模拟电子技术基础(第四版)习题解答文档格式.doc
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∴
六、测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如表Tl.6所示,它们的开启电压也在表中。
试分析各管的工作状态(截止区、恒流区、可变电阻区),并填入表内。
表T1.6
管号
UGS(th)/V
US/V
UG/V
UD/V
工作状态
T1
4
-5
1
3
恒流区
T2
-4
10
截止区
T3
6
5
可变电阻区
因为三只管子均有开启电压,所以它们均为增强型MOS管。
根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态,如表Tl.6最后一栏所示。
习题
1.1选择合适答案填入空内。
(l)在本征半导体中加入(A)元素可形成N型半导体,加入(C)元素可形成P型半导体。
A.五价B.四价C.三价
(2)当温度升高时,二极管的反向饱和电流将(A)。
A.增大B.不变C.减小
(3)工作在放大区的某三极管,如果当IB从12uA增大到22uA时,IC从lmA变为2mA,那么它的β约为(C)。
A.83B.91C.100
(4)当场效应管的漏极直流电流ID从2mA变为4mA时,它的低频跨导gm将(A)。
A.增大;
B.不变;
C.减小
1.2电路如图P1.2所示,已知(V),试画出与的波形。
设二极管导通电压可忽略不计。
图P1.2解图P1.2
与的波形如解图Pl.2所示。
1.3电路如图P1.3所示,已知(V),二极管导通电压UD=0.7V。
试画出与的波形图,并标出幅值。
图P1.3解图P1.3
波形如解图Pl.3所示。
1.4电路如图P1.4所示,二极管导通电压UD=0.7V,常温下,电容C对交流信号可视为短路;
为正弦波,有效值为10mV。
试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?
二极管的直流电流
其动态电阻:
图P1.4
故动态电流的有效值:
1.5现有两只稳压管,稳压值分别是6V和8V,正向导通电压为0.7V。
(1)若将它们串联相接,则可得到几种稳压值?
各为多少?
(2)若将它们并联相接,则又可得到几种稳压值?
(1)串联相接可得4种:
1.4V;
14V;
6.7V;
8.7V。
(2)并联相接可得2种:
0.7V;
6V。
1.6已知图Pl.6所示电路中稳压管的稳定电压,最小稳定电流
,最大稳定电流。
(1)分别计算为10V、15V、35V三种情况下输出电压的值;
(2)若时负载开路,则会出现什么现象?
为什么?
(1)只有当加在稳压管两端的
电压大于其稳压值时,输出电压才为6V。
∴时,;
图Pl.6
时,;
时,,∴。
0.1
(2)当负载开路时,,故稳压管将被烧毁。
1.7在图Pl.7所示电路中,发光二极管导通电压
UD=1.5V,正向电流在5~15mA时才能正常工作。
(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?
(1)S闭合。
(2)R的范围为:
图P1.7
1.8现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图P1.8所示。
分别求另一电极的电流,标出其方向,并在圆圈中画出管子,且分别求出它们的电流放大系数β。
(a)(b)(a)(b)
图Pl.8解图Pl.8
答案如解图Pl.8所示。
放大倍数分别为和
1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。
在圆圈中画出管子,并说明它们是硅管还是锗管。
图P1.9
解:
如解图1.9。
解图1.9
1.10电路如图P1.10所示,晶体管导通时,β=50。
试分析为0V、1V、3V三种情况下T的工作状态及输出电压的值。
(1)当时,T截止,。
(2)当时,因为
图P1.10
所以T处于放大状态。
(3)当时,因为,
,所以T处于饱和状态。
1.11电路如图Pl.11所示,晶体管的β=50,,饱和管压降;
稳压管的稳定电压,正向导通电压。
当时?
;
当时,晶体管截止,稳压管击穿,
当时,晶体管饱和,
因为:
图P1.11
,,
1.12分别判断图Pl.12所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
(a)(b)(c)
(d)(e)
图P1.12
(a)可能;
(b)可能;
(c)不能;
(d)不能,T的发射结会因电流过大而损坏。
(e)可能。
1.13已知放大电路中一只N沟道场效应管三个极①、②、③的电位分别为4V、8V、12V,管子工作在恒流区。
试判断它可能是哪种管子(结型管、MOS管、增强型、耗尽型),并说明①、②、③与G、S、D的对应关系。
管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管,三个极①、②、③与G、S、D的对应关系如解图Pl.13所示。
解图Pl.13
1.14已知场效应管的输出特性曲线如图Pl.14所示,画出它在恒流区的转移特性曲线。
图Pl.14(a)(b)
解图Pl.14
在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图Pl.14(a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及值,建立坐标系,描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图Pl.14(b)所示。
1.15电路如图P1.15所示,T的输出特性如图Pl.14所示,分析当=4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。
根据图P1.14所示T的输出特性可知,其开启电压为5V,根据图Pl.15所示电路可知。
当=4V时,小于开启电压,故T截止。
当=8V时,设T工作在恒流区,根据输出
特性可知,管压降,
因此,,小于开启电压,
说明假设成立,即T工作在恒流区。
图Pl.15
当=12V时,由于,必然使T工作在可变电阻区。
l.16分别判断图Pl.16所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。
(a)(b)(c)(d)
图P1.16
(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。
补充1.电路如补图P1(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压,R的取值合适,的波形如图(c)所示。
试分别画出和的波形。
(a)(b)(c)
补图P1
波形如下图所示
补充2.在温度20oC时某晶体管的试问温度是60oC时的?
