模拟电子技术基础2 6 7章课后答案

...wd......wd......wd...第二章习题解答2-1线路上的直流电压约为50V，用于机通话时的直流电源。话机内部电路对电压有极性的要求。话机电路中有一个导向电路，如题2-1图所示。外线与话机引线相接时不必考虑电压极性。试说明其工作原理。答：当外线与话机引线相接时，如果话机引线的上端接正、下端接负，则电源正端经过D1，话机内的其他电路、D4到电源负端，形成电流回路，此时二极管D1、D4正向导通，D2、D3截止。如果话机引线的下端接正、上端接负，则电源正端经过D2、话机内的其他电路、D3到电源负端，形成电流回路。由此或见，无论话机引线的上端接正还是下端接正，对于话机内的其他电路来说都符合对电压极性的要求，这就是导向电路所起的作用。2-2硅和锗PN结的反向饱和电流分别为10-14A和10-8A。假设外加电压为0.25V、0.45V、0.65V时，试求室温下各电流I，并指出电压增加0.2V时，电流增加的倍数。解：根据式〔1-2-4〕，室温时对于硅PN结：，则外加电压V0.25V0.45V0.65VI14993.7328575567.20×1010电压增加0.2V时电流增加的倍数为对于锗PN结，，则外加电压V0.25V0.45V0.65V14993.7328575567.20×1010I电压增加0.2V时电流同样增加2191倍。2-3在室温时锗二极管和硅二极管的反向饱和电流分别为1μA和0.5pA，假设两个二极管均通过1mA正向电流，试求它们的管压降分别为多少。解：根据二极管的伏安特性当V＞＞VT时则假设锗二极管的，，则假设硅二极管的，，则2-4两个硅二极管在室温时反向饱和电流分别为2×10-12A和2×10-15A，假设定义二极管电流I=0.1mA时所需施加的电压为导通电压，试求各VD〔on〕。假设I增加到10倍，试问VD〔on〕增加多少伏。解：根据二极管的伏安特性当I＞＞IS时则当硅二极管的时，，则当硅二极管的时，，则假设I增加到10倍，则2-5IS〔27℃〕=10-9A，试求温度为－10℃、47℃和60℃时的IS值。解：由于温度每升高10℃，IS约增加一倍，即To=27℃时，则℃，℃，℃，2-6题2-6图所示电路中为三个完全一样的二极管，IS=10-14A。要求在输出电压V0=2V时，求电流值I。如果从输出端流向负载的电流为1mA，输出电压的变化为多少解：〔1〕根据其中〔2〕如果流向负载的电流为1mA，则流过二极管的电流为则所以输出电压的变化为：2-7在题2-7图所示电路中，设二极管为理想的，试判断图中各二极管是否导通，并求VAO值。解：根据题意，电路中的二极管都是理想的。〔a〕二极管D不通〔b〕D导通〔c〕D1导通，D2不通〔d〕D1、D2均导通，则2-8题2-8图所示电路中，设二极管为理想的，求图中所示的电压和电流值。解：〔a〕图中理想二极管导通，V=-5V，I=1mA〔b〕图中理想二极管不通，V=5V，I=0〔c〕图中理想二极管导通，V=5V，I=1mA〔d〕图中理想二极管不通，V=-5V，I=02-9题2-9图所示电路中，设二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。解〔a〕图中理想二极管D2导通，D1截止V=3VI=8mA〔b〕图中理想二极管D1导通，D2截止V=1VI=4mA2-10假定题2-10图电路中的二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。解：〔a〕图中理想二极管D1导通，D2导通V=0〔b〕图中理想二极管截止，D2导通2-11假定题2-11图电路中的二极管是理想的，利用戴维南定理简化电路，并求图中标记的电压和电流值。解：〔a〕由于二极管是理想的，利用戴维南定理简化电路如以以下图：〔b〕同样由于二极管是理想的，用戴维南定理简化后如以以下图：2-12题2-8图所示电路中，利用恒电压降模型〔VD=0.7V〕，求图中标注的电压和电流值。解：〔a〕二极管导通，VD=0.7V，则V=-4.3V〔b〕二极管截止，V=5V，I=0〔c〕二极管导通，VD=0.7V，则V=4.3V〔d〕二极管截止，V=-5V，I=02-13题2-13图所示电路中的二极管为理想的，试画出输出电压vo的波形。设vi=6sinωt(V)。