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

版习题解答

Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

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GS R 大的特点。( √ )

(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS U 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 A 。 A.变窄 B.基本不变 C.变宽 (2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。

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 B 。

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) U GS =0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。

A.结型管

B.增强型MOS 管

C.耗尽型MOS 管 三、写出图 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D =。

图

解：U O1=, U O2=0V , U O3=, U O4=2V , U O5=, U O6=-2V 。

四、已知稳压管的稳压值U Z =6V ，稳定电流的最小值I Zmin =5mA 。求图 所示电路中U O1和U O2各为多少伏。

(a) (b)

图

解：左图中稳压管工作在击穿状态，故U O1=6V 。

右图中稳压管没有击穿，故U O2=5V 。

五、电路如图所示，V CC =15V ，=100，U BE =。 试问：

(1)R b =50k 时，U o=

(2)若T 临界饱和，则R b =

解：(1)26BB BE

B b

V U I A R μ-=

=， 2.6C B I I mA β==,

2O CC C c U V I R V =-=。 图

电路如图所示, 二极管导通电压U D =,常温下mV U T 26≈，电容C 对交流信号可视为短路；i u 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 其动态电阻:

/10D T D r U I ≈=Ω 图

故动态电流的有效值：/1d i D I U r mA =≈

现有两只稳压管，稳压值分别是6V 和8V ，正向导通电压为。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：；14V ；；。 (2)并联相接可得2种：；6V 。

已知图 所示电路中稳压管的稳定电压6Z U V =，最小稳定电流

min 5Z I mA =，最大稳定电流max 25Z I mA =。

(1)分别计算I U 为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压O U 的值； (2)若35I U V =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 。 ∴V U I 10=时，V U R R R U I L

L

O 3.3=+=

； 图

V U I 15=时，5L

O I L

R U U V R R =

=+； V U I 35=时，11.7L

O I Z L

R U U V U R R =

≈>+，∴V U U Z O 6==。

(2)当负载开路时，mA I mA R

U U I Z Z

I Z 2529max =>=-=

，故稳压管将被烧毁。 在图 所示电路中，发光二极管导通电压 U D = ，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:

max min ()/700D D R V U I =-≈Ω 图

现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图所示。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。 (a) (b) (a) (b)

图 解图

解：答案如解图所示。

放大倍数分别为1/10100a mA A βμ==和5/10050b mA A βμ==

测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。

图

解:如解图。

解图

电路如图所示，晶体管导通时0.7BE U V =，β=50。试分析BB V 为0V 、1V 、3V 三种情况下T 的工作状态及输出电压O u 的值。

解： (1)当0BB V =时，T 截止，12O u V =。

(2)当1BB V V =时，因为

9O CC CQ c u V I R V =-= 图 所以T 处于放大状态。

(3)当3BB V V =时，因为460BB BEQ

BQ b

V U I A R μ-=

=，

2311.3CC CES

CQ BQ CS c

V U I I mA I mA R β-===

=， 所以T 处于饱和状态。 电路如图所示,晶体管的β=50 ,0.2BE U V =，饱和管压降0.1CES U V =；稳压管的稳定电压5Z U V =, 正向导通电压0.5D U V =。试问：当0I u V =时O u =；当5I u V =-时O u =

解：当0I u V =时，晶体管截止，稳压管击穿，

5O Z u U V =-=-。

当5I u V =-时，晶体管饱和，

0.1

O

u V

=-。

因为：图

480

I BE

B

b

u U

I A

R

μ

-

==，24

C B

I I mA

β

==，0

EC CC C c

U V I R

=-<

分别判断图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

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。

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 的对应关系如解图所示。

解图

已知场效应管的输出特性曲线如图所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。

图(a) (b)

解图

解：在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图 (a)所示),读出其与各条曲线交

点的纵坐标值及

GS

u值，建立()

