模拟电子技术基础简明教程习题答案

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习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。

解：在20℃时的反向电流约为：2 3 10 A 1.25 A

在80℃时的反向电流约为：23 10 A

80 A

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习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流IZ、动态电阻rZ以及温度系数αU，是大一些好还是小一些好？

答：动态电阻rZ愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。

一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流IZ愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。

温度系数αU的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。

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习题1-6 某稳压管在温度为20℃,工作电流为5 mA时， 稳定电压UZ=10V,已知其动态内阻rZ=8 ,电压的温度系 数α U=0.09%/ ℃,试问： ①当温度不变，工作电流改为20 mA时，UZ约为多少？ ②当工作电流仍为5 mA,但温度上升至50℃时， UZ约为 多少？ 3 解： ① UZ I Z rZ (20 5) 10 8 0.12V

U Z 10 0.12 10.12V

② UZ UZ U T 0.09% (50 20) 2.7%

UZ 10 1 2.7% 10.27

习题1-7 在下图中，已知电源电压U = 10V,R = 200 , RL=1k ,稳压管的UZ = 6V,试求： ①稳压管中的电流 IZ = ? ②当电源电压U升高到12V时， IZ 将变为多少？ ③当U仍为10V,但RL改为2k 时， IZ 将变为多少？ R U 解

:① I RL Z 6mA + RL IZ U VDZ U UZ I 20mA R

RL

I Z I I RL 20 6 14mAU UZ 30mA R

② I

I Z I I RL 30 6 24mA I Z I I RL 20 3 17mA

③ I RL

UZ 3mA RL

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习题1-8 设有两个相同型号的稳压管，稳压值均为6V, 当工作在正向时管压降均为0.7V,如果将他们用不同的方 法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值？试画出 各种不同的串联方法。

+

+

+

(1) 12V

(1) 6.7V

(1) 1.4V

习题1-9 一个三极管的输出特性如图所示， ①试在图中求出uCE=5V,iC =6mA处的电流放大系数 、 、 和 ,并进行比较。 ②设三极管的极限参数为ICM=20mA,U(BR)CEO =15V,PCM =100mW,试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。 解：① 由图可得： iC 6 0.993 iE 6.04iB 100 A80 A

i 6 C 150, iB 0.04

iC 9 3.2 145, iB 0.06 0.02

60 A

i 9 3.2 C 0.993 iE 9.06 3.22

40 A20 A0 A

②

安全 工作区

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习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流ICBO=1μA，β=30；试估算该管在50℃的ICBO和穿透电流ICEO大致等于多少。已知每当温度升高10℃时，ICBO大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。解：20℃时，ICEO 1 ICBO 31 A

50℃时，ICBO 8 A

0 1 1%

t t0

30 1 1%

50 20

30 1 30 1% 39

ICEO 1 ICBO 320 A 0.32mA

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习题1-12一个实际PNP型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12(a)和(b)所示。

①查看该三极管的穿透电流ICEO约为多大？输入特性的死区电压约为多大？

②为了使PNP型三极管工作在放大区，其uBE和uBC的值分别应该大于零还是小于零？并与NPN型三极管进行比较。解：①查图可知，ICEO=0.5mA，死区电压约为0.2V；

②为了使三极管工作在放大区，对PNP型：uBE<0，uBC>0；对NPN型：uBE>0，uBC<0。

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解

:判断依据： NPN型：uBE>0,uBC <0,放大； uBE>0,uBC >0,饱和； uBE<0,uBC <0,截止。 PNP型：uBE<0,uBC >0,放大； uBE<0,uBC <0,饱和； uBE>0,uBC >0,截止。+5V +0.7V +2V +12V -5.3V 0V +10.75V +10.3V

0V (a)

+12V (b)

-6V (c)

+10V (d)

放大

截止

放大

饱和

-5V +0.3V +4.7V

+4.7V -1.3V

-10V +11.7V

+8V

0V (e)

