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

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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章习题当前第3页\共有97页\编于星期六\23点

第1章习题重点例题：例1.5，例1.8重点作业：1.9；1.15当前第4页\共有97页\编于星期六\23点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=8kΩ

（2）R3=∞（3）R3=0解:8kΩ36V+-2kΩR3R2R1U2U+-I3I2I1当前第5页\共有97页\编于星期六\23点8kΩ36V+-2kΩR3R2R1U2U+-I3I2I1当前第6页\共有97页\编于星期六\23点1.6如图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=2A，I2=-1A，I3=3A，I4=1A，I5=-4A，I6=-5A，U1=4V，U2=-2V，U3=3V，U4=-1V，U5=-1V，U6=2V。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；提供功率当前第7页\共有97页\编于星期六\23点1.9

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。1A2Ω2V+－（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√当前第8页\共有97页\编于星期六\23点1A1Ω2V+－（c）2Ω1A1Ω2V+－（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当前第9页\共有97页\编于星期六\23点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√20Ω5Ω

15I1+-10A+-当前第10页\共有97页\编于星期六\23点

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）当前第11页\共有97页\编于星期六\23点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。I30Ω20Ω1A30V+-Im15Ω5V+-5ΩIm2Im3解:（a）由网孔法得√Im1=1-5Im1+40Im2-30Im3=30-20Im1-30Im2+50Im3=-5当前第12页\共有97页\编于星期六\23点当前第13页\共有97页\编于星期六\23点UR3Ω2A24V+-Im14Ω8A+-1ΩIm3Im2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=-3AIm3=5A则：U=-4Im2=12V当前第14页\共有97页\编于星期六\23点2.6试用节点法求5Ω电阻消耗的功率。2Ω20Ω8I+-20V+-2Ω5Ω10Ω①②解:由节点①由节点②由(2)式代入(1)式√当前第15页\共有97页\编于星期六\23点2.12求含源二端网络的戴维南等效电路。UOC+-a3Ω+9V+-6Ωb-(a)解:（1）求开路电压UOC解:（2）求内阻ROba3Ω+6Ω-U端+-a9V+-6Ωb戴维南等效电路ROUOC√令I’

=1A则U端

=9VI端I端

=1+3/6=1.5ARO=6Ω当前第16页\共有97页\编于星期六\23点2A+-a+4V+-10Ωb-(b)UOC+-解:（1）求开路电压UOC解:（2）求内阻RO+-a+10Ωb-a6V+-2.5Ωb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=2.5Ω4U端-10I端=

0当前第17页\共有97页\编于星期六\23点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=10Ω时则：I端=0.1U+U/10=2AU端=5I端+U=20ARO=U端/I端=10Ω（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10Ω的电流为（2—0.1U)当前第18页\共有97页\编于星期六\23点

第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）当前第19页\共有97页\编于星期六\23点答:①杂质半导体有N型和P型两种。

②

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。

③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？√当前第20页\共有97页\编于星期六\23点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UC＜UB＜UE，可见为PNP晶体管；yzxTUx=-9VUy=-6VUz=-6.2VBECT2－9V－6.2V－6VPNP型锗管|UBE|=0.6~0.7V，硅管，|UBE|=0.2~0.3V，锗管，NPN型C点电位最高，UBE>0，PNP型C点电位最低，UBE<0.√当前第21页\共有97页\编于星期六\23点5.12电路如图所示，D、D1、D2为理想二极管，判断图中的二极管是导通还是截止，并求ab两端的电压Uab。(a)6kΩ12VD18Vab解：解：D导通，D两端的开路电压:18-12=6V(b)1kΩ12VD16VabD2D2两端的开路电压=6VD2导通D1两端的电压:-12-0=-12V；D1截止√当前第22页\共有97页\编于星期六\23点解：(c)5kΩ5VD11VabD2D1两端的开路电压=5-1=4VD1导通D2两端的电压=-5VD2截止当前第23页\共有97页\编于星期六\23点5.13试分析各晶体管的工作状态（放大、截止、饱和或损坏）。3DK2B1V1.3V1.71V(a)3AX31C0V-5V-0.2V(b)3AG210V6V2V(c)3DG4B0V-6V-5.7V(d)NPN管UBE=0.71V>0UBC=0.41V>0UB>UC>UEUCE<UBE

饱和PNP管UBE=-0.2V<0UBC=4.8V>0UC<UB<UE

放大PNP管UBE=-4V<0UBC=2V>0

损坏NPN管UBE=0.3V>0UBC=-5.7V<0UC>UB>UE

放大当前第24页\共有97页\编于星期六\23点3AK150V-0.1V-0.3V(e)3CK2B5.3V6V5.3V(f)3DG6B0V6V0.67V(g)3AX81C-9V-6V-5V(h)NPN管UBE=0.67V>0UBC=-5.33V<0UC>UB>UEUCE>UBE

