电工学下册课后答案第六版

目录

第14章二极管和晶体管3

第14.3节二极管....................................................3

第1432题....................................................3

第14.3.5题.................................................4

第14.4节稳压二极管................................................5

第14.4.2题....................................................5

第14.5节晶体管....................................................5

第14.5.1题....................................................5

第14.5.3题....................................................6

第14.5.4题....................................................7

1

2

ListofFigures

1习题14.3.2图.......................................................3

2习题14.3.2图.......................................................3

3习题14.3.5图.......................................................4

4习题14.4.2图....................................................5

5习题14.5.3图.......................................................6

6习题14.5.4图....................................................7

1

2

14二极管和晶体管

14.3二极管

14.3.2

在图1所示的各电路图中，E=5%,Uj=10sincoZK,二极管。的正向压降

可忽略不计，试分别画出输出电压〃。的波形。

［解］

图1:习题14.3.2图

(a)〃，为正半周时，%>£,。导通；%<E,。截止。%为负半周时，。截

止。

£)导通时，劭=E；。截止时，uo=uio

(b)〃，.为正半周时；%>E,。导通；«,<£,,D截止。以为负半周时，。截

止。

。导通时，»o=%；。截止时，"0=E。

“0的波形分别如图2(4)和仙)所示。

图2:习题14.3.2图

3

14.3.5

在图3中，试求下列几种情况下输出端电位力及各元件中通过的电流。(1)嗫=

+10/,%=0%；(2)唳=+6V,VB=+5.8u;(3)匕,=VB=+5%.设二极管的正

向电阻为零，反向电阻为无穷大。

［解］

图3:习题14.3.5图

(1)二极管。/优先导通，则

Vy=9=9V

1+9

VY93

I.=I=——=------A=1-A10A=\mA

Da区RR9X103

£)5反向偏置，截止、IDB=0

(2)设Q)和。$两管都导通，应用结点电压法计算心：

6s8

+

1一1--r11.8X9

^^=5.5"<5.8%

可见。6管也确能导通。

6-5.59,

I=----A=0.41X1O-3A=0.41mA

DaA1X103r

I=---=0.21X\Q3A=0.2\mA

DB1X103

559

IR=A=0.62IO"/=o62mA

9X103

4

(3)和。8两管都能导通

VY=[1[1]-=4.741

119

yv474

IR=——=——■——-A=0.53人IO~3A=0.53mA

R9X103

IR0.53/

IDA=1DB=3=~^mA=026m/

14.4稳压二极管

14.4.2

有两个稳压二极管。zj和Z)Z2，其稳定电压分别为5.5『和8.5V,正向压降都

是0.5P。如果要得至!]3%的稳定电压，应如何连接？

[解]

应按图4(a)或。)连接，Uz=3F。图中合、火2是限流电阻。

图4:习题14.4.2图

14.5晶体管

14.5.1

有两个晶体管分别接在电路中，今测得它们管脚的电位(对“地”)分别如

下表所列：

晶体管I晶体管II

管脚12312F

电位/V43.49电位/V-6-2.3-2

试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是错管？是NPN型还是PNP型？

[解]

