电子技术基础离线作业.docx
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电子技术基础离线作业
浙江大学远程教育学院
《电子技术基础》课程作业
模拟电子技术基础部分
题1在图1电路中,设vi
12sintV,试分析二极管的导电情况(假定
D均为理想
二极管)。
图1
a),当输入电压幅度
vi
6V时,二极管
解:
题中的电路是二极限幅电路,对电路(
导电,输出电压为+6V,当输入电压vi6
时D截止,输出电压等于输入电压
vo
vi;对
电路(b),当输入电压幅度vi
6V时二极管导电,输出电压为vo
vi,输入电压vi
6V
时,二极管截止,输出电压为+6V;对电路(c),是一个双向限幅电路,
当输入电压vi
6V
时,D1导电、D2截止,输出为—6V,当输入电压vi
8V时,D2导电、D1截止,输出
电压为+8V。
题2电路如图2所示,分析在下述条件下各二极管的通断情况。
设二极管
D的导通压
降VD=0.7V,并求出D导通时电流ID的大小。
(1)VCC1=6V,VCC2=6V,R1=2kΩ,R2=3kΩ;
(2)VCC1=6V,VCC2=6V,R1=R2=3kΩ;
(3)VCC1=6V,VCC2=6V,R1=3kΩ,R2=2kΩ。
1
图2
解:
(1)求出二极管两端的开路电压,如开路电压使二极管正偏,则二极管导电,然后再求
出流过二极管的电流。
二极管开路后流过
R1和R2的电流:
VCC1
VCC2
12
I
R2
2.4mA,则二极管两端的开路电压
R1
5
VIR2
VCC2
VCC1IR11.2V,由于二极管两端开路电压大于
0.7V,所以二
极管导电,导电后,二极管二端压降为0.7V。
此时流过二极管的电流用载维南等效电
路计算。
ID
1.2
0.7
0.417mA
1.2
(2)当R1=R2=3K时,二极管开路时流过过两电阻电流为:
VCC1
VCC2
12
mA
I
R2
6
2
R1
则二极管两端的开路电压VIR2VCC2VCC1IR1
0V,所以二极管截
止,流过二极管的电流为零。
(3)当R1=3K、R2=2K时,二极管开路时流过过两电阻电流为仍为:
VCC1
VCC2
12
2.4mA
I
R2
5
R1
则二极管两端的开路电压
V
IR
V
V
IR
V,二极管两端
2
CC2
CC1
1
1.2
电压为反偏,二极管截止,流过二极管电流也为零。
题3图3(a)所示电路中,D1、D2为硅管,导通压降VD均为0.7V,图3(b)为输入vA、vB的波形,试画出vO的波形。
解:
这是一个二极管的与门电路,
只有当输入vA、vB全为
高电平时,D1、D2全导电,
输出高电平
题3
2
v050.75.7V,其它情况输出低电平v00.7V。
电路工作情况表如表所示:
输入电压二极管导电情况输出电压
vA
vB
D1
D2
v0
0
0
导电
导电
0.7V
0
5
导电
截止
0.7V
5
0
截止
导电
0.7V
5
5
导电
导电
5.3V
题4图3电路中,输入端vA、vB如按下述各种方法连接时确定相应的输出vO=?
