太原理工大學電路與電子技術基礎作業(yè)及重點練習解答演示文稿

第一頁，共九十七頁。優(yōu)選太原理工大學電路與電子技術基礎作業(yè)及重點練習解答第二頁，共九十七頁。目錄

第1章習題

第2章習題

第5章習題

第7章習題

第8章習題

第9章習題

第10章習題第三頁，共九十七頁。

第1章習題重點例題：例1.5，例1.8重點作業(yè)：1.9；1.15第四頁，共九十七頁。1.4試求圖1.30所示電路在下列三種情況下的電流I1、I2、I3電壓U2。（1）R3=8kΩ

（2）R3=∞（3）R3=0解:8kΩ36V+-2kΩR3R2R1U2U+-I3I2I1第五頁，共九十七頁。8kΩ36V+-2kΩR3R2R1U2U+-I3I2I1第六頁，共九十七頁。1.6如圖1.31所示電路，方框分別代表一個元件，各電壓、電流的參考方向均已設定。已知I1=2A，I2=-1A，I3=3A，I4=1A，I5=-4A，I6=-5A，U1=4V，U2=-2V，U3=3V，U4=-1V，U5=-1V，U6=2V。求各元件的功率，并說明它們是吸收功率還是向外提供功率。P1=I1U1=8W；吸收功率P2=-I2U2=-2W；提供功率P3=I3U3=9W；吸收功率P4=I4U4=-1W；提供功率P5=-I5U5=-4W；提供功率P6=-I6U6=-10W；提供功率第七頁，共九十七頁。1.9

試求圖1.34所示各電路中獨立電源的功率。并指出功率性質。1A2Ω2V+－（a）解:圖（a）吸收功率提供功率吸收功率1A2V+－（b）解:圖（b）吸收功率提供功率√第八頁，共九十七頁。1A1Ω2V+－（c）2Ω1A1Ω2V+－（d）解:圖（c）提供功率提供功率吸收功率解:圖（d）提供功率提供功率吸收功率吸收功率第九頁，共九十七頁。1.15

試求圖1.40所示電路中各元件的功率。解:由KVL提供功率功率平衡。

吸收功率吸收功率提供功率√20Ω5Ω

15I1+-10A+-第十頁，共九十七頁。

第2章習題重點例題：例2.2；例2.4；例2.8重點作業(yè)：2.2（a）；2.6；2.12（a）第十一頁，共九十七頁。2.2試用網孔法求圖（a）電路的電流I和圖（b）電路中的電壓U。I30Ω20Ω1A30V+-Im15Ω5V+-5ΩIm2Im3解:（a）由網孔法得√Im1=1-5Im1+40Im2-30Im3=30-20Im1-30Im2+50Im3=-5第十二頁，共九十七頁。第十三頁，共九十七頁。UR3Ω2A24V+-Im14Ω8A+-1ΩIm3Im2解:（b）設電流源電壓為UIS方向如圖+-UIS得網孔方程如下：Im1=2-3Im1+7Im2=-UIS-Im1+Im3=UIS-24R可等效去掉Im3-Im2=8解得：Im2=-3AIm3=5A則：U=-4Im2=12V第十四頁，共九十七頁。2.6試用節(jié)點法求5Ω電阻消耗的功率。2Ω20Ω8I+-20V+-2Ω5Ω10Ω①②解:由節(jié)點①由節(jié)點②由(2)式代入(1)式√第十五頁，共九十七頁。2.12求含源二端網絡的戴維南等效電路。UOC+-a3Ω+9V+-6Ωb-(a)解:（1）求開路電壓UOC解:（2）求內阻ROba3Ω+6Ω-U端+-a9V+-6Ωb戴維南等效電路ROUOC√令I’

=1A則U端

=9VI端I端

=1+3/6=1.5ARO=6Ω第十六頁，共九十七頁。2A+-a+4V+-10Ωb-(b)UOC+-解:（1）求開路電壓UOC解:（2）求內阻RO+-a+10Ωb-a6V+-2.5Ωb戴維南等效電路ROUOCU端3U端I端令U端

