太原理工大学电路与电子技术基础作业及重点练习解答演示文稿

1、第一页，共九十七页。优选太原理工大学电路与电子技术基础作业及重点练习解答第二页，共九十七页。目 录 第1章 习题 第2章 习题 第5章 习题 第7章 习题 第8章 习题 第9章 习题 第10章 习题第三页，共九十七页。 第1章 习题重点例题：例1.5，例1.8重点作业：1.9；1.15 第四页，共九十七页。1.4 试求图1.30所示电路在下列三种情况下的电流I1、 I2 、 I3电压U2。（1） R3=8k （2）R3= （3） R3=0解:8k36V+-2kR3R2R1U2U+-I3I2I1第五页，共九十七页。8k36V+-2kR3R2R1U2U+-I3I2I1第六页，共九十七页。1.6 如

2、图1.31所示电路，方框分别代表一个元件，各电压、电流的参考方向均已设定。已知I1 = 2 A，I2 = -1 A，I3 = 3 A，I4 = 1 A，I5 = -4 A，I6 = -5 A，U1 = 4 V，U2 = -2 V，U3 = 3 V，U4 = -1 V，U5 = -1 V，U6 = 2 V。求各元件的功率，并说明它们是吸收功率还是向外提供功率。P1=I1U1= 8W；吸收功率P2= -I2U2= -2W；提供功率P3= I3U3= 9W；吸收功率P4= I4U4= -1W；提供功率P5= -I5U5= -4W；提供功率P6= -I6U6= -10W；提供功率第七页，共九十七页。1

3、.9 试求图1.34所示各电路中独立电源的功率。并指出功率性质。1A22V+（a）解: 图（a）吸收功率提供功率吸收功率1A2V+（b）解: 图（b）吸收功率提供功率第八页，共九十七页。1A12V+（c）21A12V+（d）解: 图（c）提供功率提供功率吸收功率解: 图（d）提供功率提供功率吸收功率吸收功率第九页，共九十七页。1.15 试求图1.40所示电路中各元件的功率。解: 由KVL提供功率功率平衡。 吸收功率吸收功率提供功率205 15I1+-10A+-第十页，共九十七页。 第2章 习题重点例题：例2.2；例2.4；例2.8重点作业： 2.2（a）；2.6；2.12（a）第十一页，共九十

4、七页。2.2 试用网孔法求图（a）电路的电流I和图（b）电路中的电压U。I30201A30V+-Im155V+-5Im2Im3解:（a）由网孔法得Im1=1-5Im1+40Im2-30Im3=30-20Im1-30Im2+50Im3=-5第十二页，共九十七页。第十三页，共九十七页。UR32A24V+-Im148A+-1Im3Im2解:（b）设电流源电压为UIS方向如图+-UIS得网孔方程如下：Im1=2-3Im1+7Im2=-UIS-Im1+Im3=UIS-24R可等效去掉Im3-Im2=8解得：Im2=-3A Im3=5A 则：U=-4Im2=12V第十四页，共九十七页。2.6 试用节点法求

5、5电阻消耗的功率。2208I+-20V+-2510解:由节点由节点由(2)式代入(1)式第十五页，共九十七页。2.12 求含源二端网络的戴维南等效电路。UOC+-a3+9V+-6b-(a)解:（1）求开路电压UOC解:（2）求内阻ROba3+6-U端+-a9V+-6b戴维南等效电路ROUOC令 I =1A则 U端 =9VI端I端 =1+3/6=1.5ARO =6第十六页，共九十七页。2A+-a+4V+-10b-(b)UOC+-解:（1）求开路电压UOC解:（2）求内阻RO+-a+10b-a6V+-2.5b戴维南等效电路ROUOCU端3U端I端令 U端 =10V由KVL得I端 =4A则 RO =

