模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2 6 7章課后答案

1、第二章 習(xí)題解答2-1 電話線路上的直流電壓約為50V，用于電話機(jī)通話時的直流電源。話機(jī)內(nèi)部電路對電壓有極性的要求。話機(jī)電路中有一個導(dǎo)向電路，如題2-1圖所示。外線與話機(jī)引線相接時不必考慮電壓極性。試說明其工作原理。答：當(dāng)外線與話機(jī)引線相接時，如果話機(jī)引線的上端接正、下端接負(fù)，則電源正端經(jīng)過D1，話機(jī)內(nèi)的其他電路、D4到電源負(fù)端，形成電流回路，此時二極管D1、D4正向?qū)?，D2、D3截止。如果話機(jī)引線的下端接正、上端接負(fù)，則電源正端經(jīng)過D2、話機(jī)內(nèi)的其他電路、D3到電源負(fù)端，形成電流回路。由此或見，無論話機(jī)引線的上端接正還是下端接正，對于話機(jī)內(nèi)的其他電路來說都符合對電壓極性的要求，這就是導(dǎo)向電

2、路所起的作用。2-2 已知硅和鍺PN結(jié)的反向飽和電流分別為10-14A和10-8A。若外加電壓為0.25V、0.45V、0.65V時，試求室溫下各電流I，并指出電壓增加0.2V時，電流增加的倍數(shù)。解：根據(jù)式（1-2-4） ，室溫時對于硅PN結(jié)：，則外加電壓V0.25V0.45V0.65VI14993.73285 75567.20×1010電壓增加0.2V時電流增加的倍數(shù)為對于鍺PN結(jié)，則外加電壓V0.25V0.45V0.65V14993.73285 75567.20×1010I電壓增加0.2V時電流同樣增加2191倍。2-3 在室溫時鍺二極管和硅二極管的反向飽和電流分別為1

3、A和0.5pA，若兩個二極管均通過1mA正向電流，試求它們的管壓降分別為多少。解：根據(jù)二極管的伏安特性 當(dāng)VVT時 則 若鍺二極管的， ，則若硅二極管的，則2-4 兩個硅二極管在室溫時反向飽和電流分別為2×10-12A和2×10-15A，若定義二極管電流I=0.1mA時所需施加的電壓為導(dǎo)通電壓，試求各VD（on）。若I增加到10倍，試問VD（on）增加多少伏。解：根據(jù)二極管的伏安特性 當(dāng)IIS時 則當(dāng)硅二極管的時，則當(dāng)硅二極管的時，則若I增加到10倍，則2-5 已知IS（27）=10-9A，試求溫度為10、47和60時的IS值。解：由于溫度每升高10，IS約增加一倍，即已知

4、To=27時，則，2-6 題2-6圖所示電路中為三個完全相同的二極管，IS=10-14A。要求在輸出電壓V0=2V時，求電流值I。如果從輸出端流向負(fù)載的電流為1mA，輸出電壓的變化為多少？解：（1）根據(jù) 其中 （2）如果流向負(fù)載的電流為1mA，則流過二極管的電流為 則 所以輸出電壓的變化為：2-7 在題2-7圖所示電路中，設(shè)二極管為理想的，試判斷圖中各二極管是否導(dǎo)通，并求VAO值。解：根據(jù)題意，電路中的二極管都是理想的。（a）二極管D不通 （b）D導(dǎo)通 （c）D1導(dǎo)通，D2不通 （d）D1、D2均導(dǎo)通，則 2-8 題2-8圖所示電路中，設(shè)二極管為理想的，求圖中所示的電壓和電流值。解：（a）圖中

5、理想二極管導(dǎo)通，V=-5V， I=1mA （b）圖中理想二極管不通，V=5V， I=0 （c）圖中理想二極管導(dǎo)通，V=5V， I=1mA （d）圖中理想二極管不通，V=-5V， I=02-9 題2-9圖所示電路中，設(shè)二極管是理想的，求圖中標(biāo)記的電壓和電流值。解 （a）圖中理想二極管D2導(dǎo)通，D1截止 V=3V I=8mA （b）圖中理想二極管D1導(dǎo)通，D2截止 V=1V I=4mA2-10 假定題2-10圖電路中的二極管是理想的，求圖中標(biāo)記的電壓和電流值。解：（a）圖中理想二極管D1導(dǎo)通，D2導(dǎo)通 V=0 （b）圖中理想二極管截止，D2導(dǎo)通 2-11 假定題2-11圖電路中的二極管是理想的，利

