模电童诗白第四版课后题全解.docx
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模电童诗白第四版课后题全解
模拟电子技术(第四版)童诗白
课后习题答案
第一章半导体基础知识
自测题
一、
(1)v
(2)X(3)v(4)X(5)v(6)X
二、
(1)A
(2)C(3)C(4)B(5)AC
三、Uoi〜1.3VUo2=0Uo3~—1.3VUo4~2VU°5~2.3VU°6~—2V
四、Uo1=6VUo2=5V
Uce=20V时Ic=10mA,
五、根据PCM=200mW可得:
Ucef=40V时IC=5mA,UCE=30V时lC~6.67mA,Uce^10V时Ic=20mA,将改点连接成曲线,即为临界过损耗线。
图略。
六、1、
VBB-UBE
Rb
lc「Ib二2.6mAUce=Vcc_lcRc=2V
Uo=Uce=2V。
2、临界饱和时Uces=Ube=0.7V,所以
Vcc-Uces
一——=2.86mA
Rc
上二28.6讥
Rb
Vbb-Ube:
45.4k.'
也t指数关系,当
..'t
七、T1:
恒流区;T2:
夹断区;T3:
可变电阻区。
习题
1.1
(1)AC
(2)A(3)C(4)A
1.2不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。
1.3ui和Uo的波形如图所示。
1.4ui和Uo的波形如图所示。
1.5
Uo的波形如图所示。
1.6Id=(V—Ud)/R=2.6mA,g~Ut/Id=10Q,ld=Ui/rD^1mA。
1.7
(1)两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
(2)两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。
1.8Izm=Pzm/Uz=25mA,R=Uz/Idz=0.24〜1.2kQ。
1.9
(1)当Ul=10V时,若Uo=Uz=6V,则稳压管的电流为4mA,小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故
R
UoLUl3.33V
RRl
当Ui=15V时,由于上述同样的原因,Uo=5V。
当Ui=35V时,Uo=Uz=5V。
(2)lDZ=(Ui-UZ).;R=29mA>Izm=25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。
1.10
(1)S闭合。
(2)Rmin=(V-Ud).IDmax233门,Rmax=(V—Ud).IDmin二700门
1.11波形如图所示。
uIN
1.1260C时Icbo~32卩A。
1.13选用3=100、Icbo=10A的管子,其温度稳定性好。
1.14
(a)
1BQ
VBB-UBEQ
Rb
二60^A,
1CQ=-1BQ二3mA,uo-Vcc-1cq住=9V
当Vbb=3V时,T处于饱和状态。
因为
Vbb—Ubeq门
1bq160卩A,1c^=■|bq=8mA,Uo二Vcc"cqRcVube
Rb
1.17取Uces=Ube,若管子饱和,则
[畑如=Vcc止,Rb=1Rc,所以-电=100管子饱和。
RbRcRc
1.18当ui=0时,晶体管截止,稳压管击穿,Uo=—Uz=—5V。
当ui=—5V时,晶体管饱和,uO=0.1V。
因为
1.15晶体管三个极分别为上、中、下管脚,答案如表
AvV口
吕号
T1
T2
T3
T4
T5
T6
上
e
c
e
b
c
b
中
b
b
b
e
e
e
下
c
e
c
c
b
c
管型
PNP
NPN
NPN
PNP
PNP
NPN
材料
Si
Si
Si
Ge
Ge
Ge
1.16当Vbb=0时,T截止,Uo=12V。
当Vbb=1V时,T处于放大状态。
因为
U|-Ube=480M
Rb
円lB=24mA