=10V由KVL得I端

=4A則

RO=2.5Ω4U端-10I端=

0第十七頁，共九十七頁。2.19電路如圖2.45所示，負載電阻RL可任意改變，問RL為何值時其上可獲得最大功率，并求出該最大功率PLmax。。U端+-解:（1）求開路電壓UOCU=10(2—0.1U)U=10VUOC=2×5+U+20=40W（2）求內阻ROI端將二端網絡內部的電壓源短路，電流源開路當：RL=RO=10Ω時則：I端=0.1U+U/10=2AU端=5I端+U=20ARO=U端/I端=10Ω（3）求最大功率PMPM=

=40W這是兩個網孔的電路，其網孔電流分別為2A和0.1U,則流過10Ω的電流為（2—0.1U)第十八頁，共九十七頁。

第5章習題重點例題：例5.1；例5.9重點作業(yè)：5.1；5.11；5.12（b）第十九頁，共九十七頁。答:①雜質半導體有N型和P型兩種。

②

N型半導體中多子為自由電子；少子為空穴。

P型半導體中多子為空穴；少子為自由電子。

③雜質半導體中多子的濃度由摻雜濃度確定；少子的濃度與溫度有關。5.1雜質半導體有幾種？它們當中的多子還少子分別是什么？它們的濃度分別由什么決定？√第二十頁，共九十七頁。5.11已知放大電路中晶體管各極電位，試判斷晶體管的類型和材料，x、y、z各是何電極？解:

由-6-(-6.2)=0.2V,可見為鍺晶體管；由UC＜UB＜UE，可見為PNP晶體管；yzxTUx=-9VUy=-6VUz=-6.2VBECT2－9V－6.2V－6VPNP型鍺管|UBE|=0.6~0.7V，硅管，|UBE|=0.2~0.3V，鍺管，NPN型C點電位最高，UBE>0，PNP型C點電位最低，UBE<0.√第二十一頁，共九十七頁。5.12電路如圖所示，D、D1、D2為理想二極管，判斷圖中的二極管是導通還是截止，并求ab兩端的電壓Uab。(a)6kΩ12VD18Vab解：解：D導通，D兩端的開路電壓:18-12=6V(b)1kΩ12VD16VabD2D2兩端的開路電壓=6VD2導通D1兩端的電壓:-12-0=-12V；D1截止√第二十二頁，共九十七頁。解：(c)5kΩ5VD11VabD2D1兩端的開路電壓=5-1=4VD1導通D2兩端的電壓=-5VD2截止第二十三頁，共九十七頁。5.13試分析各晶體管的工作狀態(tài)（放大、截止、飽和或損壞）。3DK2B1V1.3V1.71V(a)3AX31C0V-5V-0.2V(b)3AG210V6V2V(c)3DG4B0V-6V-5.7V(d)NPN管UBE=0.71V>0UBC=0.41V>0UB>UC>UEUCE<UBE

飽和PNP管UBE=-0.2V<0UBC=4.8V>0UC<UB<UE

放大PNP管UBE=-4V<0UBC=2V>0

損壞NPN管UBE=0.3V>0UBC=-5.7V<0UC>UB>UE

放大第二十四頁，共九十七頁。3AK150V-0.1V-0.3V(e)3CK2B5.3V6V5.3V(f)3DG6B0V6V0.67V(g)3AX81C-9V-6V-5V(h)NPN管UBE=0.67V>0UBC=-5.33V<0UC>UB>UEUCE>UBE