解：〔a〕图中二极管为理想的，电路为上、下限幅电路。其中〔b〕图中二极管为理想的，电路为下限幅电路2-14在题2-14图所示电路中，二极管参数VD(on)=0.25V，RD=7Ω，PN结的串联电阻rS=2Ω，VDD=1V，vs=20sinωt(mV)，试求通过二极管的电流iD=IDQ＋id。解：〔1〕求直流电流IDQ令信号电压，由于电路中与相差不多，与RL相差不到一个数量级，所以二极管采用折线模型如以以下图：〔2〕求交流电流令直流电压源，并将二极管用小信号电路模型替代如以以下图s则因此，通过二极管13.16的电流为：2-15题2-15图所示电路中稳压管的稳定电压VZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，最大稳定电流IZmax=25mA。〔1〕分别计算VI为15V、35V两种情况下输出电压V0的值；〔2〕假设VI=35V时负载开路，则会出现什么现象为什么DDZRL500Ω1kΩ－－＋＋VIVo题2-15图解：〔1〕当VI=15V时，假定稳压管DZ不导通，则先作开路处理，输出电压V0为R与RL的分压值。<VZ说明稳压管DZ确实没有导通，假定正确，V0=5V。当VI=35V时，假定稳压管DZ不导通，则先作开路处理，输出电压V0为R与RL的分压值。>VZ说明稳压管DZ已经导通，假定不正确，V0=VZ=6V。由于IZmin<IZ<IZmax，说明稳压管DZ已经导通，并且能正常工作。〔2〕当负载开路时，稳压管中的电流等于限流电阻中的电流，即>IZmax稳压管将因功耗过大而损坏。2-16在测试电流为28mA时稳压管的稳压值为9.1V，增量电阻为5Ω。求稳压管的VZO，并分别求电流为10mA和100mA时的稳压值。2-17在题2-17图所示稳压电路中，要求输出稳定电压为7.5V，输入电压VI在15V到25V范围内变化，负载电流IL在0到15mA范围内变化，稳压管参数为IZmax=50mA，IZmin=5mA，VZ=7.5V，rZ=10Ω，试求R的取值范围。2-18题2-18图所示为双向限幅电路，二极管参数VD(on)=0.7V，RD=100Ω，试：〔1〕画出〔VO～VI〕限幅特性曲线；〔2〕假设vI=Vmsinωt，Vm=5V，画出vO的波形。解〔1〕由于可画出限幅特性曲线如以以下图所示图中上门限电压下门限电压〔2〕假设则与相对应的波形如下：DSR+VDSR+V(+5V)〔1〕开关S在什么位置时发光二极管才能发光〔2〕R的取值范围是多少题2-19图解：〔1〕开关S闭合时发光二极管才有正向电流，才能发光。〔2〕发光二极管的正向电流过小将不发光，过大将损坏发光二极管。R为限流电阻，其取值应保证发光二极管既发光又不至于损坏。根据条件，R的范围为：因此，R的取值范围为：。2-20一个半波整流电路，它的输入为一个三角波，峰峰值为16V，平均值为0，R=1kΩ。设二极管能用简化二极管模型〔折线近似〕表示，且VD(on)=0.65V，rD=20Ω。求输出电压v0的平均值。解：半波整流电路中二极管用简化模型近似表示如下：则输出电压如图中所示〔为了计算方便，设三角波的斜率为1〕输出电压的平均值为2-21、判断题，用“√〞或“Χ〞表示。〔1〕在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。〔〕〔2〕因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。〔〕〔3〕PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。〔〕〔4〕稳压二极管工作在稳压状态时，处于正向导通状态。〔〕答、判断题参考答案为：√、Χ、√、Χ。2-22、填空题。〔1〕半导体中有和两种载流子，在本征半导体中掺入价元素，可形成P型半导体。〔2〕本征硅中假设掺入5价元素的原子，则多数载流子应是，掺杂越多，则其数量一定越；相反，少数载流子应是，掺杂越多，则其数量一定越。这样掺杂形成的半导体类型为。〔3〕PN结空间电荷区又称为区，在平衡条件下，电性呈，因为区内所带的电量相等。P区侧应带，N区一侧应带。空间电荷区的电场称为，其方向从指向。〔4〕PN结加正向电压时，空间电荷区将。〔5〕二极管的单向导电性为：外加正向电压时，外加反向电压时。〔6〕二极管的反向饱和电流值越小，则其越好。