模拟电子技术第五版基础习题与解答

模拟电子技术基础习题与解答
2.4.1电路如图题所示。

（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的I D 和 V o 的值；（2）在室温（300K ）的情况下，利用二极管的小信号模型求v o 的变化范围。

解（1）求二极管的电流和电压
mA A V R v V I D DD D 6.8106.8101)7.0210(233=⨯=Ω
⨯⨯-=-=- V V V V D O 4.17.022=⨯==
（2）求v o 的变化范围
图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解所示，温度 T ＝300 K 。

Ω≈==02.36.826mA
mV I V r D T d 当r d1=r d2=r d 时，则
mV V r R r V v d d DD O 6)
02.321000(02.32122±=Ω⨯+Ω⨯⨯±=+∆=∆ O v 的变化范围为)(~)(O O O O v V v V ∆-∆+，即～。

2.4.3二极管电路如图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO 两端电压V AO 。

设二极管是理想的。

解 图a ：将D 断开，以O 点为电位参考点，D 的阳极电位为－6 V ，阴极电位为－12 V ，故 D 处于正向偏置而导通，V AO =–6 V 。

图b ：D 的阳极电位为－15V ，阴极电位为－12V ，D 对被反向偏置而截止，V AO ＝－12V 。

图c ：对D 1有阳极电位为 0V ，阴极电位为－12 V ，故D 1导通，此后使D 2的阴极电位为 0V ，而其阳极为－15 V ，故D 2反偏截止，V AO =0 V 。

图d ：对D 1有阳极电位为12 V ，阴极电位为0 V ，对D 2有阳极电位为12 V ，阴极电位为 －6V ．故D 2更易导通，此后使V A ＝－6V ；D 1反偏而截止，故V AO ＝－6V 。

2.4.4 试判断图题 中二极管是导通还是截止，为什么？
解 图a ：将D 断开，以“地”为电位参考点，这时有
V V k k V A 115)10140(10=⨯Ω
+Ω= V V k k V k k V B 5.315)525(510)218(2=⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=
D 被反偏而截止。

图b ：将D 断开，以“地”为参考点，有
V V k k V A 115)10140(10=⨯Ω
+Ω= V V k k V k k V B 5.115)525(5)10()218(2=⨯Ω+Ω+-⨯Ω+Ω=
D 被反偏而截止。

图c ：将D 断开，以“地”为参考点，有
V V k k V A 115)10140(10=⨯Ω
+Ω= V V k k V k k V B 5.015)525(520)218(2=⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω-=
D 被正偏而导通。

2.4.7电路如图题所示，D 1，D 2为硅二极管，当 v i ＝ 6 sin ωtV 时，试用恒压降模型和 折线模型（V th ＝ V ，r D ＝200Ω）分析输出电压 v o 的波形。

解 （1）恒压降等效电路法
当0＜|V i |＜时，D 1、D 2均截止，v o ＝v i ；当v i ≥时；D 1导通，D 2截止，v o ＝ 0. 7V ；当v i ≤时，D 2导通，D 1截止，v o ＝－0．7V 。

v i 与v o 波形如图解2.4.7a 所示。

（2）折线等效电路如图解2.4.7b 所示，图中V th ＝0．5V ，r D ＝200Ω。

当0＜|V i |＜0．5 V 时，D 1，D 2均截止，v o=v i ； v i ≥0．5V 时，D 1导通，D 2截止。

v i ≤－ V 时，D 2导通，D 1 截止。

因此，当v i ≥0．5V 时有
th D D
th i O V r r R V V v ++-= V V V V om 42.15.0200)2001000()5.06(≈+⨯Ω
+-= 同理，v i ≤－时，可求出类似结果。

v i 与v o 波形如图解2．4．7c 所示。

2.4.8 二极管电路如图题 2．4．8a 所示，设输入电压v I （t ）波形如图 b 所示，在 0＜t ＜5ms 的时间间隔内，试绘出v o （t ）的波形，设二极管是理想的。

解 v I （t ）＜6V 时，D 截止，v o （t ）＝6V ；v I （t ）≥6V 时，D 导通
V t v V V t v t v I I O 3)(2
16200)200200(6)()(+=+⨯Ω+-=
2.4.13 电路如图题2．4．13所示，设二极管是理想的。

（a ）画出它的传输特性；（b ）若输入电压v I =v i =20 sin ωt V ，试根据传输特性绘出一周期的输出电压 v o 的波形。

解 （a ）画传输特性
0＜v I ＜12 V 时，D 1，D 2均截止，v o ＝v I ；
v I ≥12 V 时，D 1导通，D 2截止
V v V k k v k k v I I O 43
212)126(6)126(12+=⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω= －10V ＜v I ＜0时，D 1，D 2均截止，v o ＝v I ；
v I ≤－10 V 时，D 2导通，D 1 截止
3
1032)10()126(6)126(12-=-⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=I I O v V k k v k k v 传输特性如图解 2．4 13中 a 所示。

（b ）当v o ＝v I =20 sin ωt V 时，v o 波形如图解2．4．13b 所示。

2.5.2 两只全同的稳压管组成的电路如图题2．5．2所示，假设它们的参数V 2和正向特性的V th 、r D 为已知。

试绘出它的传输特性。

解 当| v I |＜（Vz ＋V th ）时，D zl 、D Z2均截止，v o ＝v I ；
| v I |≥（Vz ＋V th ）时，D zl 、D Z2均导通
th Z d d
th Z I O V V r r R V V v v ++⋅+--=
传输特性如图解2．5．2所示。