放大PNP管UBE=-0.3V<0UBC=-0.2V<0UB<UC<UE

飽和PNP管UBE=-0.7V<0UBC=0

損壞PNP管UBE=1V>0UBC=4V>0UB>UE>UC

截止第二十五頁，共九十七頁。5.16圖示電路中，UCC=12V,晶體管為硅管,UBE=0.7V

,β=50，試分析ui分別為0V、1V、1.5V時，晶體管的工作狀態(tài)，并計算uo的值。（1）由ui=0V，即UBE=0V,小于管子的導通電壓，管子的發(fā)射結反偏，集電結也反偏，晶體管工作在截止狀態(tài)。Uo=12V（2）由Ui=1V時，1V大于晶體管的導通電壓，故發(fā)射結正偏,集電結反偏則:晶體管工作在放大狀態(tài)解：+12V1kΩICIB5kΩRCRBuiuo第二十六頁，共九十七頁。（3）由Ui=1.5V時，1.5V大于晶體管的導通電壓，故發(fā)射結正偏,集電結反偏則:因為IC<ICS，所以管子工作在放大區(qū)。因為UCE>UBE，所以管子工作在放大區(qū)。第二十七頁，共九十七頁。

第7章習題重點例題：課件中的例題；例7.7；例7.9重點作業(yè)：7.7；7.14第二十八頁，共九十七頁。課件中例:

電路如下圖所示，已知R1=10k

，RF=50k。求:1.Auf

、R2；

2.若R1不變,要求Auf為–10,則RF

、R2應為多少？uORFuiR2R1++––++–解：第二十九頁，共九十七頁。7.7

電路如圖7-52所示，試求輸出電壓uo的表達式。解：由虛斷：由分壓：由虛短：輸出電壓uo的表達式uo10kΩ_++20kΩui20kΩ√第三十頁，共九十七頁。7.8電路如圖7-53所示，試求輸出電壓uo。uo10kΩ_++1kΩ2kΩ2kΩuiuo10kΩ_++2kΩ解：由等效電路（反相比例器）：第三十一頁，共九十七頁。ui1ui212kΩ++uo-12kΩ43kΩ7.9

電路如圖7-54所示，問：（1）若ui1=0.2V，ui2=0V時，uo=？（2）若ui1=0V，ui2=0.2V時，uo=？（3）若ui1=0.2V，ui2=0.2V時，uo=？解：（1）為反相比例器解：（2）為同相比例器解：（3）為減法器第三十二頁，共九十七頁。R1R2++uiuo１-R4R5++uo-R3R610kΩ100kΩ10kΩ7.10

電路如圖7-55所示，問：R5=？才能使uo=-55ui。解：第一級為同相比例器

第二級為反相比例器第三十三頁，共九十七頁。7.13

電壓比較器如圖7-58所示，UZ=±5V。畫出傳輸特性。若在同相輸入端接-2V，則傳輸特性有何變化？ui++uo-RDZ解:(1)同相輸入端接地時，傳輸特性。uo-5V+5VOui2)

傳輸特性。第三十四頁，共九十七頁。ui++uo-RDZ-2V解:(2)同相輸入端接-2V時，傳輸特性。2)

傳輸特性。uo-5V+5VOui-2V第三十五頁，共九十七頁。uo+6VOui7.14

電壓比較器如圖7-59所示，UZ=5V，UD=0V。求閾值UT

并畫出傳輸特性。ui++uo-R3DZD3kΩ+3VR1R210kΩ20kΩ解:(1)求閾值UT2)

傳輸特性。-1.5V√U+

=0VU-

=R1R1+R2×3+R2R1+R2×Ui=U+=0第三十六頁，共九十七頁。例:在圖示電路中，已知RF=4R1，求輸出電壓uo與ui1和ui2的關系式。－+ui1－+ui2uo1R1RFuo解：第三十七頁，共九十七頁。例：電路如圖所示，設運放是理想的，試計算Uo。－+－+R1Rf1Ui=0.6VUo1U2=0.8VUoR250kΩR4Rf2100kΩ50kΩ33kΩ100kΩA1A2R333kΩ解:第三十八頁，共九十七頁。例：電路如圖示，運放的最大輸出為±12V，穩(wěn)壓管