放大PNP管UBE=-0.3V<0UBC=-0.2V<0UB<UC<UE

饱和PNP管UBE=-0.7V<0UBC=0

损坏PNP管UBE=1V>0UBC=4V>0UB>UE>UC

截止当前第25页\共有97页\编于星期六\23点5.16图示电路中，UCC=12V,晶体管为硅管,UBE=0.7V

,β=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：+12V1kΩICIB5kΩRCRBuiuo当前第26页\共有97页\编于星期六\23点（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IC<ICS，所以管子工作在放大区。因为UCE>UBE，所以管子工作在放大区。当前第27页\共有97页\编于星期六\23点

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当前第28页\共有97页\编于星期六\23点课件中例:

电路如下图所示，已知R1=10k

，RF=50k。求:1.Auf

、R2；

2.若R1不变,要求Auf为–10,则RF

、R2应为多少？uORFuiR2R1++––++–解：当前第29页\共有97页\编于星期六\23点7.7

电路如图7-52所示，试求输出电压uo的表达式。解：由虚断：由分压：由虚短：输出电压uo的表达式uo10kΩ_++20kΩui20kΩ√当前第30页\共有97页\编于星期六\23点7.8电路如图7-53所示，试求输出电压uo。uo10kΩ_++1kΩ2kΩ2kΩuiuo10kΩ_++2kΩ解：由等效电路（反相比例器）：当前第31页\共有97页\编于星期六\23点ui1ui212kΩ++uo-12kΩ43kΩ7.9

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）为减法器当前第32页\共有97页\编于星期六\23点R1R2++uiuo１-R4R5++uo-R3R610kΩ100kΩ10kΩ7.10

电路如图7-55所示，问：R5=？才能使uo=-55ui。解：第一级为同相比例器

第二级为反相比例器当前第33页\共有97页\编于星期六\23点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。当前第34页\共有97页\编于星期六\23点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当前第35页\共有97页\编于星期六\23点uo+6VOui7.14

电压比较器如图7-59所示，UZ=5V，UD=0V。求阈值UT

并画出传输特性。ui++uo-R3DZD3kΩ+3VR1R210kΩ20kΩ解:(1)求阈值UT2)

传输特性。-1.5V√U+

=0VU-

=R1R1+R2×3+R2R1+R2×Ui=U+=0当前第36页\共有97页\编于星期六\23点例:在图示电路中，已知RF=4R1，求输出电压uo与ui1和ui2的关系式。－+ui1－+ui2uo1R1RFuo解：当前第37页\共有97页\编于星期六\23点例：电路如图所示，设运放是理想的，试计算Uo。－+－+R1Rf1Ui=0.6VUo1U2=0.8VUoR250kΩR4Rf2100kΩ50kΩ33kΩ100kΩA1A2R333kΩ解:当前第38页\共有97页\编于星期六\23点例：电路如图示，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_++∞URui10kΩ10kΩ1kΩDZ±UZuouio+6V-6V+2V电压传输特性解:输出uo波形otuiotuo+6V－6V+2V当前第39页\共有97页\编于星期六\23点uo_++∞URui10kΩ10kΩ1kΩDZ±UZuouio+6V-6V电压传输特性解:输出uo波形UR=0uituoot+6V－6V当前第40页\共有97页\编于星期六\23点uo_++∞URui10kΩ10kΩ1kΩDZ±UZuouio+6V-6V-2V电压传输特性解:输出uo波形+6V－6V-2Votuiotuo

当前第41页\共有97页\编于星期六\23点

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）当前第42页\共有97页\编于星期六\23点8.4

写出下列逻辑函数的对偶函数√解:解:解:√解:当前第43页\共有97页\编于星期六\23点解:解:当前第44页\共有97页\编于星期六\23点8.7

写出下列逻辑函数的反函数√解:√解:解:当前第45页\共有97页\编于星期六\23点解:解:解:当前第46页\共有97页\编于星期六\23点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：√当前第47页\共有97页\编于星期六\23点当前第48页\共有97页\编于星期六\23点解:其最简与或式为当前第49页\共有97页\编于星期六\23点解:其最简与或式为解:其最简与或式为当前第50页\共有97页\编于星期六\23点解:其对偶函数的最简与或式为F的最简与或式为：或：解:其最简与或式为当前第51页\共有97页\编于星期六\23点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当前第52页\共有97页\编于星期六\23点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:①填1方格（将函数用卡诺图表示）②画卡诺圈(对2k个1方格相邻矩形区域画圈)(k≤n)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方格等相邻区域圈出③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当前第53页\共有97页\编于星期六\23点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√当前第54页\共有97页\编于星期六\23点CDAB00011110000111101111111111当前第55页\共有97页\编于星期六\23点CDAB000111100001111011111111111111当前第56页\共有97页\编于星期六\23点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:当前第57页\共有97页\编于星期六\23点例

