習題解答0002

1、第 4 章半導體二極管及其基本電路-101第 5 章半導體二極管及直流穩(wěn)壓電源習題 45.1 電路如圖 5.1 所示，R =1kQ,測得UD=5V，試問二極管 VD 是否良好（設(shè)外電 路無虛焊）？解：內(nèi)部 PN 結(jié)或電極已開路，D 已損壞5.2 電路如圖 5.2 所示。已知直流電源的端電壓 U =5V，測得I =1mA，若將直流電源 的電壓 U 提高到10V，試問這時的 I 是等于、大于還是小于2mA？解：由于二極管是非線性元件，當 U 增大時，I 將大于 2mA5.25.3 分析判斷圖 5.3 所示各電路中二極管是導通還是截止，并計算電壓Uab，設(shè)圖中的 二極管都是理想的。解：（a）斷開 V

2、D，UD=5+5=10V0，VD 導通，Uab=-5V ；22（b）斷開 VD，UD=15 - -1V ，VD 截止 Uab5=2V ；2+32+3（C）斷開 VD1VD2，UD1=12V,UD2=-512 =TV，所以 VD 優(yōu)先導通，UD1-5V，VD2截止，Uab=0V ；（d）斷開 VD1VD2，UD1=12V,UD2=12，5=17V 所以 VD2優(yōu)先導通，a圖 5.1 習題 5.1 電路圖圖 5.2 習題 5.2 電路圖102電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)時間間隔內(nèi)，試繪出輸出電壓Uo(t)的波形，設(shè)二極管是理想的。UD1= -5V VD1截止，Uab二-5V103電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)時

3、間間隔內(nèi)，試繪出輸出電壓Uo(t)的波形，設(shè)二極管是理想的。圖 5.3 習題 5.3 電路圖5.4 一個無標記的二極管，分別用a 和 b 表示其兩只引腳，利用模擬萬用表測量其電阻。當紅表筆接 a,黑表筆接 b 時，測得電阻值為 500 門。當紅表筆接 b,黑表筆接 a 時，測 得電阻值為 100k。問哪一端是二極管陽極 ？解：b 端是陽極5.5 用指針式萬用表的不同量程測同一只二極管的正向電阻值，其測試結(jié)果不一樣， 為什么？解：因為二極管的正向特性是非線性的，外加不同電壓，直流電阻不同，萬用表量程不同，加在二極管上的電壓不同。5.6 二極管電路如圖 5.4(a)所示，設(shè)輸入電壓 5(t)波形如

4、圖 5.4(b)所示，在 0：t：5ms 的2kQVDZ-U-b(b)2V(c)3kl2(dl104電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)解：Ui(t)=2t，斷開 VD ,5.7 電路如圖 5.5 所示，二極管導通電壓UD(on)約為 0.7V，試分別估算開關(guān)斷開和閉合時輸出電壓 UO的數(shù)值。解：S 斷開：斷開 VD，UD=5V。所以 VD 導通，U。=5 0.7 =4.3VM,(O圖 5.4 習題 5.6 電路圖uD=ui-6，當 uD0 時,VD 導通，即 t 3s，UoUi0.2-6x0.2+6=3+t當UD：0 時，VD 截止，即t ：3s， uo=6V第 4 章半導體二極管及其基本電路-105S

5、閉合：斷開 VD，UD=512二7V，所以 VD 截止，U。=12V106電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)5.8 圖 5.6 所示電路中的二極管為理想的，試畫出輸出電壓 Uo的波形。設(shè) ui=6sin ，t(V)。VD9圖 5.6 習題 5.8 電路圖解：（a）斷開 VD ,UD27V0，VD導通即Ui如2V, u=2VUi/V6JIUo/V(b)斷開 VD!VD2，UD1=4-Ui，UD2=ui-3所以Ui3V時，UD1：0,UD20VD1截止，VD2導通，Uo=3VYV:Uj：3V時，UD1：0,UD2：0VD1、VD2均截止，U。=UU -4V時，uD10，UD2：0VD1導通，VD?截止，uo=

6、 YVo兀2 兀3兀(a)第 4 章半導體二極管及其基本電路-107(b)5.9 在圖 5.4.2 ( a)所示電路中，已知輸出電壓平均值UO(AV)=9V，負載RL=100。(1)輸入電壓的有效值為多少？ (2)設(shè)電網(wǎng)電壓波動范圍為 _10%。 選擇二極管時，其最大整流平均電流IF和最高反向工作電壓UR的下限值約為多少？解：半波整流，UI=U04)=20(V)，IO(AV)=90(mA)ID- IO(AV)=90(mA), lF=1.1ID=99(mA)UR=1.1 2U|=31.1(V)5.10 在圖 5.7 所示的電路中，電源 Ui=100sint(V)，R_ =1Q，二極管為是理想二極

7、 管。求：(1)RL兩端的電壓平均值；(2)流過RL的電流平均值；(3)選擇二極管時，其最0/V3丄-Uo/V |3o-4108電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)大整流平均電流IF和最高反向工作電壓UR為多少？圖 5.7 習題 5.10 電路圖第 4 章半導體二極管及其基本電路-109解：全波整流,100U(AV)mUi=0.9_2=63.6(V),I(AV)IF=ID(AV)冷曲=31.82(mA)URF2JI=100(V)5.11 全波整流電路如圖 5.8 所示，U21 -U22二.2U2sin ，t ,變壓器和二極管均為理想元 器件。(1)畫出輸出電流 i。、輸出電壓 U。和二極管電壓 uD的波形；