UZ=±6V。輸入ui是幅值為±3V的三角波。試分別畫出

UR

為＋2V、0V、－2V三種情況下的傳輸特性和uo波形。uo_++∞URui10kΩ10kΩ1kΩDZ±UZuouio+6V-6V+2V電壓傳輸特性解:輸出uo波形otuiotuo+6V－6V+2V第三十九頁，共九十七頁。uo_++∞URui10kΩ10kΩ1kΩDZ±UZuouio+6V-6V電壓傳輸特性解:輸出uo波形UR=0uituoot+6V－6V第四十頁，共九十七頁。uo_++∞URui10kΩ10kΩ1kΩDZ±UZuouio+6V-6V-2V電壓傳輸特性解:輸出uo波形+6V－6V-2Votuiotuo

第四十一頁，共九十七頁。

第8章習題重點例題：例8.5；例8.7；例8.10；例8.12重點作業(yè)：8.4（4）；8.7（1）；

8.8（1）；8.11（2）第四十二頁，共九十七頁。8.4

寫出下列邏輯函數(shù)的對偶函數(shù)√解:解:解:√解:第四十三頁，共九十七頁。解:解:第四十四頁，共九十七頁。8.7

寫出下列邏輯函數(shù)的反函數(shù)√解:√解:解:第四十五頁，共九十七頁。解:解:解:第四十六頁，共九十七頁。8.8

用邏輯代數(shù)法化簡下列邏輯函數(shù)：√解:其反函數(shù)的最簡與或式為：F的最簡與或式為：√第四十七頁，共九十七頁。第四十八頁，共九十七頁。解:其最簡與或式為第四十九頁，共九十七頁。解:其最簡與或式為解:其最簡與或式為第五十頁，共九十七頁。解:其對偶函數(shù)的最簡與或式為F的最簡與或式為：或：解:其最簡與或式為第五十一頁，共九十七頁。8.9

已知，求F的最小項表達式。解:其對偶函數(shù)的最簡與或式為第五十二頁，共九十七頁。8.10:用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)，如何才能保證寫出最簡單的邏輯表達式？解:①填1方格（將函數(shù)用卡諾圖表示）②畫卡諾圈(對2k個1方格相鄰矩形區(qū)域畫圈)(k≤n)畫圈的原則先小圈，后大圈圈要畫大，圈要畫少每個圈中至少有一個1方格未被其它圈包含（圈內必須有自有的1方格）畫圈的步驟先單圈孤立的1方格再將僅與一個1方格相鄰的方格，兩兩圈出，（注意：某些1方格可以重復圈）依次將四個1方格、八個1方格等相鄰區(qū)域圈出③列化簡的與或式將圈內互反變量消去，保留公有變量因子得與項。將各圈的與項或起來寫出最簡與或式第五十三頁，共九十七頁。8.11

用卡諾圖化簡下列邏輯函數(shù)為最簡與或式：√解:CAB000111100111111最簡與或式不唯一CDAB00011110000111101111111√第五十四頁，共九十七頁。CDAB00011110000111101111111111第五十五頁，共九十七頁。CDAB000111100001111011111111111111第五十六頁，共九十七頁。8.13

OC門有什么主要特點？它有什么重要的作用？解:

三態(tài)輸出門輸出三種狀態(tài)。當控制端為高電平1時，實現(xiàn)正常的邏輯關系,當控制端為低電平0時，輸出F處于開路狀態(tài)，也稱為高阻狀態(tài)。三態(tài)輸出門可以實現(xiàn)單向總線、雙向總線傳輸。普通集成邏輯門輸出端直接并聯(lián)將燒壞內部的晶體管。OC門輸出端可以直接并聯(lián)。OC門可以實現(xiàn)線與邏輯、邏輯電平的轉換、輸出端可直接驅動負載。8.14