+5V (f)

-1V (g)

+12V (h)

截止

临界饱和

放大

放大

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习题1-14 已知图P1-14(a)~(f)中各三极管的β均为50, UBE≈0.7V,试分别估算各电路中的iC和uCE,判断它们各自 工作在哪个区(截止、放大或饱和),并将各管子的iC和 uCE对应在输出特性曲线上的位臵分别画在图P1-14(g)上。 2k 20k 2V (a) I B 0.065mA 10V 200k 2k 10V

(b) I B 0.0465mA

I C 3.25mA U CE 3.55V 三极管工作在放大区， 见图P1-14(g)中A点。

IC 2.325mA U CE 5.35V三极管工作在放大区， 见图P1-14(g)中B点。

2k 20k 10V (c)

2k 20k 2V 10V

I B 0.465mA I C 23.25mA U CE 36.5V以上算出的IC 与UCE值是荒谬 的，实质上此时三极管巳工作 在饱和区，故IB =0.465 mA, IC≈VCC/RC=5mA,UCE=UCES ≈0.3V,见图P1-14(g)中C点。

(d) IB 0

IC 0 U CE VCC 10V三极管工作在截止区， 见图P1-14(g)中D点。

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20k 20k 200k 10V (e) (c) 10V

IB 0 IC 0 U CE VCC 10V三极管工作在截止区， 见图P1-14(g)中E点 (与D点重合)。

I B 0.0465mA IC 2.325mA U CE VCC 10V三极管工作在放大区， 见图P1-14(g)中F点。

C A B F

图P1-14(g)

D、E

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习题1-15 分别测得两个放大电路中三极管的各极电位如图 P1-15所示。试识别它们的管脚，分别标上e、b、c,并判断 这两个三极管是NPN型还是PNP型，硅管还是锗管。

1 3 (+3V) 2 (+3.2V) (+9V) (a)

1 3 (-11V) 2 (-6.7V) (-6V) (a)

解：本题的前提是两个三极管均工作在放大区。 (a)1——发射极e,3——基级b,2——集电极c,三极管 类型是NPN锗管。 (b)2——发射极e,3——基级b,1——集电极c,三极管 类型是PNP硅管。

习题1-16 已知一个N沟道增强型MOS场效应管的输出特性 曲线如图P1-16所示。试作出uDS =15V时的转移特性曲线，并 由特性曲线求出该场效应管的开启电压UGS(th)和IDO值，以及 当uDS =15V,uGS =4V时的跨导gm。 uDS =15V

由图可得，开启电压UGS(th)=2V,IDO =2.5mA,

gm

iD 4 1.2 2.8mS uGS 4.5 3.5

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习题1-17试根据图P1-17所示的转移特性曲线，分别判断各相应的场效应管的类型（结型或绝缘栅型，P型沟道或N型沟道，增强型或耗尽型）。如为耗尽型，在特性曲线上标注出其夹断电压UGS(off)和饱和漏极电流IDSS；如为增强型，标出其开启电压UGS(th)。

(a)绝缘栅型N沟道增强型；(b)结型P沟道耗尽型；(c)绝缘栅型N沟道耗尽型；(d)绝缘栅型P沟道增强型。

习题1-18已知一个N型沟道增强型MOS场效应管的开启电压UGS(th)

= +3V，IDO=4mA

，请示意画出其转移特性曲线。

习题1-18图

习题1-19图

习题1-19已知一个P型沟道耗尽型MOS场效应管的饱和漏极电流IDSS= -2.5mA，夹断电压UGS(off)=4V，请示意画出其转移特性曲线。

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习题2-1试判断图P2-1中各电路有无放大作用，简单说明理由。