6、用戴維南定理簡化電路，并求圖中標(biāo)記的電壓和電流值。解：（a）由于二極管是理想的，利用戴維南定理簡化電路如下圖： （b）同樣由于二極管是理想的，用戴維南定理簡化后如下圖： 2-12 題2-8圖所示電路中，利用恒電壓降模型（VD=0.7V），求圖中標(biāo)注的電壓和電流值。解：（a）二極管導(dǎo)通，VD=0.7V，則V=-4.3V （b）二極管截止，V=5V，I=0 （c）二極管導(dǎo)通，VD=0.7V，則V=4.3V （d）二極管截止，V=-5V，I=02-13 題2-13圖所示電路中的二極管為理想的，試畫出輸出電壓vo的波形。設(shè)vi=6sint(V)。解：（a）圖中二極管為理想的，電路為上、下限幅電路。其中

7、（b）圖中二極管為理想的，電路為下限幅電路2-14 在題2-14圖所示電路中，已知二極管參數(shù)VD(on)=0.25V，RD=7，PN結(jié)的串聯(lián)電阻rS=2，VDD=1V，vs=20sint(mV)，試求通過二極管的電流iD=IDQid。解：（1）求直流電流IDQ令信號電壓，由于電路中與相差不多，與RL相差不到一個數(shù)量級，所以二極管采用折線模型如下圖： （2）求交流電流 令直流電壓源，并將二極管用小信號電路模型替代如下圖s已知則因此，通過二極管13.16的電流為：2-15 已知題2-15圖所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓VZ=6V，最小穩(wěn)定電流IZmin=5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax=25mA。（1）

8、分別計算VI為15V、35V兩種情況下輸出電壓V0的值；（2）若VI =35V時負(fù)載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？DZRL5001kVIVo題2-15圖解：（1）當(dāng)VI =15V時，假定穩(wěn)壓管DZ不導(dǎo)通，則先作開路處理，輸出電壓V0為R與RL的分壓值。 <VZ說明穩(wěn)壓管DZ確實(shí)沒有導(dǎo)通，假定正確，V0=5V。 當(dāng)VI =35V時，假定穩(wěn)壓管DZ不導(dǎo)通，則先作開路處理，輸出電壓V0為R與RL的分壓值。>VZ說明穩(wěn)壓管DZ已經(jīng)導(dǎo)通，假定不正確，V0=VZ=6V。由于IZmin < IZ < IZmax，說明穩(wěn)壓管DZ已經(jīng)導(dǎo)通，并且能正常工作。（2）當(dāng)負(fù)載開路時，穩(wěn)壓管中的

9、電流等于限流電阻中的電流，即> IZmax穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。2-16 在測試電流為28mA時穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值為9.1V，增量電阻為5。求穩(wěn)壓管的VZO，并分別求電流為10mA和100mA時的穩(wěn)壓值。2-17 在題2-17圖所示穩(wěn)壓電路中，要求輸出穩(wěn)定電壓為7.5V，已知輸入電壓VI在15V到25V范圍內(nèi)變化，負(fù)載電流IL在0到15mA范圍內(nèi)變化，穩(wěn)壓管參數(shù)為IZmax=50mA，IZmin=5mA，VZ=7.5V，rZ=10，試求R的取值范圍。2-18 題2-18圖所示為雙向限幅電路，已知二極管參數(shù)VD(on)=0.7V，RD=100，試：（1）畫出（VOVI）限幅特性曲線；（2）

10、若vI=Vmsint，Vm=5V，畫出vO的波形。解（1）由于 可畫出限幅特性曲線如下圖所示 圖中上門限電壓 下門限電壓 （2）若則與相對應(yīng)的波形如下：DSR+V(+5V)2-19 在題2-19圖所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓VD=1.5V，正向電流在515mA時才能正常工作。試問： （1）開關(guān)S在什么位置時發(fā)光二極管才能發(fā)光？（2）R的取值范圍是多少？ 題2-19圖解：（1）開關(guān)S閉合時發(fā)光二極管才有正向電流，才能發(fā)光。（2）發(fā)光二極管的正向電流過小將不發(fā)光，過大將損壞發(fā)光二極管。R為限流電阻，其取值應(yīng)保證發(fā)光二極管既發(fā)光又不至于損壞。根據(jù)已知條件，R的范圍為：因此，R的取值范圍為：。2-2