5

NPN型:集电极电位最高，发射极电位最低,UBE>。；PNP型；发射极电位

最高，集电极电位最低，UBE<Oo

硅管：基极电位与发射极电位大约相差0.6%或0.7P；错管：基极电位与发射极

电位大约相差0.2忆或0.3%。

由此可知：

晶体管I：NPN型,硅管,1—B、2—E、3-C；

晶体管n：PNP型,错管，1—C、2-B、3-

Eo

14.5.3

如何用万用表判断出一个晶体管是NPN型还是PNP型？如何判断出管子

的三个管脚？错管或硅管又如何通过实验区别出来？

［解］

(1)先判断基极

将插入万用表(实为表内电源正极)插孔的测试笔轮流接任一管脚，

而后将另一测试笔分别接另外两个管脚，如果两次测得管脚间的电阻同

为低电阻(8E极间和8C极间的PN结上加正向电压)或同为高电阻(上

述极间的PN结上加反向电压)，则接万用表插孔的是基极。

(2)判断是NPN型管还是尸乂尸型管在(1)中，测得管脚间的电阻同为低电阻

时，则为NPN型管；测得同为高电阻时，则为PN尸型。

(3)判断集电极

对已知的NPN型管或PNP型管照图5所示的两种方法接线，未知管

图5:习题14.5.3图脚1和2用测试笔分别接万用表

的插孔(注意插孔接表内电

6

源的正极)，比较两种接法1,2管脚间的电阻高低。对NPN型管，电阻

较低时接“「插孔的是集电极；对尸NP型管，电阻较低时接“+”插孔的是

集电极。

(4)判断是错管还是硅管

B,E极间正向压降在0.6〜0.7P时为硅管；在0.2〜0.3K时为错管。

14.5.4

图6:习题14.5.4图

在图6所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？设(%E=0.6九

［解］

计算结果见下表。

(a)管(b)管(C)管

/Ucc

IcG*~口\2rnA%mA

Kc

rl)_【C(sat)

0.24mA0.2mA

IBB

6一0.612一0.6

——--mA=0.1\mA—————mA=0.24加/4<o

50

状态IB<〃放大截止

IB>饱和

7

8

目录

第15章基本放大电路3

第15.2节放大电路的静态分析......................................3

第15.2.3题................................................3第

15.3节放大电路的动态分析......................................3

第15.3.2题................................................3第

15.3.3题...............................................4第

1534题................................................5第

15.3.5题...............................................6第

15.4节静态工作点的稳定..........................................6

第15.4.2题................................................6第

15.4.5题................................................7第

15.6节射极输出器.................................................9

第15.6.1题................................................9第

15.6.2题................................................9第

15.7节差分放大电路............................................11

第15.7.3题................................................11第

15.9节场效晶体管及其放大电路..................................13

第15.9.2题...................................................13

第15.9.3题...................................................14

1

ListofFigures

1习题15.2.3图.......................................................3

2习题15.3.3图........................................................4

3习题15.3.5图.......................................................6

4习题15.4.5图.......................................................8

5习题15.6.1图.......................................................9

6习题15.6.2图......................................................10

7习题15.7.3图......................................................11

8习题15.9.2图......................................................13

9习题15.9.2图....................................................14

2

15基本放大电路

15.2放大电路的静态分析

15.2.3

在图1中，若Ucc=10%，今要求Us=5P,Ic=2mA,试求&和夫“

的阻值。设晶体管的夕=40。

［解］

由UCE=UCC-R%可求

Ucc-UCE10-5

Rc=a=2.5〃。

Ic2X10~3

勺=-^-mA=0.05m/

IB=

B40

Ucc

RB=工-攵Q=200左C

IB0.05

15.3放大电路的动态分析

15.3.2

在习题1图所示的固定偏置放大电路中，Ucc=9P,晶体管的尸=20，1c=

ImAo今要求NJ<100,试计算&，RB及GE。

3

［解］

Ic1.

IB7=20^=0.05mA

Ucc9

=kQ=180m

RBF—0^05

［200+(20+1)x浅］Q=720Q=0.72左C

rbe

MM丝(空载时》J最大)

Ybe

凡/侬100X0.72.n

Rc——-——=---------kLl=3.6KQ

fi20

UcEUcc-&/c=(9-3.6X1)/=5.4%

15.3.3

有一放大电路如习题1图所示，其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直

流负载线如图2所示。试问：(1)火8,火c,g,各为多少？(2)不产生失真的最大输入

电压修”为多少？(3)若不断加大输入电压的幅值，该电路首先出现何种性质的

失真？调节电路中哪个电阻能消除失真？将阻值调大还是调小？(4)将电阻八c调

大，对交、直流负载线会产生什么影响？(5)若电路中其他参数不变，只将晶体

管换一个丑值小一半的管子,这时,Ic,UCE及NJ将如何变化？

［解］

图2:习题15.3.3图

由图2可知，静态值为

Ic=2mA,乙=40〃4UCE=5V

电源电压为电

ucc=ior

流放大系数为

p=-=—^―=50

'IB0.04

4

(1)