〔7〕稳压二极管的稳压区是其工作在状态。答、填空题参考答案为：〔1〕自由电子，空穴，三。〔2〕电子，多；空穴，少。N型半导体。〔3〕耗尽，中性，正、负离子。负电，正电。内建电场，N区，P区。〔4〕变窄。〔5〕导通，截止。〔6〕单向导电性。〔7〕反向击穿。习题66-1设运放为理想器件。在以下几种情况下，他们分别属于哪种类型的滤波电路〔低通、高通、带通、带阻〕并定性画出其幅频特性。〔1〕理想情况下，当和时的电压增益相等，且不为零；〔2〕直流电压增益就是它的通带电压增益；〔3〕理想情况下，当时的电压增益就是它的通带电压增益；〔4〕在和时，电压增益都等于零。答：〔1〕带阻〔2〕低通〔3〕高通〔4〕带通6-2在以下各种情况下，应分别采用哪种类型〔低通、高通、带通、带阻〕的滤波电路。〔1〕希望抑制50Hz交流电源的干扰；〔2〕希望抑制500Hz以下的信号；〔3〕有用信号频率低于500Hz；〔4〕有用信号频率为500Hz。答：〔1〕带阻〔2〕高通〔3〕低通〔4〕带通6-3设A为理想运放，试推导出图P6-3所示电路的电压放大倍数，并说明这是一种什么类型的滤波电路。答：，有源一阶高通滤波电路6-4设A为理想运放，试推导出图P6-4所示电路的电压放大倍数，并说明这是一种什么类型的滤波电路。答：，有源一阶低通滤波电路图P6-3图P6-46-5图P6-3和图P6-4所示电路的通带截止频率分别为100Hz和100KHz。试用它们构成一个带通滤波器。并画出幅频特性。答：将两个电路串联可构成带通滤波器，其，0dB，，，可画出带通滤波电路的幅频特性。6-6电路如图6.1.10所示，要求，等效品质因数，试求该电路中的各电阻阻值约为多少。答：，因为故，所以，为使运放两输入端电阻对称，应有，所以＝。6-7在低频段的小信号等效电路中，要考虑哪些电容，不需要考虑哪些电容在高频段呢答：在低频段的小信号等效电路中要考虑耦合电容及旁路电容，不需要考虑晶体管的结电容；在高频段要考虑结电容，不需要考虑耦合电容和旁路电容。6-8什么是晶体三极管的共射极截止频率什么是晶体三极管的共基极截止频率什么是晶体三极管的特征频率三者之间的关系是什么样的答：称为三极管的共射极截止频率，是使下降为0.707时的信号频率；是下降为0.707时的频率，即三极管的共基极截止频率；是使下降到1〔即0dB〕时的频率，称为三极管的特征频率。三者之间的关系为：，，6-9放大电路频率响应的分析为什么可以分频段来进展答：由于影响放大电路频率响应的耦合电容、旁路电容以及晶体管的结电容在不同频段的影响不同，在中频段这些电容的影响都可以忽略；在低频时耦合电容和旁路电容的影响不能不考虑，结电容不起作用；而在高频区耦合电容和旁路电容的影响可以不计，但结电容的影响却要考虑，所以在分析放大电路的频率响应时可以分频段来进展。6-10某放大电路的的电压放大倍数为。〔1〕求解；〔2〕画出波特图。答：6-11某放大电路的波特图如图P6-11所示，试写出电压放大倍数的表达式。图P6-11答：6-12阻容耦合放大器幅频特性如图P6-12，问：图P6-12〔1〕给放大器输入，的正弦信号时，输出电压为多少〔2〕给放大器输入，的正弦信号时，输出电压为多少〔3〕求该放大器的通频带。〔4〕放大器输入信号时，是否会产生频率失真请说明原因。〔5〕放大器输入信号时，是否会产生频率失真请说明原因。答：〔1〕〔2〕，〔3〕〔4〕单一频率的信号，不会产生频率失真；〔5〕不同频率信号的放大倍数不同，会产生频率失真6-13在手册上查得某晶体管在，时的参数为，，，，试求混合型等效电路中的、、、、及、。答：、，，，、。6-14在图P6-14所示电路中，，，，，，晶体管的，，，，，试估算该电路下限截止频率和上限截止频率，并写出的表达式。图P6-14答：，，，，，，，。6-15电路如图P6-15所示。，，，，，，，晶体管的，，，，，试估算该放大电路的通频带。图P6-15答：，，，，，，，，，。6-16电路如图P6-16所示，晶体管的，。〔1〕估算电路的下限频率；〔2〕||＝5mV，且，则||＝图P6-16答：,,时，，||＝410mv6-17电路如图P6-16所示，晶体管的，，，，，画出高频小信号等效电路，求上限频率。答：。6-18设某三级放大器，各级放大电路的上限截止频率分别为，，，中频增益为100，试求该放大器的上限频率。答：〔小于其他1/4〕。