模拟电子技术基础(第四版)习题解答

模拟电子技术基础

第四版

清华大学电子学教研组 编

童诗白 华成英 主编

自测题与习题解答

第1章 常用半导体器件

自测题

一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。

(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。( √ ) (2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。( × ) (3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。( √ )

(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。( × ) (5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其RGS大的特点。( √ )

(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的UGS 大于零，则其输入电阻会明显变小。( × ) 二、选择正确答案填入空内。

(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将。

(2)稳压管的稳压区是其工作在。

A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿

(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为。

A.前者反偏、后者也反偏 B.前者正偏、后者反偏 C.前者正偏、后者也正偏 (4) UGS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有

A.结型管 B.增强型MOS 管 C.耗尽型MOS 管

三、写出图Tl.3 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD=0.7V。

图T1.3

解：UO1=1.3V, UO2=0V, UO3=-1.3V, UO4=2V, UO5=1.3V, UO6=-2V。

四、已知稳压管的稳压值UZ=6V，稳定电流的最小值IZmin=5mA。求图Tl.4 所示电路中UO1和UO2各为多少伏。

(a) (b)

图T1.4

解：左图中稳压管工作在击穿状态，故UO1=6V。

右图中稳压管没有击穿，故UO2=5V。

五、电路如图T1.5所示，VCC=15V， =100，UBE=0.7V。 试问：

(1)Rb=50k 时，Uo=?

(2)若T临界饱和，则Rb=?

解：(1)IB

VBB UBE

26 A，

Rb

IC IB 2.6mA,

UO VCC ICRc 2V。 图T1.5

(2)∵ICS

VCC UBE

2.86mA， IBS ICS/ 28.6 A

Rc

∴Rb

VBB UBE

45.5k

IBS

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。

解：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12 uA 增大到22 uA 时，IC 从lmA 变为2mA ，那么它的β约为( C ) 。

A.83 B.91 C.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ui 10sin t(V)，试画出ui与uo的波形。设二极管导通电压可忽略不计。

图P1.2 解图P1.2

解：ui与uo的波形如解图Pl.2所示。

1.3电路如图P1.3所示，已知ui 5sin t(V)，二极管导通电压UD=0.7V。试画出ui与uo的波形图，并标出幅值。

图P1.3 解图P1.3

解：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UT 26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui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？

解：二极管的直流电流 ID (V UD)/R 2.6mA 其动态电阻:

rD UT/ID 10 图P1.4

故动态电流的有效值：Id Ui/rD 1mA

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。试问： (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？各为多少？

解：(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UZ 6V，最小稳定电流

IZmin 5mA，最大稳定电流IZmax 25mA。

(1)分别计算UI为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压UO的值； (2)若UI 35V时负载开路，则会出现什么现象？ 为什么？

解：(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。 ∴UI 10V时，UO

RL

UI 3.3V； R RL

图Pl.6

UI 15V时，UO

RL

UI 5V；

R RL

RL

UI 11.7V UZ，∴UO UZ 6V。

R RL

UI UZ

29mA IZmax 25mA，故稳压管将被烧毁。 R

UI 35V时，UO

0.1

(2)当负载开路时，IZ

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。 试问：(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？

解：(1)S闭合。 (2) R的范围为:

Rmin (V UD)/IDmax 233

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。

Rmax (V UD)/IDmin 700

图P1.7

(a) (b) (a) (b) 图Pl.8 解图Pl.8

解：答案如解图Pl.8所示。

放大倍数分别为 a 1mA/10 A 100和 b 5mA/100 A 50

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UBE 0.7V，β=50。试分析VBB为0V、1V、3V三种情况下T 的工作状态及输出电压uO的值。

解： (1)当VBB 0时，T 截止，uO 12V。

(2)当VBB 1V时，因为

IBQ

VBB UBEQ

Rb

60 A

ICQ IBQ 3mA

uO VCC ICQRc 9V 图P1.10 所以T处于放大状态。

(3)当VBB 3V时，因为IBQ

VBB UBEQ

Rb

460 A，

ICQ IBQ 23mA ICS

VCC UCES

11.3mA， 所以T处于饱和状态。

Rc

1.11电路如图Pl.11所示,晶体管的β=50 ,UBE 0.2V，饱和管压降

CE 0.1V；稳压管的稳定电压UZ 5V, 正向导通电压UD 0.5V。试问：当

uI 0V时uO ？；当uI 5V时uO ？

解：当uI 0V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： 图P1.11

IB

uI UBE

480 A，IC IB 24mA，UEC VCC ICRc 0

Rb

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

解：(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。

解：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

解：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uGS值，建立iD f(uGS)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uI=4V、8V 、12V 三种情况下场效应管分别工作在什么区域。

解：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uGS uI。

当uI=4V时，uGS小于开启电压，故T 截止。 当uI=8V时，设T 工作在恒流区，根据输出 特性可知iD 0.6mA，管压降uDS VDD iDRd 10V，

因此，uGD uGS uDS 2V，小于开启电压，

说明假设成立，即T工作在恒流区。 图Pl.15

当uI=12V时，由于VDD 12V，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

解：(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UZ 3V, R 的取值合适，

uI的波形如图(c)所示。试分别画出uO1和uO2的波形。

(a) (b) (c)