。
(1)vA接+2V,vB接+5V;
(2)vA接+2V,vB接-2V;
(3)vA悬空,vB接+5V;
(4)vA经3K电阻接地,vB悬空。
解:
电路的工作情况和输出电压见表所示
输入电压二极管导电情况输出电压
3
vA
vB
D1
D2
v0
+2V
+5V
导电
截止
2.7V
+2V
-2V
截止
导电
-1.4V
悬空
+5V
截止
导电
5.7V
经3K电阻接地
悬空
导电
截止
6.1V
题5
图5所示电路中,设vI3
10sintV,稳压管DZ1和DZ2的稳定电压分别
为VZ1
5V、VZ2
7V,正向降压为
0.7V。
试画出iZ和vO的波形(要求时间坐标对齐)。
题5
解:
输入信号是一个有直流分是的正弦信号,
对(a)电路,当输入信号幅值大于7.7V,DZ1
稳压管正向导电,
DZ2稳压管反向击穿,输出电压为
7.7V,流过稳压管的电流为:
3
4.7sin
t
4.7sintmA
iZ
1k
3
对(b)电路,当输入幅值大于
5V
后,DZ1击穿,输出电压为
5V,然后DZ2不能击
穿而截止,流过DZ1的电流为iZ
32sint
sin
tmA。
两种电路的电流
1.5
2k
和输出电压波形如图。
4
题6图6所示电路中,稳压管
2CW16具有下列特性:
稳定电压
9V,耗散功率允许值
250mW,稳压管电流小于
1mA时不能稳压,且动态电阻不大于20Ω。
试按电路中的参数计
算:
(1)当RL1k
时,电流IR、IZ、IL的大小;
(2)当电源电压
VI
变化20
%
VO
的变化量。
时,计算
题6
解:
(1)此时稳压管击穿,输出电压为
9
9
9V,此时:
IL
9mA
RL
1
20
9
IRIL21.579
12.57mA
IR
21.57mA,IZ
0.51
(2)当输入变化时,应该用动态来计算。
此时等效电路为
vo
20//1000
19.6
vi
4148mV
510
(20//1000)
51019.6
当输入变化±
4V时,输出只变化±
0.148V,说明简单的稳压电路也能起到稳压作用。
题7有甲、乙两个三极管一时辨认不出型号,但可从电路中测出它们的三个未知电极
X、Y、Z对地电压分别为:
甲管
VX9V,VY
6V,VZ
6.7V;乙管VX
9V,
VY
6V,VZ6.2V。
试分析三个电极中,哪个是发射极、基极和集电极?
它们分别
是NPN型还是PNP型,是锗管还是硅管?
解:
甲管为NPN型硅管,其中
X为C极,Y为E极,Z为B极;
乙管为PNP型锗管,其中
X为C极,Y为E极,Z为B极。
题8从图8所示各三极管电极上测得的对地电压数据中,分析各管的类型和电路中所
5
处的工作状态。
注:
图中的型号3AX31C等表示的意义为:
第1个数字3表示三极管,第2
个字母A、D、C等分别表示管子的材料为锗、硅、硅材料,第3个字母G、K、X、D分别表示高频管、开关管、低频管、大功率管等,后面的数字和字母通常表示序号。
(1)是锗管还是硅管?
(2)是NPN型还是PNP型?
(3)是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种?
或是已经损坏?
(指出哪个结已坏,
是烧断还是短路?
)[提示:
注意在放大区,硅管VBE
VB
VE0.7V,锗管
VBE0.3V,且VCE
VCVE0.7V;而处于饱和区时,
VCE
0.7V。
]
题8
解:
该题中的锗管还是硅管,看VBE是0.7V还是0.3V,0.7V是硅管,0.3V左右是锗管,
也可以看第二个英文字母,如果第二个字母是D、C则通常为硅管,如果第二个字
母是A、则为锗管。
第三个英文是高频管还是低频管,还是开关管或是大功率管。
(G是高频管、K是开关管、X是低频管、D是大功率管),据此有:
(a)NPN硅管,工作在饱和状态;
(b)PNP锗管,工作在放大状态;
(c)PNP锗管,管子的b-e结已开路;
(d)NPN硅管,工作在放大状态;
(e)PNP锗管,工作在截止状态;或BE短路;
(f)PNP锗管,工作在放大状态;
(g)NPN硅管,工作在放大状态;
(h)PNP硅管,工作在临界饱和状态。
或CB短路。
题10图10所示电路中,设晶体管的50,VBE0.7V。
6
(1)试估算开关S分别接通A、B、C时的IB、IC、VCE,并说明管子处于什么工作
状态。
(2)当开关S置于B时,若用内阻为10kΩ的直流电压表分别测量VBE和VCE,能否
测得实际的数值?
试画出测量时的等效电路,并通过图解分析说明所测得的电压与理论值相比,是偏大还是偏小?
(3)在开关置于A时,为使管子工作在饱和状态
(设临界饱和时的VCE
0.7V),Rc
的值不应小于多少?