写出下列逻辑函数的对偶函数：解:√当前第58页\共有97页\编于星期六\23点例

写出下列逻辑函数的反函数：解:√当前第59页\共有97页\编于星期六\23点例

将下列逻辑函数展开为最小项表达式。解:当前第60页\共有97页\编于星期六\23点例

用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式：解:ABCD00011110000111101111111ABC000111100111111√当前第61页\共有97页\编于星期六\23点ABCD00011110000111101111111ABC00011110011111ABC00011110011111当前第62页\共有97页\编于星期六\23点ABC00011110011111当前第63页\共有97页\编于星期六\23点

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当前第64页\共有97页\编于星期六\23点（1）三变量的判奇电路，输入奇数个1输出为1，否则为0。①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0②列出逻辑真值表③写出逻辑表达式④画出逻辑图YABC=1=19.3试用门电路设计如下逻辑功能的组合逻辑电路。解:√=A(BC+BC)+A(BC+BC)当前第65页\共有97页\编于星期六\23点解:ABCDF00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111①列真值表②化简逻辑式CDAB000111100001111011111③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当前第66页\共有97页\编于星期六\23点用与非门实现FABCD&&&&&当前第67页\共有97页\编于星期六\23点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,并画出电路接线图。

解:74138使能时,1012364515141312111097YYYYYYYYA0A1A2EEE0123456713274LS138&SCIBACO&√当前第68页\共有97页\编于星期六\23点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：①真值表②

逻辑式√当前第69页\共有97页\编于星期六\23点接线图ABCY21Y11D01D11D21D3A1A02Y74LS1531ST1Y2ST2D02D12D22D31当前第70页\共有97页\编于星期六\23点例

分析图所示的电路，写出Y的逻辑表达式。解:异或功能例

分析图所示的电路，写出Y的的逻辑表达式。

解:ABY&&&&&AABBY=1=1=√√当前第71页\共有97页\编于星期六\23点例

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当前第72页\共有97页\编于星期六\23点例

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&√当前第73页\共有97页\编于星期六\23点例

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,√当前第74页\共有97页\编于星期六\23点1012364515141312111097YYYYYYYYABCGGG0123456712B2A74138Y2ACBY3Y1&&&当前第75页\共有97页\编于星期六\23点例

八选一数据选择器电路如图所示，其中ABC为地址，D0～D7为数据输入，试写出输出Y的逻辑表达式。W6D04D13D22D31D415D514D613D712A11G7C9B10Y574151CB1A0Y解:当前第76页\共有97页\编于星期六\23点例

试用8选1数据选择器74151实现函数

解:74151使能时,令:√当前第77页\共有97页\编于星期六\23点接线图10ABCDY(A,B,C,D)71110943211514131256ABCGDDDDDDDDYW01234567741511当前第78页\共有97页\编于星期六\23点

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：①列出有效状态转换图②画出连线图当前第79页\共有97页\编于星期六\23点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。①同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。②输出方程、驱动（激励）方程、状态方程。解:√当前第80页\共有97页\编于星期六\23点010000100110Q1DC1Q－CPQ1DC1Q－Q1DC1Q－&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000001010011100101110111001011100110当前第81页\共有97页\编于星期六\23点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000001010011100101110111001011100110000010100110（5）状态图Q3Q2Q1000001011110100101010111当前第82页\共有97页\编于星期六\23点补充题1：采用清零法，用集成计数器74161组成6进制计数器。√QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111解：74LS161为十六进制计数器。74LS161CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD111CP&②反馈码QDQCQBQA=（0110)2=6③模＝反馈码＝6①用CLR实现反馈清零法电路为六进制计数器当前第83页\共有97页\编于星期六\23点74LS161构成六进制计数器的状态图000000010010001101000101011001111000100110101011110011010110仅瞬间出现初始状态11101111当前第84页\共有97页\编于星期六\23点例

试说明图示电路为几进制计数器。QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001解：74LS160为十进制计数器。②

预置数DCBA

=(0011)2=３，反馈码QDQCQBQA=（1001)2=９③模＝反馈码－预置数+1＝9－3＋1=７电路为七进制计数器CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD1174LS1601CP0&1①用LOAD实现反馈预置法当前第85页\共有97页\编于星期六\23点等待第7个CP脉冲置入001100110100010101100010011110000001000074LS160构成七进制计数器的状态图初始状态1001当前第86页\共有97页\编于星期六\23点例9试说明图示电路为几进制计数器。74LS160QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001解：74LS160为十进制计数器。CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD111CP&②反馈码QDQCQBQA=（0101)2=5③模＝反馈码＝5①用CLR实现反馈清零法电路为五进制计数器当前第87页\共有97页\编于星期六\23点00000001001000110100010101100111100010010101仅瞬间出现74LS160构成五进制计数器的状态图初始状态当前第88页\共有97页\编于星期六\23点1例

试用74160构成七进制、二十四进制计数器并上机仿真。解：1.已知74160为10进制计数器,将其构成七进制计数器QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001①74160是同步置数，设预置数S0=0000，其反馈码SX－1=S7-1

=0110反馈置数法②反馈置数函数LOAD=QCQB③画连线图及状态图CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD1174160CP126011070000取前七个状态&当前第89页\共有97页\编于星期六\23点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