6、2.54U端-10 I端= 0第十七页，共九十七页。2.19电路如图2.45所示，负载电阻RL可任意改变，问RL为何值时其上可获得最大功率，并求出该最大功率PLmax。 。U端+-解:（1）求开路电压UOCU=10(2 0.1U)U=10VUOC= 2 5+U+20 = 40W（2）求内阻ROI端将二端网络内部的电压源短路，电流源开路当：RL=RO= 10时则：I端= 0.1U+U/10 =2AU端= 5I端+U =20ARO= U端/I端=10（3）求最大功率PMPM= = 40W这是两个网孔的电路，其网孔电流分别为2A和0.1U,则流过10的电流为（2 0.1U)第十八页，共九十七页。 第

7、5章 习题重点例题：例5.1；例5.9重点作业：5.1；5.11；5.12（b）第十九页，共九十七页。答: 杂质半导体有N型和P型两种。 N型半导体中多子为自由电子；少子为空穴。 P型半导体中多子为空穴；少子为自由电子。 杂质半导体中多子的浓度由掺杂浓度确定； 少子的浓度与温度有关。5.1 杂质半导体有几种？它们当中的多子还少子分别是什么？ 它们的浓度分别由什么决定？第二十页，共九十七页。5.11已知放大电路中晶体管各极电位，试判断晶体管的类型和材料，x、y、z各是何电极？解: 由-6-(-6.2) = 0.2V,可见为锗晶体管；由UCUB UE，可见为PNP晶体管；yzx TUx = -9V

8、Uy = -6VUz = -6.2VBECT29V6.2V6VPNP型锗管|UBE|=0.60.7V，硅管，|UBE|=0.20.3V，锗管，NPN型C点电位最高，UBE0 ， PNP型C点电位最低， UBE0UBC=0.41V0UBUCUEUCEUBE 饱和 PNP管UBE=-0.2V0UCUBUE 放大 PNP管UBE=-4V0 损坏 NPN管UBE=0.3V0UBC=-5.7VUBUE 放大第二十四页，共九十七页。3AK150V-0.1V-0.3V(e)3CK2B5.3V6V5.3V(f)3DG6B0V6V0.67V(g)3AX81C-9V-6V-5V(h) NPN管UBE=0.67V0

9、UBC=-5.33VUBUEUCEUBE 放大 PNP管UBE=-0.3V0UBC=-0.2V0UBUCUE 饱和 PNP管UBE=-0.7V0UBC=4V0UBUEUC 截止第二十五页，共九十七页。5.16 图示电路中， UCC =12V,晶体管为硅管, UBE=0.7V ,=50，试分析ui分别为0V、1V、1.5V时，晶体管的工作状态，并计算uo的值 。（1）由ui= 0V，即UBE = 0V,小于管子的导通电压，管子的发射结反偏，集电结也反偏，晶体管工作在截止状态。 Uo = 12V（2）由Ui=1V时，1V大于晶体管的导通电压，故发射结正偏,集电结反偏则:晶体管工作在放大状态解：+1

10、2V 1k ICIB5k RCRBuiuo第二十六页，共九十七页。（3）由Ui=1.5V时，1.5V大于晶体管的导通电压，故发射结正偏,集电结反偏则:因为 ICUBE，所以管子工作在放大区。 第二十七页，共九十七页。 第7章 习题重点例题：课件中的例题；例7.7；例7.9重点作业：7.7；7.14第二十八页，共九十七页。课件中例: 电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。 求: 1. Auf 、R2 ； 2. 若 R1不变, 要求Auf为 10, 则RF 、 R2 应为多少？uORFuiR2R1+解：第二十九页，共九十七页。7.7 电路如图7-52所示，试求输出电压uo

11、的表达式。解：由虚断：由分压：由虚短：输出电压uo的表达式uo10k_+20kui20k第三十页，共九十七页。7.8 电路如图7-53所示， 试求输出电压uo。uo10k_+1k2k2kuiuo10k_+2k解：由等效电路（反相比例器）：第三十一页，共九十七页。ui1ui212k+uo-12k43k7.9 电路如图7-54所示，问：（1）若ui1=0.2V，ui2=0V时，uo=？（2）若ui1=0V，ui2=0.2V时，uo=？（3）若ui1=0.2V，ui2=0.2V时，uo=？解：（1）为反相比例器解：（2）为同相比例器解：（3）为减法器第三十二页，共九十七页。R1R2+uiuo-R4R

