出特性

10、曲线，与直流 负载线MN分别相交于Q】点和Q2点。（3）求 Ic、UCE由图解P2.6中Q点分别向横轴和纵轴作垂线.即可得：UCEqi=6V, Icqi=2iiiA同理，山Q?点可彳3 Uceq?=09V 9 Icq2=37mA 2.7图P2.7所示三极管放大电路中，电容对交流信 号的容抗近似为零,isiH3t（mV）,三极管参数为P=80, Ube <on）=0.7V> ibb/=200 0 ,试分析:（1）计算静态工作 点参数Ibq、Icq、Uceq；（2）I凹出交渝通路和小信号等 效电路；（3）求 ube、iB、ic、uceo解：（1）计算电路的静态工作点Ibq=Rr12V-

11、0.1V=0.024mA=24 u A470/cQIcq= P Ibq=80 X 0.024mA=1.92mAUceq=Vcc 一 IcqRc=12V 一 1.92111 A X 3.9k Q =4.5IV（2）画出放大电路的交流通路和小信号等效电路如图解P2.7 （a）、（b）所示（3）动态分析，求交流量、厲、一、"c由riEQ21.92mA,故可求得(a)(b)图解P2. 717由解图F2.7 （b）可得#« 2.83sin 血(加7)#ic=B ib=80 X 2.18sin <*)t( n A) 0.17sinwt(mA)uce=icRc=3.9X 0.17s

12、iii cat(v) 0.66sin 3t(V)(4) 求合成电压和电流U0£=U BEQbe=( 0.7+0.00283siii 3t ) V ip=lBQ+ib=(24+2.18sin 31) p A ic=IcQ+ic=( 1 92+0.17sin 3 t)mA i>CE=UcEQ+Uce=(4.51 0.66sin 3t)V2.8图P2.8所示三极管放大电路中，电容对交流信号的容抗近似为零,g=10sin3t（mV）,三极管参数为 a =0.98,UBE（ori）= 一0.3V, rbb=200Q,试分析:（1）计算静态工作点参数Ibq、Icq、UCEq;（2）画出交流

13、通路和小信号等效电路;（3）求UBE、d d UCEo470 kn解：（1）计算静态工作点图 P2. 8#p = 21-a1-0.98Icq= P Ibq=49 X 0.021inA=1.03mAUCEq= - Vcc+IcQRc=( -10+1.03 X 2)V=-7.94V(2) 画出放人电路的交流通路和小信号等效电路如图解P2.8(a)> (b)所示(3) 计算交流量 Ube、ib、ic、Uce因为#卞二张+ (1 + 0)26厶。(200Q + d + 49)x 崙如 1.46AQ故由图解P2.8 (b)可得i】beF=l°sin 3 t(mV)=losing 6 85

14、smwt1.46(U A)=0365l4#=0365l4#ic=P ib=49X685sin3t( p A) 034sin 3t(mA)%e=icRc=2X 0.34sin 3t(V)= 0.68siii cot(V)u(b)=0365l4#=0365l4#图解P2. 8(4) 求合成电压、电流UBE=UBEQ+l】be=( 一 0.3+0.01sil】3 t ) V比较图P2.8和图解P2.8 (b)中电流Ib、lc的方向可得iB=】BQ ib=(21 685sin3t) y Aic=IcQ ic=( 1.03 0.34siii 31 )111 Al】CE=UcEQ+Uce=( 7.94 0

15、.68sill 3 t)V2.9用示波器观测图P2.9 (a)所示电路的波形。(1)若波形如图P2.9 (b)所示, 试问这是何种失真？如何调节Rb的移动触点才能消除之？(2)若波形如图P2.9(c)所 示，则乂为何种失真？如何调节Rb的移动触点来消除之？(3)若恥波形如图P2.9 (d) 所示，试分析失真原因，指出消除失真的措施。(d)解：图P2.9 (a)所示电路为NPN管组成的共发射极放大电路，u°=Uce。(1) 图P2.9 (b)所示波形出现顶部削波失真，是由于Q点太低，NPN管工作进 入截止区所引起的截止失真，如图解P2.9 (a)所示，将Rb触点下移可减小Rb，增大Ic

16、q， 从而消除截止失真。(2) 图P2.9 (b)所示波形出现底部削波失真，是由于Q点太高，NPN管工作进 入饱和区所引起的饱和失真，如图解P2.9 (b)所示。将Rb触点上移，可减小Icq,从而 消除饱和失真。(3) 图P2.9 (c)所示波形既有顶部削波失真，乂有底部削波失真，这是由于输入 信号过大，使NPN管工作进入截止区和饱和区所引起的失真，减小输入信号，使NPN管 始终工作于放人区，就可消除这种失真。(a)(b)图解P2. 92.10图P2.10所示三极管“非门”电路中，三极管 的卩值最小应为多大，才能使“非门”正常匸作？解：当输入高电平时，三极管应饱和；输入低电平 时，三极管应截止