UEC=Vcc-ICRc 1.19(a)可能(b)可能(c)不能(d)不能,T会损坏。 (e)可能 1.20根据方程 iD-1DSS(1 UGS) UGS(th) Ugd=Ugs(off) 逐点求出确定的Ugs下的iD,可近似画出转移特性和输出特性。 在输出特性中,将各条曲线上的点连接起来,便为予夹断线。 1.21 ®\®JO ®Jq创®JE 1.22过uds为某一确定值(如15V)作垂线,读出它与各条输出特性的交点的iD值;建立iD=f(Ugs) 坐标系,根据前面所得坐标值描点连线,便可得转移特性。 1.23ui=4V时T夹断,Ui=8V时T工作在恒流区,Ui=12V时T工作在可变电阻区。 1.24(a)可能(b)不能(c)不能(d)可能 第2章基本放大电路 自测题 •在括号内用“A和“>表明下列说法是否正确。 1•只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。 (X) 2•可以说任何放大电路都有功率放大作用。 (力 3•放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。 (X) 4•电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。 (X) 5•放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。 (W 6•由于放大的对象是变化量,所以当输入直流信号时,任何放大电路的输出都毫无变化。 (X) 7•只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。 (X) •试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。 设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 0+帆一0 0+ 一O 年R-T- 0+-26 解: 图(a)不能。 Vbb将输入信号短路。 图(b)可以。 图(c)不能。 输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。 图(d)不能。 晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。 图(e)不能。 输入信号被电容C短路。 图(f)不能。 输出始终为零。 图(g)可能。 图(h)不合理。 因为G-S间电压将大于零。 图(i)不能。 因为T截止。 三•在图T2.3所示电路中,已知Vcc=12V,晶体管3=100,Rt=100k"。 填空: 要求先填文字表达式后 填得数。 (1)当Ui二CV时,测得Ubeq=0.7V,若要基极电流Ibq=20」A,则Rb和R之和 Rb=((VCC~'UBEQ)/IBQ)k;「.Q(565)k..;而若测得uCEQ=6V, 则Rc=((Vcc-UCEQ)/-IBQ)Q(3)k1。 (2)若测得输入电压有效值Ui=5mV时, 输出电压有效值U。 ’=0.6V, 则电压放大倍数Au=(-Uo/Ui)Q(-120)。 负载后输出电压有效值 Rl RlRcUO )=(0.3)V。 若负载电阻Rl值与Rc相等,则带上 四、已知图T2.3所示电路中Vcc=12V,R^=3^^,静态管压降Uceq=6V,并在输出端加负载电阻Rl,其 阻值为3k.'。 选择一个合适的答案填入空内。 (1)该电路的最大不失真输出电压有效值U°m: (A); A.2VB.3VC.6V (2)当Ui=1mV时,若在不失真的条件下,减小R,则输出电压的幅值将(C); A.减小B.不变C.增大 (3)在Ui=1mV时,将Rw调到输出电压最大且刚好不失真,若此时增大输入电压,则输出电压波形将 (B); A.顶部失真B.底部失真C.为正弦波 ⑷若发现电路出现饱和失真,则为消除失真,可将(B)。 A.Rw减小B.Rc减小C.Vcc减小 五、现有直接耦合基本放大电路如下: A.共射电路B.共集电路C共基电路 D共源电路E共漏电路 它们的电路分别如 图2.2.1、2.5.1(a)、 2.5.4(a)、2.6.2和2.6.9(a)所示;设图中 Re: Rb,且1CQ、1DQ均相 等。 选择正确答案填入空内,只需填A、B、 (1)输入电阻最小的电路是( C), 最大 t的是(D、E ⑵输出电阻最小的电路是( B); ⑶有电压放大作用的电路是 (A、 C D); (4)有电流放大作用的电路是 (A、 D、E); (5)高频特性最好的电路是( C); (6)输入电压与输出电压同相的电路是(B、C、E);反相的电路是(A、D)。 六、未画完的场效应管放大电路如图T2.6所示,试将合适的场效应管接入电路,使之能够正常放大。 要求 给出两种方案。 解: 根据电路接法,可分别采用耗尽型N沟道和P沟道MOS管,如解图T2.6所示。 