习题7-1填空题〔1〕将输出信号的一局部或全部通过某种电路馈送回输入端的过程称为反响。〔2〕反响放大电路由根本放大电路和反响网络组成。〔3〕与未加反响时相比，如反响的结果使净输入信号变小，则为负反响，如反响的结果使净输入信号变大，则为正反响。〔4〕负反响放大电路中，假设反响信号取样于输出电压，则引入的是电压负反响，假设反响信号取样于输出电流，则引入的是电流负反响；假设反响信号与输入信号以电压方式进展比拟，则引入的是串联负反响，假设反响信号与输入信号以电流方式进展比拟，则引入的是并联负反响。〔5〕对于放大电路，假设无反响网络，称为开环放大电路；假设存在反响网络，则称为闭环放大电路。7-2判断图题7-2所示各电路中是否引入了反响，假设引入了反响，则判断是正反响还是负反响，是直流反响还是交流反响〔设各电路中，电容对交流信号均视为短路〕。题7-2图解：由、引入负反响，交、直流反响均有；由引入负反响，交、直流反响均有；由引入负反响，交、直流反响均有；由引入负反响，交、直流反响均有。7-3在图题7-2所示各电路中，假设引入了交流负反响，试判断是哪种组态的反响。解：(a)、引入了电流并联负反响；(b)引入了电流串联负反响；(c)引入了电流并联负反响；(d)引入了电压并联负反响。7-4判断图题7-4所示各电路中是否引入了反响；假设引入了反响，则判断是正反响还是负反响，是直流反响还是交流反响〔设各电路中，电容对交流信号均视为短路〕。题7-4图解：(a)电路中引入了负反响，交、直流均有；(b)电路中只引入了直流负反响；(c)电路中引入了负反响，交、直流均有；(d)电路引入了负反响，交、直流均有。7-5在图题7-4所示各电路中，假设引入了交流负反响，试判断是哪种组态的反响。解：(a)引入了电压串联负反响；(b)无交流负反响；(c)引入了电流串联负反响；(d)引入了电压串联负反响。7-6某一反响放大电路的方框图如图题7-6所示，图中，反响系数。假设输出电压，求输入电压，反响电压和净输入电压的值。题7-6图解：7-7有集成运算放大器组成的同相比例放大电路中，运放的开环电压增益，，，求反响系数和闭环电压增益。解：同相比例放大电路引入了电压串联负反响，则7-8某负反响放大电路的闭环增益为40dB，当根本放大器的增益变化10%时，反响放大器的闭环增益相应变化1%，问电路原来的开环增益为多少解：由可知，7-9某一放大电路的电压增益，当它接成负反响放大电路时，其闭环增益，假设变化10%，问变化多少解：7-10交流负反响有四种组态：a.电压串联负反响；b.电压并联负反响；c.电流串联负反响；d.电流并联负反响；〔1〕为了稳定放大电路的输出电压，增大输入电阻，应引入a；〔2〕为了增大放大电路的输出电阻，减小输入电阻，应引入d；〔3〕欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应引入a；〔4〕欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应引入d。7-11电路如图题7-11所示，〔1〕试判断该放大电路引入了哪种反响组态；〔2〕现希望对电路的性能进展改善，提高该电路的输入电阻，降低输出电阻，电路连线应作何改良〔3〕比拟改良前后闭环增益是否一样题7-11图解：(1)引入了电压并联负反响；(2)假设要使电路提高输入电阻，降低输出电阻，需引入电压串联负反响。连线可以做如下改动：将的基极与的集电极相连，同时将的一端从基极移到的基极；或将的基极通过接，的基极通过接地。(3)改接前改接后7-12在图题7-12所示放大电路中，和均为反响元件。为稳定输出电压，正确引入负反响；假设使闭环电压增益，确定题7-12图解：为稳定输出电压，输出电阻应尽可能小，需引入电压负反响；输入端为电压输入，输入电阻应尽可能大，需引入串联负反响；因此，电路中应引入电压串联负反响，反响元件应接在集成运放的反相输入端和电路输出端之间。(2)7-13图题7-13所示电路中集成运放是理想的，其最大输出电压幅值为±14V。由图可知：电路引入了电压串联〔填入反响组态〕交流负反响，电路的输入电阻趋近于，电压放大倍数11。设，则11V；假设开路，则变为1V；假设短路，则变为14V；假设开路，则变为14V；假设短路，则变为1V。题7-13图7-14反响放大电路如图题7-14所示。〔1〕哪些元件构成了反响网络〔交流