17、，这样才能使“非门”正常工作。IB=5-0.70.7-(-12)"7320由图P2.10可见，时，发射结反偏，三极管 截止。当ui=5V时，三极管导通，可求得=0365l4#为使三极管饱和，应满足3 Ib NIcs - =12 mA故得Q、12P 鼻330.365即B的最小值约为33。2.11场效应管的转移特性曲线如图P2.ll所示，试拆出各场效应管的类粮并画出电路符号；对于耗尽型管求出UGS off、loss；对于增强型管求出UGS(th)。图 P2. 1121#解：(a)由于UGS可为正、负、零、故为耗尽型MOS管；由于Ms (册=一8<0,故为N沟道耗尽型MOS管,其电路

18、符号如图解P2.ll (a)所示。由图P2.11(a)可得gsFmA。(c)I j B(d)图解P2 11(b) 由J：ugsW0,故为N沟道结型场效应管，其电路符号如图解P2.ll (b)所示。 由图 P2.ll (b)可得 UGs(off，=-5V, IDSS=5mAo由丁Ugs可为正、负、零，且Ugs off，=2V,故为耗尽型PMOS管，电路符号如 图解P2.ll (c)所示。由图 P2.ll (c)可得Ucscoff, =2VJDSS=2mA.#(c) 由于Ugs>0,故为增强型NMOS管，电路符号如图解P2.ll (d)所示,由图P2.ll(c)可得 u(jsg=rv o2.

19、12场效应管的输出特性曲线如图P2.12所示，试指出各场效应管的类粮并画出电路符号;对于耗尽型管求出Ugs册、Idss；对于增强型管求出Ugs(沖。ijmAuos-+0.5 VZD/mA1.00.75 I厂°x0.25 /ov-05 V-1 V-15 V'1520 uDS/V(a)5 V4V3 V“os=2 V4812=V(b)由丁栅极无电流，故由图P2.14可得Ugsq=-IdqRs图 P2. 14由丁栅极无电流，故由图P2.14可得Ugsq=-IdqRs图 P2. 14图 P2. 12解：(a)由于UGS可为正、负、零，UGs(off-=-1.5V,故为耗尽型NMOS管，

20、电路符号如图解P2.12 (a)所示。由图P2.12(a)可得，iigS=0V时的漏极饱和电流值为IDSS0.8mA.(b) 由于Ws>0,故为増强型NMOS管，电路符号如图解P2.12 (b)所示。由图P2.12(b)可得 Ugs th1 =2V(c) 由丁-UgsWO,故为N沟道结型场效应管，电路符号如图解P2.12 (c)所示。由图 2.12(c)可再 Uqs off> =4V 9 Idss=4ii】A(d) 由J：uos<0,故为增强型PMOS管，电路符号如解图P2.12 (d)所示。山图2.12(d)可 Ugs(th> =V oDJDJI)1Bn<；巧B

21、(b)D(d) S2.13试根据图P2.12(b)、(d)所示的场效应管输出特性，分别作出uds=8V(或i】ds=- 8V)时的转移特性曲线。解:在图P212(b)中,作垂直线Uds=8V与输出曲线族相交,如图解P2.12 (a)所示。由交点可知，当uos分别为5V、4V、3V和2V时,4分别为2.8mA、1.7mA、0.8mA和0.1mAo由此可作出转移特性曲线,如图解P2.12 (b)所示。£D/!nAIla =8V4 U IZ uw/ViD/mA -IE =8V-4 V4 3 2 102VGS-1V8(2- i< w Af(f)M)由丁栅极无电流，故由图P2.14可得U

22、gsq=-IdqRs图 P2. 14由丁栅极无电流，故由图P2.14可得Ugsq=-IdqRs图 P2. 141+15 V?I-12&n-o"牡MC t=图解P213(2)同理,对图P2.12 (d)作垂直线一uDs=8V,可得交点如图解P2.12(c)所示,可见,当 Ms 分别为一4V、3V、 2V 和一IV 时，i° 为 35mA、2.2mA. 0.9niA> 0.1mA,故可作岀转移特性曲线如图解P2.12 (d)所示。2.14图P2.14所示场效应管电路中，m=50sin3 t(mV),场效应管参数为 Idss=7imA, Ugs 血)=8V, 试分析

23、:(1)静态工作点参数Ugsq、Idq、 Udsq；(2) 画岀交流通路和小信号等效电路；(3)求电压放大倍 数 AuIqXo解：(1)计算挣态工作点：由丁栅极无电流，故由图P2.14可得Ugsq=-IdqRs图 P2. 14结型场效应管饱和I作时有U GS(off )将Rs=lkQ. IDSS=7mA. UGS(off)= 8V分别代入上面为式，联列求解这个方程组，可得 IDQ1=22.2mA, Idq2=2.9i】A,对于结教场效应管，Id<Idss，故Idqi值不介理，应舍弃，因此 Idq=2.9iiiA,Ugsq-1 X2.9V=2.9VUdsq=VDd-(Rd+Rs)Idq=1 5-(2+1) X 2.9V=+6.3V(