图T2.6解图T2.6 习题 2.1分别改正图P2.1所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波信号。 要求保留电路原来的共射 接法和耦合方式。 (c)(d) 图P2.1 解: (a)将-Vcc改为+Vcc。 (b)在+Vcc与基极之间加Rb。 (C)将VBB反接,且在输入端串联一个电阻。 (d)在Vbb支路加%,在-Vcc与集电极之间加Ro° 2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。 设所有电容对交流信号均可视为短路。 (b) (C) (d) 图P2.2 解: 将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路,图略。 图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示; (c) (d) 解图P2.2 2.3分别判断图P2.2(a)、(b)所示两电路各属哪种放大电路,并写出Q、人、R和Ro的表达式。 解: 图(a): Ibq Vcc-UBEQ RR2(「用 Icq八I BQ, Uceq=Vcc-(VJIbqRc。 Ro二R2//R3 图(b): 咲玉&弄-仏屐跟 (1)RIcQ「Ibq, UCEQ-VCC~■1CQ&~■1EQR。 AuR4,R二Ri〃豆,尺二R4。 rbe1: 2.4电路如图P2.4(a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时Ubeq=0.7V。 利用图解法分别求出 Rl=: : 和Rl=3k"时的静态工作点和最大不失真输出电压U°m(有效值)。 图P2.4 解: 空载时: Ibq=20」A,Icq=2mA,UCEQ=6V; 最大不失真输出电压峰值约为5.3V,有效值约为3.75V。 带载时: 1bq=20.LA,1cq=2mA,Uceq=3V; 最大不失真输出电压峰值约为2.3V,有效值约为1.63V。 如解图P2.4所示。 解图P2.4 图P2.5 2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的3=80,rbe=1kqUi=20mV,静态时Ubeq=0・7V,Uceq=4V, “A和“>表示。 Ibq=20」A。 判断下列结论是否正确,在括号内打 J=「200(x) 2010; 805 400(x) 1 ⑷Au 4 5.71(x) 0.7 802.5 200(A 1 ⑸R=20^=1k「(x) 20 0.7 ⑹R=k0=35k0(x) 0.02 (9)Ro=5k"(W (11)Us: 20mV(x)(10)Ro=2.5k“(x)(12)Us: 60mV(W 2.6电路如图P2.6所示,已知晶体管3=120,Ube=0.7V,饱和管压降Uces=0.5V。 在下列情况下,用直流 电压表测量晶体管的集电极电位,应分别为多少? (1)正常情况; (2)Rm短路;(3)&! 开路;(4)&2开路;(5)Rb2短路;(6)住短路; 图P2.6 YH厂I+I5V>iia 解: (1)IB=VccUbe-Ube=174-163=1WA,IC二Jb=1・32mA, Rb2&>1 •-Uc=Vcc-IcRc=8.3v。 (2)Fb1短路,Ic=Ib=0,•••Uc=15V。 (3)Fb1开路,临界饱和基极电流IBS二VCC: ;CES23.7」A, 实际基极电流厲二沧蚯=174」A。 凡2 由于IB'IBS,管子饱和,•UC二UCES~0.5V。 (4)Rb2开路,无基极电流,UC二VCC-15V。 (5)Rb2短路,发射结将烧毁,UC可能为15V。 ⑹Rc短路,UC=VCC=15V。 2.7电路如图P2.7所示,晶体管的3=80,rbb'=100"。 分别计算Rl和Rl=3k「时的Q点、Au、 Ri和Ro。 解: 在空载和带负载情况下,电路的静态电流、 「be均相等,它们分别为: 1BQ VCC-UBEQ UBEQ Rb Rs : 22」A Icq=jbq: =1.76mArb^rbb'(V■)26mV: -1.3k- IEQ 空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为: UCEQ=VCC_ICQRc: 6.2V; Rc R=Rb〃rbe: "rbe: T.3ki「; R=3k0时,静态管压降、电压放大倍数分别为: UCEQjVcc-Icq(Rc〃Rl厂2.3V Rl尺 丸二_-(Rc//Rl): _H5£: 人: -34.7 berbe& Rj二Rb//「be%=1.3k;■: Ro=尺—5k--o 2.8若将图P2.7所示电路中的NPN管换成PNP管,其它参数不变,则为使电路正常放大电源应作如何变化? Q点、Au、R和Ro变化吗? 