三態(tài)門有什么主要特點？它有什么重要作用？解:第五十七頁，共九十七頁。例

寫出下列邏輯函數(shù)的對偶函數(shù)：解:√第五十八頁，共九十七頁。例

寫出下列邏輯函數(shù)的反函數(shù)：解:√第五十九頁，共九十七頁。例

將下列邏輯函數(shù)展開為最小項表達式。解:第六十頁，共九十七頁。例

用卡諾圖化簡下列邏輯函數(shù)為最簡與或式：解:ABCD00011110000111101111111ABC000111100111111√第六十一頁，共九十七頁。ABCD00011110000111101111111ABC00011110011111ABC00011110011111第六十二頁，共九十七頁。ABC00011110011111第六十三頁，共九十七頁。

第9章習題重點例題：例9.2；例9.6；例9.10重點作業(yè)：9.3（1）；9.9；9.12第六十四頁，共九十七頁。（1）三變量的判奇電路，輸入奇數(shù)個1輸出為1，否則為0。①設輸入變量A、B、C輸出變量Y:輸入奇數(shù)個1輸出為1，否則為0②列出邏輯真值表③寫出邏輯表達式④畫出邏輯圖YABC=1=19.3試用門電路設計如下邏輯功能的組合邏輯電路。解:√=A(BC+BC)+A(BC+BC)第六十五頁，共九十七頁。解:ABCDF00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111①列真值表②化簡邏輯式CDAB000111100001111011111③畫出邏輯圖(2)試設計四變量的多數(shù)表決電路，當輸入變量A、B、

C、D中有3個或3個以上為1時輸出為1。FABCD&&&&≥1第六十六頁，共九十七頁。用與非門實現(xiàn)FABCD&&&&&第六十七頁，共九十七頁。9.9

試用一個74LS138，3線-8線譯碼器和若干與非門組成全加器,并畫出電路接線圖。

解:74138使能時,1012364515141312111097YYYYYYYYA0A1A2EEE0123456713274LS138&SCIBACO&√第六十八頁，共九十七頁。9.12

試用74LS153和少量門實現(xiàn)2個判斷功能。輸入ABC中有奇數(shù)個1輸出Y1為1，否則為0。輸入ABC中有多數(shù)個1輸出Y2為1，否則為0。解：741LS53使能時,令：令：①真值表②

邏輯式√第六十九頁，共九十七頁。接線圖ABCY21Y11D01D11D21D3A1A02Y74LS1531ST1Y2ST2D02D12D22D31第七十頁，共九十七頁。例

分析圖所示的電路，寫出Y的邏輯表達式。解:異或功能例

分析圖所示的電路，寫出Y的的邏輯表達式。解:ABY&&&&&AABBY=1=1=√√第七十一頁，共九十七頁。例

試設計用3個開關控制一個電燈的電路，要求任何一個開關都能控制電燈的亮滅。（1）設輸入變量A、B、C輸出變量Y:燈亮為“1”,燈不亮為“0”,（2）列出邏輯真值表（3）寫出邏輯表達式（4）畫出邏輯圖YABC=1=1第七十二頁，共九十七頁。例

一個由3線-8線譯碼器電路如圖所示，試寫出Y1和Y2的邏輯表達式。解:已知74138使能時,同理:&Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16G2A4G2B574LS138Y1Y2CBA1&√第七十三頁，共九十七頁。例

畫出用3-8譯碼器74138和門電路產生如下多輸出函數(shù)的邏輯圖。

解:已知74138使能時,√第七十四頁，共九十七頁。1012364515141312111097YYYYYYYYABCGGG0123456712B2A74138Y2ACBY3Y1&&&第七十五頁，共九十七頁。例

八選一數(shù)據(jù)選擇器電路如圖所示，其中ABC為地址，D0～D7為數(shù)據(jù)輸入，試寫出輸出Y的邏輯表達式。W6D04D13D22D31D415D514D613D712A11G7C9B10Y574151CB1A0Y解:第七十六頁，共九十七頁。例

試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74151實現(xiàn)函數(shù)

解:74151使能時,令:√第七十七頁，共九十七頁。接線圖10ABCDY(A,B,C,D)71110943211514131256ABCGDDDDDDDDYW01234567741511第七十八頁，共九十七頁。