答：(a)无放大作用（发射结反偏）；

(b)不能正常放大（发射结无直流偏臵）；(c)无放大作用（集电结无直流偏臵）；(d)无放大作用（发射结无直流偏臵）；(e)有放大作用（是射极跟随器）；(f)无放大作用（输出交流接地）；(g)无放大作用（输入交流接地）；(h)不能正常放大（栅极无直流偏臵）；(i)无放大作用（电源极性接反）；

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+VCC R3 R1 R4 + U R4 +i

R2

R5

-

R1

R2

Uo-

(b)直流通路

(b)交流通路

Rb2 Rb1

+VCC + U i

Re

(c)交流通路

RL

(c)直流通路

N 图(c)中， U i 2 U i N1

N RL 3 RL N4

2

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习题2-3在NPN三极管组成的单管共射放大电路中，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一参数时，试定性说明放大电路的IBQ、ICQ和UCEQ将增大、减少还是基本不变。①增大Rb；②增大VCC；③增大β。

答：①增大Rb，则IBQ减少，ICQ减少，UCEQ增大。

②增大VCC，则IBQ增大，ICQ增大，UCEQ不确定。③增大β，则IBQ基本不变，ICQ增大，UCEQ减少。

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习题2-5 设图P2-5中的三极管β =100,UBEQ =0.6V, VCC=12V,Rc=3k ,Rb=120k 。求静态工作点处的 IBQ、ICQ和UCEQ值。 Rc 解： 3k +VCC 120k + C1 VCC ( ICQ I BQ ) Rc I BQ Rb U BEQ Rb iC + uO ( 1) Rc I BQ Rb U BEQ iB uI VCC U BEQ I BQ 0.027mA (1 ) Rc RbU CEQ VCC I CQ I BQ Rc 3.82V

习题2-6 设图P2-6(a)中：Rb=510k ,Rc=10k ,RL=1.5k , VCC =10V。三极管的输出特性曲线如图(b)所示

。 ①试用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选 得是否合适； ②在VCC和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极 电压UCEQ提高到5V左右，可以改变那些参数？如何改法？ ③在VCC和三极管不变的情况下，为了使ICQ=2mA,UCEQ =2V, 应改变那些参数？改成什么数值？ Rb C1 + U (a) +i

Rc

+VCC C + 2 RL

+

Uo(b)

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Q1

解：①可先用近似估算法求IBQ

10 0.7 0.02 mA 20 A Rb 510 直流负载线方程： uCE VCC iC RC 10 10iC I BQ 静态工作点Ql 点处， UCEQ 0.5V ,

VCC U BEQ

ICQ 0.95mA

由图可见Q1 点靠近饱和区，易产生饱和失真。

②为将UCEQ提高到5V左右，可同时减小只Rc和Rb,如图中Q2 点，也可以Rb不变，减小Rc;或Rc不变，增大Rb;或同时增大 Rc和Rb等。

Q2Q1

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③将iC =2mA,uCE=2V的一点与横坐标上uCE=10V的一点相 连即可得到此时的直流负载线，此时集电极电阻为Rc VCC U CEQ I CQ 10 2 2 4k

由图可见，Q3点处IBQ =40μ A,则

Rb VCC U BEQ I BQ 10 0.7 0.04 250k

因此，需减小Rc和Rb,可减为Rc=4k ,Rb=250k

Q2 Q3Q1

习题2-7 放大电路如图P2-7(a)所示，试按照给定参数， 在图P2-7(b)中： ①画出直流负载线； ②定出Q点(设UBEQ =0.7V); ③画出交流负载线。Rb1 39k C1 + VCC +15V C2 RL 2k CE +

Rc 2k

Ui Rb2_ 11k

Re 2k (a)

Uo_

图P2-7

(b)

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解：①直流负载线方程为： uCE VCC iC (Rc Re ) 15 3iC ② U BQ Rb 2 VCC 3.3V Rb1 Rb 2