U10

RB'cc=——kQ=250kQ

IB0.04

Ucc-UCE10-5m

Rc----------=---kQ=2.5kQ

Ic2

由交流负载线可得

2_1

tanR\=1.5A。

4=前,8-5―瓦

由此得

RcRL八Rc%2.5XI.5,^…，一

&=RL=Rc-R=2.5-1.5^Q=3.752

RC+RLL

⑵由图2可知

8-UCEQ=(8-5)7=37UCEQ-UCES=(5-0.3/=4.7%

不失真的最大输出电压约为U。.=3%,先求出》/后，再求不产生失真

的最大输入电压a%

26(mV}26

rbe=200(。)+(1+6)^4―^=[2004-(1+50)^—]Q=0.86m

IE{mA)2

iAI=50X1.52_

rhe0.86

于是

UiM=号号=^-V=34.5/MT

(3)首先产生截止失真，这时可调节火3，减小其阻值以增大心,将静态工作

点。上移一点。

(4)将火心阻值增大，不影响直流负载线，通过。点的交流负载线与横

轴的a"角将有所减小。

(5)人不变，/0约减小一半，UCE增大，将减小一半。

15.3.4

已知某放大电路的输出电阻为3.3人2,输出端开路电压的有效值4°=2H，

试问该放大电路接有负载电阻Az=5.14C时，输出电压将下降到多少？

阙

UoL----Z；-Eo=------U()Q

ro+RLro+RL

或

RLU.5.1

UoLXIV=1.2V

ro+RL0°3.3+5.1

5

15.3.5

在图3中，Ucc=12K,Rc=2kQ,RE=2kQ,RB=300A。，晶体管的0=

50o电路有两个输出端。试求：（1）电压放大倍数4“=强和4,2=&；（2）输

出电阻不和%2。

［解］

图3:习题15.3.5图

,Ucc-512-0.6,八…，

"=&+(1+在a=300+(1+50)X2^=°02./

/£=(1+B)IB=(1+50)x0.028mA=\A3mA

rbe=[200+(1+50)X系]Q=H27Q。1.13m

从集电极输出：

A=如=_BRc_50X2_

“1~石曲+(1+6).£―1.13+(1+50)X2~

ro\-Rc=2kQ

从发射极输出：

4_UO2_(1+0)RE〜।

Ui〃be+(1+B)RE

r=rhe〜〃be1130cAC

'。2--«=—=----42=22.6。

P/350

式中，R\=RS〃RB,设信号源内阻As，o,则%=0o

15.4静态工作点的稳定

15.4.2

在教材图1541所示的分压式偏置放大电路中，已知Ucc=24K,Rc=

3.3m,RE=1.5m,RBI=33AQ,RB2=I0K2,RL=5.UQ,^=66,并

6

设Rs=Oo(1)试求静态值〃，/c和UCE；(2)画出微变等效电路；(3)计算晶体管

的输入电阻入；(4)计算电压放大倍数4,；(5)计算放大电路输出端开路时的电

压放大倍数，并说明负载电阻火/,对电压放大倍数的影响；(6)估算放大电路的输

入电阻和输出电阻。

阙

(1)

UccR=—24-xiOK=5.58r

VB=

RB1+RB2B233+10

I—B-UBE5.58-0.64.

Ic=±E-----------=-------------mA=5.51mA

RE1.5

Ic3.32

—=-----mA=0.05mA

B60

UcE=Ucc~(Rc+REYC=[24-(3.3+1.5)X3.32]K=8.06T

⑵

侬=2OO(C)+(]+0"

=[200+(1+66)X言]Q=0.72AQ

(3)

??

Au=_/&=-66X3.3"1"1=-183.7

尸从3.3+5.10.72

(4)

Au=~fi-=-66=-302.5

rbe0.72

(5)