11、0 一個半波整流電路，它的輸入為一個三角波，峰峰值為16V，平均值為0，R=1k。設(shè)二極管能用簡化二極管模型（折線近似）表示，且VD(on)=0.65V，rD=20。求輸出電壓v0的平均值。解：半波整流電路中二極管用簡化模型近似表示如下： 則輸出電壓如圖中所示（為了計算方便，設(shè)三角波的斜率為1）輸出電壓的平均值為2-21、判斷題，用“”或“”表示。（1）在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價元素，可將其改型為P型半導(dǎo)體。（ ）（2）因?yàn)镹型半導(dǎo)體的多子是自由電子，所以它帶負(fù)電。（ ）（3）PN結(jié)在無光照、無外加電壓時，結(jié)電流為零。（ ）（4）穩(wěn)壓二極管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時，處于正向?qū)顟B(tài)。（ ）答、

12、判斷題參考答案為：、。2-22、填空題。（1）半導(dǎo)體中有 和 兩種載流子，在本征半導(dǎo)體中摻入 價元素，可形成P型半導(dǎo)體。（2）本征硅中若摻入5價元素的原子，則多數(shù)載流子應(yīng)是 ，摻雜越多，則其數(shù)量一定越 ；相反，少數(shù)載流子應(yīng)是 ，摻雜越多，則其數(shù)量一定越 。這樣摻雜形成的半導(dǎo)體類型為 。（3）PN結(jié)空間電荷區(qū)又稱為 區(qū)，在平衡條件下，電性呈 ，因?yàn)閰^(qū)內(nèi) 所帶的電量相等。P區(qū)側(cè)應(yīng)帶 ，N區(qū)一側(cè)應(yīng)帶 ?？臻g電荷區(qū)的電場稱為 ，其方向從 指向 。（4）PN結(jié)加正向電壓時，空間電荷區(qū)將 。（5）二極管的單向?qū)щ娦詾椋和饧诱螂妷簳r ，外加反向電壓時 。（6）二極管的反向飽和電流值越小，則其 越好。（7）

13、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在 狀態(tài)。答、填空題參考答案為：（1）自由電子，空穴，三。（2）電子，多；空穴，少。N型半導(dǎo)體。（3）耗盡，中性，正、負(fù)離子。負(fù)電，正電。內(nèi)建電場，N區(qū)，P區(qū)。（4）變窄。（5）導(dǎo)通，截止。（6）單向?qū)щ娦?。?）反向擊穿。習(xí)題66-1 設(shè)運(yùn)放為理想器件。在下列幾種情況下，他們分別屬于哪種類型的濾波電路（低通、高通、帶通、帶阻）？并定性畫出其幅頻特性。（1）理想情況下，當(dāng)和時的電壓增益相等，且不為零；（2）直流電壓增益就是它的通帶電壓增益；（3）理想情況下，當(dāng)時的電壓增益就是它的通帶電壓增益；（4）在和時，電壓增益都等于零。答：（1）帶阻 （2）低通 （3）高通 （4

14、）帶通6-2 在下列各種情況下，應(yīng)分別采用哪種類型（低通、高通、帶通、帶阻）的濾波電路。（1）希望抑制50Hz交流電源的干擾；（2）希望抑制500Hz以下的信號；（3）有用信號頻率低于500Hz；（4）有用信號頻率為500 Hz。答：（1）帶阻 （2）高通 （3）低通 （4）帶通6-3 設(shè)A為理想運(yùn)放，試推導(dǎo)出圖P6-3所示電路的電壓放大倍數(shù)，并說明這是一種什么類型的濾波電路。答： ， 有源一階高通濾波電路6-4 設(shè)A為理想運(yùn)放，試推導(dǎo)出圖P6-4所示電路的電壓放大倍數(shù)，并說明這是一種什么類型的濾波電路。答：，有源一階低通濾波電路 圖P6-3 圖P6-46-5 已知圖P6-3和圖P6-4所示電

15、路的通帶截止頻率分別為100Hz和100KHz。試用它們構(gòu)成一個帶通濾波器。并畫出幅頻特性。答：將兩個電路串聯(lián)可構(gòu)成帶通濾波器，其，0dB，可畫出帶通濾波電路的幅頻特性。6-6 電路如圖6.1.10所示，要求，等效品質(zhì)因數(shù)，試求該電路中的各電阻阻值約為多少。答：，因?yàn)楣?，所以，為使運(yùn)放兩輸入端電阻對稱，應(yīng)有，所以。6-7 在低頻段的小信號等效電路中，要考慮哪些電容，不需要考慮哪些電容？在高頻段呢？答：在低頻段的小信號等效電路中要考慮耦合電容及旁路電容，不需要考慮晶體管的結(jié)電容；在高頻段要考慮結(jié)電容，不需要考慮耦合電容和旁路電容。6-8 什么是晶體三極管的共射極截止頻率？什么是晶體三極管的共基極