D GS

i f u

=坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如解图 (b)所示。

电路如图所示，T的输出特性如图所示,分析当

I

u=4V、8V、12V 三种情况下场效应管分别工作在什么区域。

解：根据图所示T的输出特性可知，其开启电压为5V ，根据图所示电路可知

GS I

u u

=。

当

I

u=4V时，

GS

u小于开启电压，故T截止。

当

I

u=8V时，设T 工作在恒流区，根据输出

特性可知0.6

D

i mA

≈，管压降10

DS DD D d

u V i R V

≈-≈，

因此，2GD GS DS u u u V =-≈-，小于开启电压，

说明假设成立，即T 工作在恒流区。 图

当I u =12V 时，由于12DD V V =，必然使T 工作在可变电阻区。

分别判断图 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

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3Z U V =, R 的取值合适，I u 的波形如图(c)所示。试分别画出1O u 和2O u 的波形。

(a) (b) (c)

补图P1

解：波形如下图所示

补充2.在温度20o C 时某晶体管的2,CBO I A μ=试问温度是60o C 时的=CBO I 解:44602022232CBO CBO I I A μ=?=?=。

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

10CEO I A μ=，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 , 10CEO I A μ=的管子，因其β适中,CEO I 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CES BE U U =，若管子饱和， 则CC BE CC BE

b c

V U V U R R β--?

=, 即b c R R β= 所以,100b

c

R R β≥

=时,管子饱和。 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

解：图(a)不能。V BB 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C 2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 所示电路中，已知12CC V V =, 晶体管β=100，'100b R k =Ω。填空：要求先填文字表达式后填得数。

(1)当0i U V =时，测得0.7BEQ U V =，若要基极电流20BQ I A μ=, 则'

b R 和W R 之和

b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω；而若测得6CEQ U V =，

则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。 (2)若测得输入电压有效值5i U mV =时， 输出电压有效值'0.6o U V =，

则电压放大倍数u A =( /o i U U - )≈( -120 )。

；

则输出电压波形将

β

2

r

4 =，

r

。判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和

2010-

?0.7-801A ?=-801A ?=-20R k =Ω) (6)0.7

R =电路如图所示，已知晶体管，饱和管压降U CES =

解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、c

r -

be

r R ≈

?+失真，则说明电路产生了什么失真，如何消除管而言，管子进入截止区，即产生了截止失真；减o U -

r -

+

R L =∞时；(1)0.996(1)e

u be e

R A r R ββ+=

≈++ 图

R L =3kΩ时；(1)(//)

0.992

(1)(//)e L u be e L R R A r R R ββ+=

≈++

输出电阻：////

371s b be

o e R R r R R β

+=≈Ω+

电路如图 所示，晶体管的β=60 , '100bb r =Ω。

(1)求解Q 点、u

A 、i R 和o R (2)设U s = 10mV （有效值），问?i U =,?o U = 若C 3开路，则?i U =,?o U =

解：(1) Q 点： 1.86CQ BQ I I mA

β=≈

图

u

A 、i R 和o R 的分析： '26(1)

952be bb EQ

mV

r r I β=++≈Ω, (//)95c L u be R R A r β=-

≈- //952i b be R R r =≈Ω , 3o c R R k ==Ω。

(2)设U s = 10mV （有效值），则 3.2i

i s s i

R U U mV R R =

?=+； 304o u i U A U mV =?= 若C 3开路，则：

//[(1)]51.3i b be e R R r R k β=++≈Ω ， // 1.5c L

u e

R R A R ≈-

≈- 9.6i

i s s i

R U U mV R R =

?=+， 14.4o u i U A U mV =?=。 改正图 所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。

(a) (b)

(c) (d)

图

解：(a)源极加电阻R S ； (b)漏极加电阻R D ；

已知图(a)所示电路中场效应管的转移特性如图

(a) (b)

若输出电压波形底部失真，则可采取哪些措施若输出电压

，则可采取哪些措施

u

，就要增大漏极静态电流以增大u