r,=fbe〃RB\〃RB2Q「be=0.72左Q

r°aRc=3.3kQ

15.4.5

设计一单管晶体管放大电路，已知&=3kQ。要求儿I>60,々

>

WQ,%<3kQ,工作点稳定。建议选用高频小功率管3GD100，其技术

数据见教材附录C，6值可选在50〜100之间。最后核查静态工作点是否合

适。求得的各电阻值均采用标称值(查教材附录")O

［解］

7

图4:习题15.4.5图

(1)选择放大电路和晶体管要求工作点稳定，可选用分压偏置放大电路(教

材图15.4.1),选Ucc=

12F；按建议选用晶体管3G01OO,设尸=50；并设=60,r,-=

(2)参数计算

由式〃加=[200+(1+0丁]Q=/河求

26（1+4）26X51

Ic=IEmA=\.66mA

ar,-2001000-200

由式4/=四用可求

rbe60XI

--------kd=1.2A。

RL=50

RcRL

蹬=

Rc+RL

即

RE12X3

Rc—~土kQ=2AQ

相一理3-1.2

设/=4K

VB-UBE4—0.6

p22

RE=IE

基极电流/s——=^^-mA=0.033mA

050

设，2=10/^,即

=

Z210X0.033加4=0.33mAqI\

得

VR4

=033^=12J2m（?X12m）

RB1=

-VR12-4

R=~~-=------%。=24.24%。（取24人。）

BXI\0.33

8

(3)核查静态工作点

由UCE=Ucc—(夫0+RE)，C做直流负载线(图4)

=0UCE=Ucc=12P

Ucc12

UCE=0Ic=----=--------mA=3mA

£,Rc+RE2+2

UCE=[12—(2+2)XL66]V=5.4V

静态工作点合适，在小信号情况下，不会产生失真。

15.6射极输出器

15.6.1

在图5所示的射极输出器中，已知Hs=50Q,RBI=100m,RB2=30左C,RE=

IkQ,晶体管的尸=50,rhe=IkQ,试求4,々和入

［解］

图5:习题15.6.1图

2.--(-1-+-0)-R-E--=--(-1-+5-0-)-X-I-=

"3十(1+0火61+(1+50)乂1

r,=火⑶〃^82〃尸加+(1+4)火臼=16左。

r0〜匚be+尺、=1000+50.=21Q

B50

式中

R's=RS〃RB\〃RB2=50c

15.6.2

两级放大电路如图6所示，晶体管的小=伤=40,rhe}=1.37AC,rhe2

=0.89左Q。（1）画出直流通路，并估算各级电路的静态值（计算时忽略/9）；

9

(2)画出微变等效电路，并计算4“，4,2和4；(3)计算々和々。

［解］

图6:习题15.6.2图

(1)前极静态值

20

腺1—~—X8.2K=4K

33+8.2

•4-0.6,

Ic\IE\=-——〃=\mA

3+0.39

IB\——40mA=25卜uA

UcEl20-(10+3+0.39)乂1=6"

后极静态值

IEI=UC\-UBE2(20—10XI)—0.6

mA=\.^>mA

REI5.1

1.8

IBl~^mA=45〃/

UcE2(20-5.1X1.8)K=10.8-

⑵前级电压放大倍数

R)9.1

/小(1与冰%=-40X-=-----2--1---------------

1.37+(1+40)X0.39

式中

9?