补充3.有两只晶体管,一只的β=200,;
另一只的β=100,,其它参数大致相同。
你认为应选用哪只管子?
为什么?
选用β=100,的管子,因其β适中,较小,因而温度稳定性较另一只管子好。
补充4.电路如补图P4所示,试问β大于多少时晶体管饱和?
取,若管子饱和,
则,即
所以,时,管子饱和。
补图P4
第2章基本放大电路
一.在括号内用“√”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。
(×
)
2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。
(√)
3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。
4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。
5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。
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。
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。
二.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。
(a)(b)(c)
(d)(e)(f)
(g)(h)(i)
图T2.2
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C2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,晶体管β=100,。
填空:
要求先填文字表达式后填得数。
(1)当时,测得,若要基极电流,则和之和
=()≈(565);
而若测得,
则=()≈(3)。
(2)若测得输入电压有效值时,
输出电压有效值,
则电压放大倍数()≈(-120)。
若负载电阻值与相等,则带上图T2.3
负载后输出电压有效值()=(0.3)V。
四、已知图T2.3所示电路中,静态管压降并在输出端加负载电阻,其阻值为3。
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(A);
A.2VB.3VC.6V
(2)当时,若在不失真的条件下,减小Rw,则输出电压的幅值将(C);
A.减小B.不变C.增大
(3)在时,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
(4)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.减小C.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,且、均相等。
选择正确答案填入空内,只需填A、B、……
(l)输入电阻最小的电路是(C),最大的是(D、E);
(2)输出电阻最小的电路是(B);
(3)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、B、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。
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
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。
(a)(b)
(c)(d)
图P2.1
(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Rb,在-VCC与集电极之间加Rc。
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。
(a)(b)
(c)(d)
图P2.2
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;
(a)(b)
(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,并写出的表达式。
图(a):
,,。
图(b):
,,。
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。
利用图解法分别求出和时的静态工作点和最大不失真输出电压(有效值)。
(a)(b)
图P2.4
空载时:
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:
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β=80,=1kΩ,,静态时,,。
判断下列结论是否正确,在括号内打“√”和“×
”表示。
(1)(×
)
(2)(×
(3)(×
)(4)(√)
(5)(×
)(6)(×
(7)(×
)(8)(√)
(9)(√)(10)(×
(11)(×
)(12)(√)
2.6电路如图P2.6所示,已知晶体管β=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)Rb1短路;
(3)Rb1开路;
(4)Rb2开路;
(5)Rb2短路;
(6)RC短路;
图P2.6图P2.7
(1),,
∴。
(2)Rb1短路,,∴。
(3)Rb1开路,临界饱和基极电流,
实际基极电流。
由于,管子饱和,∴。
(4)Rb2开路,无基极电流,。
(5)Rb2短路,发射结将烧毁,可能为。
(6)RC短路,。
2.7电路如图P2.7所示,晶体管的β=80,。
分别计算和时的Q点、、和。
在空载和带负载情况下,电路的静态电流、均相等,它们分别为:
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:
;
时,静态管压降、电压放大倍数分别为:
。
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、、和变化吗?
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?
由正电源改为负电源;
Q点、、和不会变化;
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Rb。
2.9已知图P2.9所示电路中,晶体管β=100,=1.4kΩ。
(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V,估算Rb;
(2)若测得和的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻RL为多少?
(1),,
(2)由,
可得:
。
图P2.9
2.10在图P2.9所示电路中,设静态时,晶体管饱和管压降。
当负载电阻和时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏?
由于,所以。
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
时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。
2.11电路如图P2.11所示,晶体管β=100,=100Ω。
(1)求电路的Q点、、和;
(2)若改用β=200的晶体管,则Q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?
(1)静态分析:
图P2.11
动态分析:
(2)β=200时,(不变);
(不变);
(减小);
(不变)。
(3)Ce开路时,(减小);
(增大);
(不变)。
2.12电路如图P2.12所示,晶体管的β=80,=1kΩ。
(1)求出Q点;
(2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的、和。
(1)求解Q点:
(2)求解放大倍数和输入、输出电阻:
RL=∞时;
图P2.12
RL=3kΩ时;
输出电阻:
2.13电路如图P2.13所示,晶体管的β=60,。
(1)求解Q点、、和
(2)设Us=10mV(有效值),问,
若C3开路,则,
(1)Q点:
图P2.13
、和的分析:
。
(2)设Us=10mV(有效值),则
;
若C3开路,则:
,
,。
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)(b)
(c)(d)
图P2.14
(a)源极加电阻RS;
(b)漏极加电阻RD;
(c)输入端加耦合电容;
(d)在Rg支路加−VGG,+VDD改为−VDD
改正电路如解图P2.14所示。
(a)(b)
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