如变化,则如何变化? 若输出电压波形底部失真,则说明电路产生了什么失真,如何消除? 解: 由正电源改为负电源;Q点、Au、Rj和Ro不会变化;输出电压波形底部失真对应输入信号正半 周失真,对PNP管而言,管子进入截止区,即产生了截止失真;减小%。 2.9已知图P2.9所示电路中,晶体管3=100,rbe=1.4kQ。 (1)现已测得静态管压降Uceg=6V,估算Rb; ⑵若测得U〕和U;的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻R为多少? 2.10在图P2.9所示电路中,设静态时Icq=2mA,晶体管饱和管压降Uces二0.6V。 : 当负载电 阻R=: : 和R=3^1时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏? 解: 由于Icq=2mA,所以UCEQ-VC^_1CQRc-6V。 空载时,输入信号增大到一定幅值,电路首先出现饱和失真。 故 UCEQ-UCES : 3.82V R时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。 故 1CQRL Uom一-2.12V 2.11电路如图P2.11所示,晶体管3=100,rbb=100Qo (1)求电路的Q点、Au、Ri和Ro; ⑵若改用3=200的晶体管,贝UQ点如何变化? (3)若电容Ce开路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化? 如何变化? 解: ⑴静态分析: BQ EQ Rd1 Rb1Rb2 Vcc=2V BQ -u BEQ RfRe =1mA EQ =10」A UCEQ-VC^~^1EQ(RcRf'Re)=5.7V 图P2.11 动态分析: rb^rbb'(^J26mV: 2.73k'J IEQ 人「: (Rc//R-)=-7.7rbe(1」)Rf R二Rb1〃Rb2〃[rbe(1jRf]: 3.72 Ro=R=5k'.1 Rb1 3=00时,Ubq=R"^Vcc=2V (不变) EQ二 UBQ_UBEQ 一——=1mA(不变);IBQ RfRe 1EQ =5」A(减小); UCEQ~VCC-1EQ(尺+Rf+Re)=5.7V(不变)。 (3)ce开路时, B(Rc〃Rl) 「be(1「)(ReRf) 啓一1.92(减小); R=Rb1〃Rb2〃[rbe(1J(ReRf)]: 4.12(增大);R^=Rc=5k〔](不变)。 2.12电路如图P2.12所示,晶体管的3=80,rbe=1kQo (1)求出Q点;⑵分别求出Rl=r和R=3kQ时电路的Au、R和Ro。 解: (1)求解Q点: R=&〃[%(1jRe]: 110k'1 RL=3k旳人叮「X/J0."2 R二Rb〃[rbe(1「)(Re〃RL)]: 76k门 2.13电路如图P2.13所示,晶体管的 3=60,rbb'=100;。 (1)求解Q点、Au、R和Ro ⑵设Us=10mV(有效值),问Ui二? U C3开路,则Uj二? Uo= 解: (1)Q点: Vcc-Ubeq,3WA bRb(1TRe IC=■IBQ1.86mA o UCEQ: "VCC1(ecPce4.56V A、Ri和Ro的分析: 「be二rbb,(1: 952门, IEQ Au -(Rc//RLk-95R二Rb〃rbe: 952", Ro =Rc=3k「。 ⑵设Us=10mV(有效值),则 RUijUs=3.2mV; RsR Uo =人Uj=304mV C3开路,则: R二&〃[忑(1jRe]51.3k'1 : "电一1.5 Re 输出电阻: Ro=Re〃艮〃仏%37「 1- Uo =AUj=14.4mV。 RUi! Us=9.6mV,RsR 2.14改正图P2.14所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。 要求保留电路的共漏接法。 (a) (c) (d) 图P2.14 解: (a)源极加电阻Rs; (c)输入端加耦合电容;改正电路如解图P2.14所示。 (b)漏极加电阻Rd; (d)在Rg支路加-Vgg, +Vdd改为-Vdd (a) K. /A (c) 解图P2.14 2.15已知图P2.21(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。 (1)利用图解法求解Q点; (2)利用等效电路法求解Au、Ri和Ro。 解: (1)在转移特性中作直线 Ugs=-iDRs,与转移特性的交点即 为Q点;读出坐标值,得出 Idq-1mA,Ugsq=-2V。 如解图P2.15(a)所示。 bS1012wrjyv IJSQ (b) 解图P2.21 在输出特性中作直流负载线 Uds~Vdd_iD(RdRs),与UGSQ 的那条输出特性曲线的交点为Q 点,Udsq: 3V。 如解图P2.21(b)所示。 ⑵首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。 -iD -UGS UDS -2 UGS(off) -1mV/V Au二-gmRd=5; R=Rg=1MI】;Rq=Rd=5k1.1 2.16已知图P2.16(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。 求解电路的Q点和A,。 解: ⑴求Q点: 根据电路图可知,Ugsq=VGg=3V。 从转移特性查得,当Ugsq=3V时的漏极电流: Idq=1mA 因此官压降UDSQ—Vdd_IDQRd-5V。 (2)求电压放大倍数: Au--gmRd--20 2gm=u1DQ1DO=2mA/V, UGS(th) 2.17电路如图P2.17所示。 (1)若输出电压波形底部失真,则可采取哪些措施? 若输出电压波形顶部 失真,则可采取哪些措施? (2)若想增大AJ,则可采取哪些措施? 解: (1)输出电压波形底部失真,类似于NPN型三极管的饱和失真,应降低Q,故可减小R或增大 R「Rs;若输出电压波形顶部失真,则与上述相反,故可增大R2或减小冃、Rs。 (2)若想增大AJ,就要增大漏极静态电流以增大gm,故可增大R2或减小R1、^5° NPN型、PNP型、N沟道 2.18图P2.18中的哪些接法可以构成复合管? 标出它们等效管的类型(如 结型)及管脚(b、e、c、d、g、s)° (c) (b) (d) 图P2.18 解: (a)不能。 (b)不能。 (c)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。 (d)不能。 (e)不能。 (f)构成PNP型管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。 (g)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。 第3章多级放大电路 自测题 一、现有基本放大电路: A.共射电路B.共集电路C.共基电路D.共源电路E共漏电路 根据要求选择合适电路组成两级放大电路。 (1)要求输入电阻为1kQ至2k0,电压放大倍数大于3000,第一级应采用(A),第二级应采用(A)。 ⑵要求输入电阻大于10M0,电压放大倍数大于300,第一级应采用(D),第二级应采用(A)。 ⑶要求输入电阻为100k0~200k0电压放大倍数数值大于100,第一级应采用(B),第二级应采用(A)。 ⑷要求电压放大倍数的数值大于10,输入电阻大于10M0,输出电阻小于1000,第一级应采用(D),第二 Aui 1000,输出电阻Ro< 级应采用(B)。 (5)设信号源为内阻很大的电压源,要求将输入电流转换成输出电压,且 100,第一级应采用采用(C),第二级应(B)。 、选择合适答案填入空内。 (1)直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是(C、D)。 A.电阻阻值有误差B.晶体管参数的分散性 C.晶体管参数受温度影响D.电源电压不稳 (2)集成放大电路采用直接耦合方式的原因是(C> A.便于设计B.放大交流信号C.不易制作大容量电容 (3)选用差动放大电路的原因是(A)。 A.克服温漂B.提高输入电阻C.稳定放大倍数 (4)差动放大电路的差模信号是两个输入端信号的(A),共模信号是
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