ICQ I EQ

U BQ U BEQ Re

2.6mA2.6

则由iC=2.6mA的一条水平线 与直流负载线的交点即为Q, 由图可得UCEQ=7.2V。

7.2

1 ③交流负载线通过Q点，且斜率为 ,其中 RL

(b)

RL Rc // RL 1k

习题2-8 在图P2-7(a)中，如果输出电压波形为 ①电路产生截止失真还是饱和失真？ ②应如何调整电路参数以消除失真？ 答：①饱和失真； ②应降低Q点，为此可增大 Rb1(原为39k )。+ Rb1 39k C1 Rc 2k

,试问：

VCC +15V C2 RL 2k CE +

Ui Rb2_ 11k

Re 2k (a)

Uo_

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习题2-9 试作出图P2-9中所示放大电路的负载线。已知： Rb=560k ,Rc=5.1k ,R1 =R=10k ,RL=1M ,两个直流电 源均为12V,三极管的输出特性曲线如图P2-6(b)所示。 Rc Rb +VCC1 R R1 -VCC2 图P2-9 答：图解的基本方法要求分别画出三极管部分(非线性)和 负载部分(线性)的伏安特性，然后求出交点。为此，可利 用戴维宁定理将负载部分等效为一个电源 VCC和一个电阻 RC , RL

RC VCC

由给定参数可求得： VCC 7.2V , Rc 4k

该电路的直流负载线方程为：

uCE 7.2 4iC

图P2-6(b)

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习题2-10 设图P2-10电

路中三极管的β =60,VCC =6V, VCC Rc=5k ,Rb=530k ,RL=5M ,试： Rb Rc ①估算静态工作点； C2 C1 ②求rbe值； + ,输入电阻 + ③求电压放大倍数 Au Uo RL Ui _ Ri和输出电阻Ro。 _ V U BEQ 解：① I BQ CC 10 A ICQ IBQ 0.6mA Rb I EQ IBQ ICQ 0.61mA UCEQ VCC ICQ RC 3 V

26 2.9k I EQ ( Rc // RL ) ③ Au 51.7 rbe Ro Rc 5k Ri Rb // rbe 2.9k ② rbe 300 (1 )

习题2-11 利用微变等效电路法估算图P2-11(a)电路的电压放 大倍数、输入电阻及输出电阻。已知：Rb1 =2.5k ,Rb2 =10k , Rc=2k ,Re =750 ,RL=1.5k ,Rs =0,VCC=15V,三极管的输出特 性曲线如图(b)所示。 解：首先估算Q点，可求得： U BQ U BEQ Rb1 ICQ I EQ 3.07mA U BQ VCC 3V Re Rb1 Rb 2

i C 150 由图可知， I BQ 20 A iB 26 rbe 300 (1 ) 1.6k I EQ

UCEQ VCC ICQ Rc 6.56V

( Rc // RL ) Au 80.6 rbe Ri Rb // rbe 0.89k

Ro Rc 2k

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习题2-12 上题中，如Rs =10k ,则电压放大倍数 U Au o ? Ui

解：

Aus

Uo Ri Au 6.6 Ui Ri Ro

习题2-13 在图 P2-13的放大电路中，设三极管的β =100, UBEQ =-0.2V, rbb’ =200 。 ①估算静态时的 IBQ, ICQ和 UCEQ; ②计算三极管的 rbe值； ③求出中频时的电压放大倍数； ④若输入正弦电压，输出电压波形为 ，试问三极管产生了截止失真还 是饱和失真？应该调整电路中的哪个参数(增大还是减少)? -VCC Rb VCC U BEQ -10V 解：① I BQ 20 A 490k Rc C2 Rb 3k C

I EQ ICQ I BQ 2mA

1

+ _

UCEQ VCC ( ICQ Rc ) 4V② rbe rbb (1 ) ③

Ui

RL 3k

Uo_

+

26 26 200 101 1.5k I EQ 2 ( Rc // RL ) Au 100 ④是截止失真，应减少Rb rbe

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