12、5+uo-R3R610k100k10k7.10 电路如图7-55所示，问： R5 =？才能使uo= -55 ui 。解：第一级为同相比例器 第二级为反相比例器第三十三页，共九十七页。7.13 电压比较器如图7-58所示，UZ =5V。画出传输特性。若在同相输入端接-2V，则传输特性有何变化？ui+uo-RDZ解:(1)同相输入端接地时，传输特性。uo-5V+5VOui2) 传输特性。第三十四页，共九十七页。ui+uo-RDZ-2V解:(2)同相输入端接-2V时，传输特性。2) 传输特性。uo-5V+5VOui-2V第三十五页，共九十七页。uo+6VOui7.14 电压比较器如图7-59所示，U

13、Z =5V， UD =0V 。 求阈值UT 并画出传输特性。ui+uo-R3DZD3k+3VR1R210k20k解:(1)求阈值UT2) 传输特性。-1.5VU+ =0VU- =R1R1+R2 3+R2R1+R2 Ui= U+=0第三十六页，共九十七页。例: 在图示电路中，已知RF=4 R1 ，求输出电压uo与ui1和 ui2的关系式。+ui1+ui2uo1R1RFuo解：第三十七页，共九十七页。例： 电路如图所示，设运放是理想的，试计算Uo。+R1Rf1Ui=0.6VUo1U2=0.8VUoR250kR4Rf2100k50k33k100kA1A2R333k解:第三十八页，共九十七页。例： 电

14、路如图示，运放的最大输出为12V，稳压管 UZ= 6V 。输入ui是幅值为3V的三角波。试分别画出 UR 为2V、0V、2V三种情况下的传输特性和uo波形。uo_+URui10k10k1kDZUZuouio+6V-6V+2V电压传输特性解:输出uo波形otuiotuo+6V6V+2V第三十九页，共九十七页。uo_+URui10k10k1kDZUZuouio+6V -6V电压传输特性解:输出uo波形UR= 0 uituoot+6V6V第四十页，共九十七页。uo_+URui10k10k1kDZUZuouio+6V-6V-2V电压传输特性解:输出uo波形+6V6V-2Votuiotuo 第四十一页，

15、共九十七页。 第8章 习题重点例题：例8.5；例8.7；例8.10；例8.12重点作业：8.4（4）；8.7（1）； 8.8（1）；8.11（2）第四十二页，共九十七页。8.4 写出下列逻辑函数的对偶函数解:解:解:解:第四十三页，共九十七页。解:解:第四十四页，共九十七页。8.7 写出下列逻辑函数的反函数解:解:解:第四十五页，共九十七页。解:解:解:第四十六页，共九十七页。8.8 用逻辑代数法化简下列逻辑函数：解: 其反函数的最简与或式为：F的最简与或式为：第四十七页，共九十七页。第四十八页，共九十七页。解: 其最简与或式为第四十九页，共九十七页。解: 其最简与或式为解: 其最简与或式为第

16、五十页，共九十七页。解: 其对偶函数的最简与或式为F的最简与或式为：或：解: 其最简与或式为第五十一页，共九十七页。8.9 已知，求F的最小项表达式。解: 其对偶函数的最简与或式为第五十二页，共九十七页。8.10: 用卡诺图化简逻辑函数，如何才能保证写出最简单的逻辑表达式？解:填1方格（将函数用卡诺图表示）画卡诺圈(对2k个 1方格相邻矩形区域画圈 )(kn)画圈的原则先小圈，后大圈圈要画大，圈要画少每个圈中至少有一个1方格未被其它圈包含（圈内必须有自有的1方格）画圈的步骤先单圈孤立的1方格再将仅与一个1方格相邻的方格，两两圈出，（注意：某些1方格可以重复圈）依次将四个1方格、八个1方格等相邻