补图P1 解：波形如下图所示

补充2.在温度20oC时某晶体管的ICBO 2 A,试问温度是60oC时的ICBO ？ 解:ICBO60 ICBO20 2 2 2 32 A。

补充3.有两只晶体管，一只的β=200 , ICEO 200 A；另一只的β=100 ,

4

4

ICEO 10 A，其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子？为什么？

解：选用β=100 , ICEO 10 A的管子，因其β适中,ICEO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？

解：取UCES UBE，若管子饱和， 则

VCC UBEVCC UBE

, 即Rb Rc

RbRc

Rb

100时,管子饱和。 Rc

所以,

补图P4

第2章 基本放大电路

自测题

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

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VCC 12V, 晶体管β=100，Rb 100k 。填空：要求先填文字表达式后填得数。

'

0V时，测得U(1)当UBEQ 0.7V，若要基极电流IBQ 20 A, 则Rb和RW之和 i

'

Rb=( (VCC UBEQ)/IBQ )k ≈( 565 )k ；而若测得UCEQ 6V，

则Rc=( (VCC UCEQ)/ IBQ )≈( 3 )k 。 (2)若测得输入电压有效值Ui 5mV时， 输出电压有效值Uo 0.6V，

'

( U/U )≈( -120 )。 则电压放大倍数Auoi

若负载电阻RL值与Rc相等，则带上 图T2.3

负载后输出电压有效值Uo (

RL'

)=( 0.3 )V。 Uo

RL Rc

四、已知图T2.3 所示电路中VCC 12V,Rc 3k ，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Uom ( A )；

A.2V B.3V C.6V

1mV时，(2)当U若在不失真的条件下，减小Rw ，则输出电压的幅值将( C )； i

A.减小 B.不变 C.增大

1mV时，(3)在U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，i

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.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ICQ、IDQ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。

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。

(a)

(b)

(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

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；

(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

、R和R的表达式。 Q、Auio

解：图 (a): IBQ

VCC UBEQR1 R2 (1 )R3

，ICQ IBQ，

UCEQ VCC (1 )IBQRc。

R2//R3，R r//R，R R//R Aibe1o23u

rbe

图(b)：IBQ (

R2

VCC UBEQ)/ R2//R3 (1 )R1 ，ICQ IBQ，

R2 R3

UCEQ VCC ICQR4 IEQR1。

R4，R R//rbe，R R。 Ao4ui1

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

Uom（有效值）。

(a) (b)

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：IBQ 20 A,ICQ 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

20mV,静态时2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80, rbe=1kΩ,UiUBEQ 0.7V,UCEQ 4V,IBQ 20 A。判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和

“×”表示。

4 4 5.71 (×) (×) (2)A 200u

0.720 10 3

80 5 400 (×) (4)A 80 2.5 200 (√) (3)Auu

11200.7

(5)Ri k 1k (×) (6)Ri k 35k (×)

200.02

(1)Au

(7)Ri 3k (×) (8)Ri 1k (√) (9)RO 5k (√) (10)RO 2.5k (×)

20mV (×) (12)U 60mV (√) (11)USS

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

解:(1)IB

VCC UBEUBE

174 163 11 A,IC IB 1.32mA，

Rb2Rb1

∴UC VCC ICRc 8.3V。

(2) Rb1短路,IC IB 0,∴UC 15V。 (3) Rb1开路,临界饱和基极电流IBS

VCC UCES

23.7 A，

Rc

实际基极电流IB

VCC UBE

174 A。

Rb2

由于IB IBS,管子饱和,∴UC UCES 0.5V。

(4) Rb2开路,无基极电流,UC VCC 15V。 (5) Rb2短路，发射结将烧毁，UC可能为15V。 (6) RC短路, UC VCC 15V。

2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，rbb' 100 。分别计算RL 和

、R和R。 RL 3k 时的Q点、Auio

解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为： IBQ

VCC UBEQ

Rb

UBEQRs

22 A

ICQ IBQ 1.76mA

rbe rbb' (1 )

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：

Rc 308 UCEQ VCC ICQRc 6.2V； Au

rbe

Ri Rb//rbe rbe 1.3k ； Aus

Ro Rc 5k

rbe

93 Au

rbe Rs

RL 3k 时，静态管压降、电压放大倍数分别为：

UCEQ

RL

VCC ICQ(Rc//RL) 2.3V

RL Rc

rbe

34.7 Au

rbe Rs

(Rc//RL) 115 A Auus

rbe

Ri Rb//rbe rbe 1.3k Ro Rc 5k 。

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

、R和R变化吗？如变化，则如何变化？正常放大电源应作如何变化？ Q点、Auio

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？

、R和R不会变化；输出电压波形底部失解：由正电源改为负电源；Q点、Auio

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，rbe=1.4kΩ。 (1)现已测得静态管压降UCEQ=6V，估算Rb；

和U 的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少？ (2)若测得Uio

解：(1)IC

∴Rb

VCC UCE

2mA，IB IC/ 20 A, RcVCC UBE

565k 。 IB

(2)由Au

Uo (Rc//RL)

100, Uirbe

可得: RL 2.625k 。 图P2.9

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 0.6V。试问：当负载电阻RL 和RL 3k 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 VCC ICQRc 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

Uom

U U 3.82V

RL 3k 时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故

Uom

'IR 2.12V

2.11 电路如图P2.11所示，晶体管β=100，rbb =100Ω。

、R和R； (1)求电路的Q点、Auio

(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？

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/oyij.html