题10
解:
(1)
S接A点;
15
0.7
0.143mA,IC
IB500.1437.1mA,
IB
100
VCE
15ICRC
20.5V,
说明管子已经饱和了。
IC和VCE应重新计算如下:
15
VCES
2.94mA,VCE≈0.3V。
IC
RC
S接B点时:
15
0.7
28.6mA,
IB
500
IC
IB
500.0286
1.43
mA,
VCE
15
ICRC
7.85V,管子处于放大状态。
S接C点时:
发射极反偏,所以,
IB≈0,IC≈0,VCE=15V,管子截止。
题11图11(a)~(c)所示均为基本放大电路,设各三极管的50,VBE0.7V。
(1)计算各电路的静态工作点;
(2)画出交流通路,说明各种放大电路的组态。
7
解:
图(a):
IBQ≈18.5μA,ICQ≈0.93mA,VCEQ≈8.2V;
图(b)电路:
IBQ
12
0.7
12
0.7
Rs(1
)Re
1
51
73A
3
ICQ
IBQ
3.65mA
VCEQ
24
(3
2)ICQ
5.65V
图(C)电路:
Rb1
0.7
15
Rb2
1.7
0.7
IBQ
Rb1
Rb1//Rb2
(1
)Re
4.5
18A
511
ICQ=βIBQ=0.9mA
VCEQ=15-(Rc+Re)ICQ=9.5V
(2)交流通路如下图所示。
图(a)、图(b)为CE组态,图(c)为CB组态。
题12
双极型晶体管组成的基本放大电路如图题
12(a)、(b)、(c)所示。
设各
BJT的
rbb'200,
50,VBE0.7V。
(1)计算各电路的静态工作点;
(2)画出各电路的微变等效电路,指出它们的电路组态;
8
(3)求电压放大倍数Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro;
(4)当逐步加大输入信号时,求放大电路(a)将首先出现哪一种失真(截止失真或饱和失真),其最大不失真输出电压幅度为多少?
图12
解:
对图(a)电路:
(1)求静态工作点
IBQ
12
0.7
12
0.7
Rs(1
)Re
1
73A
513
ICQ
IBQ
3.65mA
VCEQ
24
(32)ICQ
5.65V
(2)CE组态,微变等效电路为:
(3)动态指标计算
rberbb'
(1
VT
200
26
0.56k
)
0.073
IEQ
Av
Rc
50
2
179
rbe
0.56
Avs
Ri
Av
0.56
(179)
64
Rs
Ri
10.56
Ri=rbe=0.56kΩ
Ro=Rc=2kΩ
9
(4)当截止失真时,Vom1=ICQ×Rc=7.3V
当饱和失真时,Vom2=|VCEQ|-|VCES|=5.65-0.7≈5.0V
所以,首先出现饱和失真。
Vom=5.0V
图(b)电路:
(1)求静态工作点
Rb1
150.7
Rb1
Rb2
IBQ
(1)Re
Rb1//Rb2
ICQ=βIBQ=0.9mAVCEQ=15-(Rc+Re)ICQ=9.5V
1.7
0.7
18A
4.5
51
1
(2)CB组态,微变等效电路为:
(3)动态指标计算
rbe
rbb'
(1
VT
26
1.64k
)
200
IEQ
0.018
Av
Vo
Ib(Rc//RL)50
(5.1//5.1)
Vi
Ibrbe
77.7
1.64
Ri
Vi
Re//
rbe
1//1.64
31
Ii
1
51
Ro≈Rc=5.1kΩ
图(c)电路:
(1)求静态工作点
IBQ
15
0.7
15
0.7
40.5A
Rb
(1
)Re
200
513
ICQ=β×IBQ=2mA
VCEQ=1.5-ICQ×Re=15-2×3=9V
10
(2)CC组态,微变等效电路为:
(3)动态指标计算
rberbb'(1
)
VT
200
26
IEQ
0.85k
0.04
Av
Vo
Vi
Ri
Vi
Ii
Ro
Vo'
Io'
(1
)Ib(Rc//RL)
51
1.5
Ibrbe(1
)Ib(Rc//RL)
0.85
0.99
511.5
Rb//rbe
(1)(Re//RL)
200//0.85511.555.8k
Re//rbe
Rs//Rb
3//