17、区域圈出列化简的与或式将圈内互反变量消去，保留公有变量因子得与项。将各圈的与项或起来写出最简与或式第五十三页，共九十七页。8.11 用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式： 解:CAB000111100111111最简与或式不唯一CDAB00011110000111101111111第五十四页，共九十七页。CDAB00011110000111101111111111第五十五页，共九十七页。CDAB000111100001111011111111111111第五十六页，共九十七页。8.13 OC门有什么主要特点？它有什么重要的作用？解: 三态输出门输出三种状态。当控制端为高电平1时，实现正常的逻辑

18、关系,当控制端为低电平0时，输出 F处于开路状态，也称为高阻状态。三态输出门可以实现单向总线、双向总线传输。普通集成逻辑门输出端直接并联将烧坏内部的晶体管。 OC门输出端可以直接并联。OC门可以实现线与逻辑、逻辑电平的转换、输出端可直接驱动负载。8.14 三态门有什么主要特点？它有什么重要作用？解:第五十七页，共九十七页。例 写出下列逻辑函数的对偶函数：解:第五十八页，共九十七页。例 写出下列逻辑函数的反函数：解:第五十九页，共九十七页。例 将下列逻辑函数展开为最小项表达式。解:第六十页，共九十七页。例 用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式： 解:ABCD0001111000011110111

19、1111ABC000111100111111第六十一页，共九十七页。ABCD00011110000111101111111ABC00011110011111ABC00011110011111第六十二页，共九十七页。ABC00011110011111第六十三页，共九十七页。 第9章 习题重点例题：例9.2；例9.6；例9.10重点作业：9.3（1）；9.9；9.12第六十四页，共九十七页。（1） 三变量的判奇电路，输入奇数个1输出为1，否则为0。设输入变量A、B、C输出变量Y:输入奇数个1输出为1，否则为0列出逻辑真值表写出逻辑表达式画出逻辑图YABC=1=19.3 试用门电路设计如下逻辑功能的

20、组合逻辑电路。解:=A(BC+BC)+A(BC+BC)第六十五页，共九十七页。解:ABCDF00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111列真值表化简逻辑式CDAB000111100001111011111画出逻辑图(2) 试设计四变量的多数表决电路，当输入变量A、B、 C、D中有3个或3个以上为1时输出为1。FABCD&1第六十六页，共九十七页。用与非门实现FABCD& &第六十七页，共九十七页。9.9 试用一个74LS138，3线-8线译码器和若干与非门组成全加器,并画出电路接

21、线图。 解:74138使能时,1012364515141312111097YYYYYYYYA0A1A2EEE0123456713274LS138&SCIBACO&第六十八页，共九十七页。9.12 试用74LS153和少量门实现 2个判断功能。输入ABC中有奇数个1输出Y1为1，否则为0。输入ABC中有多数个1输出Y2为1，否则为0。解： 741LS53使能时,令： 令： 真值表 逻辑式第六十九页，共九十七页。接线图ABCY21Y11D01D11D21D3A1A02Y74LS1531ST1Y2ST2D02D12D22D31第七十页，共九十七页。例 分析图所示的电路，写出Y的逻辑表达式。解:异或功

22、能例 分析图所示的电路，写出Y的的逻辑表达式。 解:ABY&AABBY=1=1=第七十一页，共九十七页。例 试设计用3个开关控制一个电灯的电路，要求任何一个开关都能控制电灯的亮灭。（1）设输入变量A、B、C输出变量Y:灯亮为“1”,灯不亮为“0”,（2）列出逻辑真值表（3）写出逻辑表达式（4）画出逻辑图YABC=1=1第七十二页，共九十七页。例 一个由3线-8线译码器电路如图所示，试写出Y1和Y2的逻辑表达式。 解:已知74138使能时,同理:&Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16G2A4G2B574LS138Y1Y2CBA1&第七十三页，共九十七页。