REIRL

后级电压放大倍数

(1+夕)2鼠_(1+40)乂2.5

4/2=

加2+(1+02)R"L0.89+(1+40)X2.5

两级电压放大倍数

Au=4442=-21X0.99=-20.8

10

⑶

n=f=火81以82〃r加1+(1+")△/]=4.77kC

—rQ「be2+Rc10.89+10,ccrcc

r。-ro2~bezC=------------kQ-272Q

%40

前级的集电极电阻Rc即为后级的基极电阻。

从本例的两级放大电路看，提高了输入电阻，降低了输出电阻。

15.7差分放大电路

15.7.3

在图7所示的差分放大电路中邛=50,UBE=0.7K,输入电压如i=

ImV,ii=3mVo

⑴计算放大电路的静态值〃，/c及各电极的电位/，%和％；(2)把输

入电压%।,%2分解为共模分量"而，"诂2和差模分量〃训，uica；(3)求单

端共模输出和"℃2；

(4)求单端差模输出〃oil和"0d2；(5)求单端总输出和“。2；

(6)求双端共模输出〃。。,双端差模输出分”和双端总输出％。

［解］

图7:习题15.7.3图

(1)静态时，uiX=Ui2=o,由教材图15.7.5的单管直流通路可得

RB】B+UBE+2RE【E~UEE

UEE-UBE

I13—

RB+2aRE

11

于是

,6-0.7

IR=--------------------------------A

B10X103+2X(1+50)X5.1X103

=0.01XW^3A=0.01mA

Ic=pIB=50XO.QlmA=0.5mA

IE=(1-HP)IB=51XQ.Q\mA=0.51mA

Vc=Ucc-5.1Xl()3X05x]0-3卜=345%

3-3

VE=-6+2REIE=[-6+2X5.1X10X0.51X10]K=-

0.798//=-IOXIO3xo.oixio_3r=-o.ir

-R8IB=

⑵

_ui\+ui2_7+3

"icl=「一=----mV=5mV

%c22

7-3

—心=如一32----mV=2mV

“idl2

(3)由习题15.7.2所证明的公式得出

U(，cXU，，c2(jUicX

==RB+rhe+2{\+[^RE

式中

rhe=[200+(1+50)*言]C=2.84C

于是

5.1

㈤°熄10+2.8+2(1+50)X5.1

=~2.39wr

(4)

Uodl=_JRc/di5"X2mV=-39.8加P

RB+r104-2.8

be-5'Ix{-2)mV=+39.8相/

5=一的一%

B+〃be10+2.8

⑸

u0\—uOc\+Uod\=[(—2.39)+(—39.8)]mP=-42.2mK

uo2—uoc2+uodi=[(-2.39)+39.8]〃2P=+37.4/%/

(6)

〃oc=uoc\~uoc2~0

Hod=uod\一为八=(-39.8—39.8)，%P=-79.6冽/

u()=u()\—uO2=(-42.2—37.4)/7?r=-79.6mV=u()(j

12

15.9场效晶体管及其放大电路

15.9.2

在图8所示的源极输出器中，已知。DD=12P,Rs=12kQ,RGI=1MQ,RG2=

500ZrQ,RG=1A/Qo试求静态值、电压放大倍数、输入电阻和输出电

阻。设左，&，g〃=0-9九4〃。

［解］

图8:习题15.9.2图

y_RG?UDD

VsG―RGI+RG2

_5_00_X__12_=4P

1000+500

UDSUDD一%=(12-4)r=sr

-3

ID-=——-A=0.33-A10J=0.33mA

Rs12X103

Up=gmUgsRs=g,"Rs°]

A

u□iUgs+gmUgsRs?l+g，"&?

尸，RG+(RGI〃RG2)=l+MQ=1.33MQ

求输出电阻厂。（图9）:

将输入端短路（设信号源内阻很小，略去），输出端加一交流电压口（如接有

负载电阻R/.,则除去），可求电流

1＜）=万=."—Sm^gs

KsKs

而

Ugs=—Uo

则

，=£+g，=(g,.+1)”,

13

D

图9:习题15.9.2图

故

'o-1//八S

1。励+瓦）g”

当火$，,时

8m

1

%=一

gw

在本题中

Rs=12AQ—=——=1.14。

勖0.9

故

ro—l.IZrQ

15.9.3

场效晶体管差分放大电路如教材图15.11所示，已知g“,=1.5mA/r,求电压

放大倍数4=-o

Ui

［解］

"“与，〃反相，所以

Au=—=~\gmRo=-gXI.5X15=-11.25

u：22

14

15

目录

第16章集成运算放大器3

第16.2节运算放大器在信号运算方面的应用.......................3

第16.2.2题................................................3第

16.2.3题..................................................3第

16.2.5题..................................................4第

16.2.6题...............................................5第

16.2.10题.............................................5第

16.2.12题.............................................6第

16.2.13题.............................................7第

16.2.15题.............................................8第

16.2.17题.............................................9第

16.2.18题.............................................9第

16220题...............................................10第

16.2.22题...............................................11第

16.2.25题...............................................12第

16.3节运算放大器在信号处理方面的应用..........................13

第16.3.3题...................................................13

1

ListofFigures

1习题16.2.2图......................................................3

2习题16.2.3图......................................................4

3习题1625图.......................................................5

4习题1626图.......................................................5

5习题16210图.....................................................6

6习题16.2.12图.....................................................6

7习题16213图.....................................................7

8习题16.2.15图.....................................................8

9习题16217图.....................................................9

10习题16218图.................................................10

11习题16.2.18图...................................................10

12习题16220图...................................................11

13习题16222图...................................................11

14习题16225图.....