第10章習題重點例題：例10.1；課件中的例題重點作業(yè)：10.4；補充作業(yè)：用74LS161構成一個十進制計數(shù)器，要求：①列出有效狀態(tài)轉換圖②畫出連線圖第七十九頁，共九十七頁。10.4

時序邏輯電路按照觸發(fā)器動作方式可分為哪兩類？對同步時序邏輯電路的描述需要用哪三個方程來完成。①同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路。②輸出方程、驅動（激勵）方程、狀態(tài)方程。解:√第八十頁，共九十七頁。010000100110Q1DC1Q－CPQ1DC1Q－Q1DC1Q－&Q1Q2Q310.5

時序邏輯電路如圖所示，試寫出驅動方程、狀態(tài)方程，試作出狀態(tài)表及狀態(tài)圖，并指出電路是幾進制計數(shù)器。

解：（1）觀察變量

狀態(tài)變量Q3,Q2,Q1（2）驅動方程（3）狀態(tài)方程（4）狀態(tài)表次態(tài)現(xiàn)態(tài)000001010011100101110111001011100110第八十一頁，共九十七頁。能自啟動的五進制計數(shù)器010，101，111三個為非循環(huán)狀態(tài)次態(tài)現(xiàn)態(tài)000001010011100101110111001011100110000010100110（5）狀態(tài)圖Q3Q2Q1000001011110100101010111第八十二頁，共九十七頁。補充題1：采用清零法，用集成計數(shù)器74161組成6進制計數(shù)器?！蘍DQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111解：74LS161為十六進制計數(shù)器。74LS161CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD111CP&②反饋碼QDQCQBQA=（0110)2=6③模＝反饋碼＝6①用CLR實現(xiàn)反饋清零法電路為六進制計數(shù)器第八十三頁，共九十七頁。74LS161構成六進制計數(shù)器的狀態(tài)圖000000010010001101000101011001111000100110101011110011010110僅瞬間出現(xiàn)初始狀態(tài)11101111第八十四頁，共九十七頁。例

試說明圖示電路為幾進制計數(shù)器。QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001解：74LS160為十進制計數(shù)器。②

預置數(shù)DCBA

=(0011)2=３，反饋碼QDQCQBQA=（1001)2=９③模＝反饋碼－預置數(shù)+1＝9－3＋1=７電路為七進制計數(shù)器CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD1174LS1601CP0&1①用LOAD實現(xiàn)反饋預置法第八十五頁，共九十七頁。等待第7個CP脈沖置入001100110100010101100010011110000001000074LS160構成七進制計數(shù)器的狀態(tài)圖初始狀態(tài)1001第八十六頁，共九十七頁。例9試說明圖示電路為幾進制計數(shù)器。74LS160QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001解：74LS160為十進制計數(shù)器。CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD111CP&②反饋碼QDQCQBQA=（0101)2=5③模＝反饋碼＝5①用CLR實現(xiàn)反饋清零法電路為五進制計數(shù)器第八十七頁，共九十七頁。00000001001000110100010101100111100010010101僅瞬間出現(xiàn)74LS160構成五進制計數(shù)器的狀態(tài)圖初始狀態(tài)第八十八頁，共九十七頁。1例

試用74160構成七進制、二十四進制計數(shù)器并上機仿真。解：1.已知74160為10進制計數(shù)器,將其構成七進制計數(shù)器QDQCQBQA0000000100100011010001010110011110001001①74160是同步置數(shù)，設預置數(shù)S0=0000，其反饋碼SX－1=S7-1

=0110反饋置數(shù)法②反饋置數(shù)函數(shù)LOAD=QCQB③畫連線圖及狀態(tài)圖CLR1LOAD9ENT10ENP7CLK2RCO15A3QA14B4QB13C5QC12D6QD1174160CP126011070000取前七個狀態(tài)&第八十九頁，共九十七頁。011110001001等待第7個CP脈沖置入000074160構成7進制計數(shù)器的狀態(tài)圖0000000100100011010001010110初始狀態(tài)第九十頁，共九十七頁。反饋清