23、例 画出用3-8译码器74138和门电路产生如下多输出函数的逻辑图。 解:已知74138使能时,第七十四页，共九十七页。1012364515141312111097YYYYYYYYABCGGG0123456712B2A74138Y2ACBY3Y1&第七十五页，共九十七页。例 八选一数据选择器电路如图所示，其中ABC为地址，D0D7为数据输入，试写出输出Y的逻辑表达式。 W6D04D13D22D31D415D514D613D712A11G7C9B10Y574151CB1A0Y解:第七十六页，共九十七页。例 试用8选1数据选择器74151实现函数 解:74151使能时,令:第七十七页，共九十七页。

24、接线图10ABCDY(A,B,C,D)71110943211514131256ABCGDDDDDDDDYW01234567741511第七十八页，共九十七页。 第10章 习题重点例题：例10.1；课件中的例题重点作业：10.4；补充作业：用74LS161构成一个十进制计数器，要求：列出有效状态转换图画出连线图第七十九页，共九十七页。10.4 时序逻辑电路按照触发器动作方式可分为哪两类？对同步时序逻辑电路的描述需要用哪三个方程来完成。同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。输出方程、驱动（激励）方程、状态方程。解:第八十页，共九十七页。0 1 00 0 01 0 01 1 0Q1DC1QCPQ1DC

25、1QQ1DC1Q&Q1Q2Q310.5 时序逻辑电路如图所示，试写出驱动方程、状态方程，试作出状态表及状态图，并指出电路是几进制计数器。 解： （1）观察变量 状态变量Q3,Q2,Q1（2）驱动方程（3）状态方程（4）状态表次 态现 态0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 11 0 01 1 0第八十一页，共九十七页。能自启动的五进制计数器010 ，101 ，111三个为非循环状态次 态现 态0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 11 0 01 1 00 0 00 1 01

26、0 01 1 0（5）状态图Q3Q2Q10 0 00 0 10 1 11 1 01 0 01 0 10 1 01 1 1第八十二页，共九十七页。补充题1：采用清零法，用集成计数器74161组成6进制计数器。QDQCQBQA0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1解：74LS161为十六进制计数器。74LS161CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD111

27、CP&反馈码QD QC QB QA = （0110)2 = 6模反馈码6用 CLR 实现反馈清零法电路为六进制计数器第八十三页，共九十七页。74LS161构成六进制计数器的状态图000000010010001101000101011001111000100110101011110011010110 仅瞬间出现初始状态11101111第八十四页，共九十七页。例 试说明图示电路为几进制计数器。 QDQCQBQA0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1解：74LS160为十进制计数器。 预置数DCBA

28、 =(0011)2=， 反馈码QD QC QB QA = （1001)2 =模反馈码预置数+1931=电路为七进制计数器CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD1174LS1601CP0&1用LOAD实现反馈预置法第八十五页，共九十七页。等待第7个CP脉冲置入00110011 0100 0101 0110 0010 0111 1000 0001 000074LS160构成七进制计数器的状态图初始状态 1001第八十六页，共九十七页。例9 试说明图示电路为几进制计数器。74LS160QDQCQBQA0 0 0 00 0 0 10 0 1

29、00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1解：74LS160为十进制计数器。CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD111CP&反馈码QD QC QB QA = （0101)2 = 5模反馈码5用 CLR 实现反馈清零法电路为五进制计数器第八十七页，共九十七页。00000001001000110100010101100111100010010101 仅瞬间出现74LS160构成五进制计数器的状态图初始状态第八十八页，共九十七页。1例 试用74160构成七进制、二十四进制计数器并上

30、机仿真。解：1.已知74160为10进制计数器,将其构成七进制计数器QDQCQBQA0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1 74160是同步置数， 设预置数S0=0000， 其反馈码SX1 = S7-1 = 0110反馈置数法反馈置数函数LOAD =QC QB 画连线图及状态图CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD1174160CP126 011070000取前七个状态&第八十九页，共九十七页。011110001001等待第7个CP脉冲置入000074160构成7进制计数器的状态图0000000100100011010001010110初始状态第九十页，共九十七页。反馈清零法 74160是异步清零数，其反馈码SX= S7 = 0111反馈清零函数CLR =QC QB QA 画连线图及状态图CLR1LOAD9ENT10ENP