0.852//200
54
Vs0
1
51
RL
Avs
Ri
Av
55.8
0.990.96
Rs
Ri
255.8
题13在图13所示的两级放大电路中,若已知T1管的1、rbe1和T2管的2、rbe2,且电
容C1、C2、Ce在交流通路中均可忽略。
(1)分别指出T1、T2组成的放大电路的组态;
(2)画出整个放大电路简化的微变等效电路(注意标出电压、电流的参考方向);
(3)求出该电路在中频区的电压放大倍数AvVo、输入电阻Ri和输出电阻Ro的表
Vi
达式。
图13
11
解:
(1)T1管组成共射(CE)组态,T2管组成共集(CC)组态。
(2)整个放大电路的微变等效电路如图所示。
(3)第一级的电压放大倍数为:
Vo1
-1(R2//Ri2)
Av1
rbe1
Vi
Ri2是第二级放大电路的输入电阻,
Ri2=rbe2+(1+2)(R4//RL)。
第二级放大电路为射极跟随器,所以
Av2
1
-
1{R2//[rbe2
(1
β2)(R4//RL)]}
所以,AvAv1Av2
rbe1
Ri=Ri1=R1∥rbe1
题14在图14所示的差动放大电路中,设
T1、T2
管特性对称,1
=
2
,V
BE
=0.7V
,且
=100
rbb′=200,其余参数如图中所示。
(1)计算T1、T2管的静态电流ICQ和静态电压
VCEQ,若将Rc1短路,其它参数不变,则
T1、T2管的静态电流和电压如何变化?
(2)计算差模输入电阻Rid。
当从单端(c2)输出时的差模电压放大倍数Ad2=?
;
(3)
当两输入端加入共模信号时,求共模电压放大倍数
Ac2和共模抑制比KCMR;
(4)
当vI1=105mV,vI2=95mV时,问vC2相对于静态值变化了多少?
e点电位vE变化了
多少?
12
图14
解:
(1)求静态工作点:
ICQ
VEE
VBE
12
7
0.56mA
Rb1/(1
)2Re
10/101
2
10
VE
IBQRb1
0.56
0.7
0.7V
VBE
10
100
VCEQ
VCC
ICQRcVE
120.56
100.77.1V
若将Rc1短路,则
IC1QIC2Q0.56mA(不变)
VCE1QVCCVE120.712.7V
VCE2QVCCICQRcVE120.56100.77.1V(不变)
(2)计算差模输入电阻和差模电压放大倍数:
rbe
rbb'(1
VT
200
101
26
)
4.9k
IEQ
0.56
Rid
2(Rb
rbe)2
(10
4.9)
29.8k
Ad2
Rc
100
10
33.5
2(Rb
rbe)
29.8
(3)求共模电压放大倍数和共模抑制比:
Ac2
Rc
100
10
0.5
Rbrbe
(1
)2Re
10
4.9
101
20
KCMR
Ad2
33.5
67(即36.5dB)
Ac2
0.5
(4)当vI1=105mV,vI2=95mV时,
vIdvI1
vI2
105
95
10mV
vIc
vI1
vI2
105
95
100mV
2
2
vO2
Ad2
vId
Ac2
vIc
33.5
10(
0.5)
100285mV
所以,VO2相对于静态值增加了285mV。
由于E点在差模等效电路中交流接地,
在共模等效电路中
VE随共模输入电压的变化
而变化(射极跟随器),所以,
vE
vIc
100mV,即e点电位增加了100mV。
13
题15在图15所示电路中,设各晶体管均为硅管,=100,rbb′=200。
(1)为使电路在静态时输出直流电位VOQ=0,Rc2应选多大?
(2)
求电路的差模电压放大倍数
Avd;
(3)
若负电源(-12V)端改接公共地,分析各管工作状态及
VO的静态值。
图15
解:
(1)
当VOQ=0时,ICQ3·Rc3=Vcc,∴ICQ3=VCC/Rc3=12/12=1mA
ICQ3
1
IBQ3
0.01mA
3
100
ICQ2IEQ2
1
IRe
1
12
0.7
2
0.12mA
2
47
IRc2=ICQ2-IBQ3=0.12-0.01=0.11mA
ICQ3Re3
VBE3
1
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