16、截止頻率？什么是晶體三極管的特征頻率？三者之間的關(guān)系是什么樣的？答：稱為三極管的共射極截止頻率，是使下降為0.707時的信號頻率；是下降為 0.707時的頻率，即三極管的共基極截止頻率；是使下降到1（即0dB）時的頻率，稱為三極管的特征頻率。三者之間的關(guān)系為：，6-9 放大電路頻率響應(yīng)的分析為什么可以分頻段來進(jìn)行？答：由于影響放大電路頻率響應(yīng)的耦合電容、旁路電容以及晶體管的結(jié)電容在不同頻段的影響不同，在中頻段這些電容的影響都可以忽略；在低頻時耦合電容和旁路電容的影響不能不考慮，結(jié)電容不起作用；而在高頻區(qū)耦合電容和旁路電容的影響可以不計，但結(jié)電容的影響卻要考慮，所以在分析放大電路的頻率響應(yīng)時可以

17、分頻段來進(jìn)行。6-10 已知某放大電路的 的電壓放大倍數(shù)為。（1）求解；（2）畫出波特圖。答：6-11已知某放大電路的波特圖如圖P6-11所示，試寫出電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式。圖P6-11答：6-12 阻容耦合放大器幅頻特性如圖P6-12，問：圖P6-12（1）給放大器輸入，的正弦信號時，輸出電壓為多少？（2）給放大器輸入，的正弦信號時，輸出電壓為多少？（3）求該放大器的通頻帶。（4）放大器輸入信號時，是否會產(chǎn)生頻率失真？請說明原因。（5）放大器輸入信號時，是否會產(chǎn)生頻率失真？請說明原因。答：（1） （2）， （3） （4）單一頻率的信號，不會產(chǎn)生頻率失真 ； （5）不同頻率信號的放大倍數(shù)不同，會

18、產(chǎn)生頻率失真 6-13 在手冊上查得某晶體管在，時的參數(shù)為， ，試求混合型等效電路中的、及、。答：、， 、。6-14 在圖P6-14所示電路中，已知，晶體管的， ，試估算該電路下限截止頻率和上限截止頻率，并寫出的表達(dá)式。圖P6-14答：，。6-15 已知電路如圖P 6-15所示。已知，晶體管的， ，試估算該放大電路的通頻帶。圖P 6-15答：，。6-16 電路如圖P6-16所示，已知晶體管的，。（1） 估算電路的下限頻率；（2）|5mV，且，則|？圖P6-16答：,時，|410mv6-17 電路如圖P6-16所示，晶體管的， ，畫出高頻小信號等效電路，求上限頻率。答：。6-18 設(shè)某三級放大器

19、，各級放大電路的上限截止頻率分別為，中頻增益為100，試求該放大器的上限頻率。答：（小于其他1/4）。習(xí)題7-1 填空題（1）將 輸出 信號的一部分或全部通過某種電路 饋送回輸入 端的過程稱為反饋。（2）反饋放大電路由 基本放大 電路和 反饋 網(wǎng)絡(luò)組成。（3）與未加反饋時相比，如反饋的結(jié)果使凈輸入信號變小，則為 負(fù)反饋 ，如反饋的結(jié)果使凈輸入信號變大，則為 正反饋 。（4）負(fù)反饋放大電路中，若反饋信號取樣于輸出電壓，則引入的是 電壓負(fù) 反饋，若反饋信號取樣于輸出電流，則引入的是 電流負(fù) 反饋；若反饋信號與輸入信號以電壓方式進(jìn)行比較，則引入的是 串聯(lián)負(fù) 反饋，若反饋信號與輸入信號以電流方式進(jìn)行比

20、較，則引入的是 并聯(lián)負(fù) 反饋。（5）對于放大電路，若無反饋網(wǎng)絡(luò)，稱為 開環(huán) 放大電路；若存在反饋網(wǎng)絡(luò)，則稱為 閉環(huán) 放大電路。7-2 判斷圖題7-2所示各電路中是否引入了反饋，若引入了反饋，則判斷是正反饋還是負(fù)反饋，是直流反饋還是交流反饋（設(shè)各電路中，電容對交流信號均視為短路）。 題7-2圖解：（a） 由、引入負(fù)反饋，交、直流反饋均有；（b） 由引入負(fù)反饋，交、直流反饋均有；（c） 由引入負(fù)反饋，交、直流反饋均有；（d） 由引入負(fù)反饋，交、直流反饋均有。7-3 在圖題7-2 所示各電路中，若引入了交流負(fù)反饋，試判斷是哪種組態(tài)的反饋。解：(a) 、引入了電流并聯(lián)負(fù)反饋；(b) 引入了電流串聯(lián)負(fù)反