8、(2)設(shè) U2為已知，求直 流分量U、|和二極管的平均電流、承受的反向電壓峰值U。UO(AV)Io(AV)ID(AV)UD(RM)VD,圖 5.8 習題 5.11 電路圖UR=2UO(AV)63 6(mA)R_解:UO(AV)=0刖2，IO(AV)=0.9 RR_|_1|D(AV)- 2O(AV)= 0.45U2R_第 4 章半導體二極管及其基本電路110圖 5.9 習題 5.13 電路圖5.12 在橋式整流電容濾波電路中，已知RL120 ,U(AV)=30V，交流電源頻率f =50Hz。選擇整流二極管，并確定濾波電容的容量和耐壓值。UO(AV)解：UI5(V)，UD(RM)=14 2UI=3

9、8.9(V)5.13 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ=6V，穩(wěn)定電流的最小值Izmin=4mA。求圖 5.9 所示電路中UO1和UO2。r rJICdV-Znr/ 劉3 兀4JLrnn2 兀4VD1導通VD2導通VD1導通VD2導通八(、2 兀3 兀4 兀IF= 1-11D(AV)= 1.1 2 ID(AV)= 1.1302 120= 137.5(mA)RLC=4T=21=0. 04，250C/RL0.04120=333.3 pF5-+5000R?-+u2Uu2UioU第 4 章半導體二極管及其基本電路-111(b)(a)112電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(b)斷開 Dz，UDZ二 尺10 = 5(V)：U

10、zR + R所以 DZ處于截止狀態(tài)，Us =5(V)5.14 圖 5.10 中各電路的穩(wěn)壓管 VDzi和VDZ2的穩(wěn)定電壓值分別為8V 和 12V，穩(wěn)壓管正向?qū)妷篣DZ=0.7V，最小穩(wěn)定電流是 5mA。試判斷 VDZ1和VDZ2的工作狀態(tài)并求各個 電路的輸出電壓Uab。(b)圖 5.10 習題 5.14 電路圖所以 VDz1處于穩(wěn)壓狀態(tài)，VDZ2處于正向?qū)顟B(tài)Uab=8.7(V)解:(a)斷開 Dz,UDZRR RL10=8(V) UZ假設(shè) DZ穩(wěn)壓，IZ10-UzRUZ-=8-3=5(m/) a IZmin,所以DZ處于穩(wěn)壓狀態(tài),Ui=6(V)40VO ti解：(a)假設(shè) VDz1處

11、于反向擊穿狀態(tài),VDZ2正向?qū)?Ij48=15.65(mA)5(mA)第 4 章半導體二極管及其基本電路-113所以 VDz1處于穩(wěn)壓狀態(tài)，VDZ2處于反向截止狀態(tài)Uab=8(V)5.15 在圖 5.11 中，5 =16sint(V)，所有穩(wěn)壓管均為特性相同的硅穩(wěn)壓管，且穩(wěn)定電 壓UZ=8V。試畫出 u1和 u2的波形。(b)假設(shè) VDz1處于反向擊穿狀態(tài),VDz2處于反向截止I40=16(mA) 5(mA)2114電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)圖 5.11 習題 5.15 電路圖ui8V, VDZ反向擊穿,處于穩(wěn)壓狀態(tài)，uo1=8（V）解： （a） 斷開 VDz,UDZ=Ui-0.7V : ui:

12、 8V, VDZ反向截止，uo訐qui -0.7V, VDz正向?qū)ǎ瑄o1=-0.7（ V）(b) u 8.7V時，VDZ1導通，VDZ2穩(wěn)壓，u2=8.7V-8.7V: q：8.7V時，VDz1、VDZ2均截止，uo2=u.Ui :：七.7V時，VDZ1截止，VDZ2導通，u。- -8.7V.i,2k2VDZJ5ZVD.2S(a)第 4 章半導體二極管及其基本電路-1155.16 在下面幾種情況下，可選用什么型號的三端集成穩(wěn)壓器?116電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(1)Uo= + 12V ,RL最小值為 15Q;(2)Uo= + 6V，最大負載電流 iLmax= 300mA;(3)Uo= 15V

13、，輸出電流范圍 Io為 1080mA。12 解：(1)|0二一 =800(mA)，所以選 781215(2)選 78M06(3)選 78L155.17 電路如圖 5.12 所示，三端集成穩(wěn)壓器靜態(tài)電流lw= 6mA, Rw為電位器，為了得到10V 的輸出電壓，試問應(yīng)將RW調(diào)到多大？解:Uo二 U23(仏-IW)Rw =5(-+6)RW=10VR0.3所以 Rw=220()5.18 利用 W7805 獲得輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電源如圖5.13 所示，試求輸出電壓 U。的表 達式，并計算它的可調(diào)范圍。Rl*RpU飛RpR4Uo，U_Uo為U23解:得:所以UO=RRP旦RUR3RpRR2RBRPR4R

14、HR3R甩UOmaxUOmin=22.5(V)=5.625(V)圖 5.12 習題 5.17 電路圖第 4 章半導體二極管及其基本電路-117Lb圖 5.13 習題 5.18 電路圖5.19 電路如圖 5.14 所示：（1 ）求電路負載電流IO的表達式；（2）設(shè)輸入電壓為Ui=24V ，W7805 輸入端和輸出端間的電壓最小值為3V， loUIW，R = 501。求出電路負載電阻RL的最大值。圖 5.14 習題 5.19 電路圖I J23I J23解: Io iw，Uo=IORL：RL_（24 -3） -U23=16（V）RR所以RL_ 160（1）5.20 已知三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 W117 的基準電壓UREF=1.25V，調(diào)整端電流IW=50）A, 用它組成的穩(wěn)壓30Vr+UiW7805R2C2=C13118電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電路如圖 5.15 所示。（1 ）若 11=100，忽略IW對 Uo的影響，要