21、饋；(c) 引入了電流并聯(lián)負(fù)反饋；(d) 引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋。7-4 判斷圖題7-4所示各電路中是否引入了反饋；若引入了反饋，則判斷是正反饋還是負(fù)反饋，是直流反饋還是交流反饋（設(shè)各電路中，電容對交流信號均視為短路）。題7-4圖解：(a) 電路中引入了負(fù)反饋，交、直流均有；(b) 電路中只引入了直流負(fù)反饋；(c) 電路中引入了負(fù)反饋，交、直流均有；(d) 電路引入了負(fù)反饋，交、直流均有。 7-5 在圖題7-4所示各電路中，若引入了交流負(fù)反饋，試判斷是哪種組態(tài)的反饋。解：(a) 引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋； (b) 無交流負(fù)反饋；(c) 引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋；(d) 引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。7-6 已知

22、某一反饋放大電路的方框圖如圖題7-6所示，圖中，反饋系數(shù)。若輸出電壓，求輸入電壓，反饋電壓和凈輸入電壓的值。題7-6圖解：7-7 有集成運(yùn)算放大器組成的同相比例放大電路中，已知運(yùn)放的開環(huán)電壓增益，求反饋系數(shù)和閉環(huán)電壓增益。解：同相比例放大電路引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋，則7-8 某負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)增益為40dB，當(dāng)基本放大器的增益變化10%時，反饋放大器的閉環(huán)增益相應(yīng)變化1%，問電路原來的開環(huán)增益為多少？解： 由可知，7-9 已知某一放大電路的電壓增益，當(dāng)它接成負(fù)反饋放大電路時，其閉環(huán)增益，若變化10%，問變化多少？解：7-10 已知交流負(fù)反饋有四種組態(tài)：a. 電壓串聯(lián)負(fù)反饋； b.電壓并聯(lián)負(fù)反

23、饋；c. 電流串聯(lián)負(fù)反饋； d.電流并聯(lián)負(fù)反饋；（1）為了穩(wěn)定放大電路的輸出電壓，增大輸入電阻，應(yīng)引入 a ；（2）為了增大放大電路的輸出電阻，減小輸入電阻，應(yīng)引入 d ；（3）欲減小電路從信號源索取的電流，增大帶負(fù)載能力，應(yīng)引入 a ；（4）欲從信號源獲得更大的電流，并穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)引入 d 。7-11 電路如圖題7-11所示，（1）試判斷該放大電路引入了哪種反饋組態(tài)；（2）現(xiàn)希望對電路的性能進(jìn)行改善，提高該電路的輸入電阻，降低輸出電阻，電路連線應(yīng)作何改進(jìn)？（3）比較改進(jìn)前后閉環(huán)增益是否相同？題7-11圖解：(1) 引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋；(2) 若要使電路提高輸入電阻，降低輸出電阻，需引入

24、電壓串聯(lián)負(fù)反饋。連線可以做如下改動：將的基極與的集電極相連，同時將的一端從基極移到的基極；或?qū)⒌幕鶚O通過接，的基極通過接地。(3) 改接前 改接后 7-12在圖題7-12所示放大電路中， 和均為反饋元件。（1） 為穩(wěn)定輸出電壓，正確引入負(fù)反饋；（2） 若使閉環(huán)電壓增益，確定題7-12圖解：(1) 為穩(wěn)定輸出電壓，輸出電阻應(yīng)盡可能小，需引入電壓負(fù)反饋；輸入端為電壓輸入，輸入電阻應(yīng)盡可能大，需引入串聯(lián)負(fù)反饋；因此，電路中應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，反饋元件應(yīng)接在集成運(yùn)放的反相輸入端和電路輸出端之間。 (2) 7-13 圖題7-13所示電路中集成運(yùn)放是理想的，其最大輸出電壓幅值為±14V。由圖可知： 電路引入了 電壓串聯(lián) （填入反饋組態(tài)）交流負(fù)反饋， 電路的輸入電阻趨近于 ¥ ， 電壓放大倍數(shù) 11 。設(shè) ，則 11 V；若開路，則變?yōu)?1 V；若 短路， 則變?yōu)?14 V； 若開路， 則變?yōu)?14 V； 若短路，則變?yōu)?1 V。題7-13圖7-14 反饋放大電路如圖題7-14所示。（1）哪些元件構(gòu)成了反饋網(wǎng)絡(luò)（交流反饋）？（2）判斷電路中交流反饋的類型。（3）求反饋系數(shù)。（4）計算閉環(huán)電壓放大倍數(shù) 。題7-14圖 解：(1) 由構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)； (2) 引入了電流串聯(lián)負(fù)