模电(1)考试试卷 答案 整理

2.18 某放大电路如图 2.50 所示。图中Rb1 = Rb2 = Rb3 = 200kΩ，Re1 = 2.7kΩ，RL = 5.1kΩ，
晶体管T的β = 60， rbe = 1.2kΩ，电路中电容容量均足够大。试求： （1）C3开路时，电路的电压增益Au̇ = Uȯ /U̇i及交流输入电阻Ri； （2）C3接入时，电路的电压增益Au̇ = Uȯ /U̇i及交流输入电阻Ri，并说明C3在电路中的作用。
Vcc
+ + C1
+C3 ui
Rb2
-
T C2 +
Re1
+ Ce
+ RL
uo
-
图2.50
2.19 共基极电路如图 2.51 所示。射级电路里接入一个恒流源，设β = 100，Rs = 0，RL = ∞。 试确定电路的电压增益、输入电阻和输出电阻。
+ Vc（c +15V）
Rc
7.5kΩ
C1
T
C2
+
+
T uo
-
(a)
解：注意是 PNP 型三极管
图（b）中是uo顶部失真，则属于截至失真，应减小Rb，使IBQ增大，从而提高静态工作点Q 图（c）中是uo底部失真，则属于饱和失真，应增大Rb，使IBQ减小，从而降低静态工作点Q
2.11 放大电路如图 2.43（a）所示，要求交直流负载线如图（b）所示，电路中晶体管为硅
C1 +
Rs
Rc C2 + +
Vcc
T
+ us
Rb
Re
uo
-
-
(b)
Rb
C1 ++
us
Rb
(c)
C2 +
+ Vcc
T
uo
-
Rc
Rb
C2
+
+
C1
T
+
+
ui
uo
-
-
(d)
Rb
C1 ++
Rc T
C2 +
+
Vcc
ui
D
uo
-
-
(e)
+
C1
Re
ui
-
T R2
(f)
Rc R1
C2 +
uo Vcc
-
2.8 放大电路和三极管的输出特性曲线如图 2.40 所示。
（3）估算晶体管的输入电阻rbe
rbe
=
rb
+
(1
+
β)re
=
rb
+
UT ICQ
rb约为 200Ω，UT约为26mV，ICQ = 1.9mA，则rb = 0.88kΩ （4）
Au̇
=
Uȯ U̇i
=
−icRc‖RL iB
=
βRc‖RL rbe
=
−133
Au̇ s
=
Uȯ Uṡ
=
Au̇
Rb‖rbe Rb‖rbe + Rs
1.7 为什么二极管的反响饱和电流与外加电压基本无关，而当温度升高时会明显增大？ 答：二极管的反向饱和电流是由少子漂移形成的，少子由半导体本征激发产生，在温度一定的环境下，浓度 不变而且很低。在外加反向电压的情况下，全部少子都参与了导电，所以此时外加电压大小与反向电流基本 无关，此时的电流又称反向饱和电流。
模拟电子技术基础
一、常用半导体器件 第一周
1.3 为什么说扩散运动是多数载流子的运动，漂移运动是少数载流子的运动？ 答：在 PN 结中，P 区的多子空穴与 N 区的多子电子在交界处会存在电子与空穴的浓度差，于是空穴和电子都 要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，这样就形成了扩散运动。
在多数载流子的扩散过程中，交界处的电中性因为电子与空穴的复合而被破坏了，产生了由 N 区指向 P 区的内电场，P 区中的少子电子和 N 区中的空穴就在内电场的作用下进行漂移运动。
1.6 把一节 1.5V 的电池直接接到（正向接法）二极管的两端，会不会发生什么问题？ 答：二极管可能会烧坏。硅管的导通电压为 0.6V～0.7V，锗为 0.2V～0.3V，当电源正向串联二极管时，由 I = (U − uD)/R 知，当未加限流电阻时，通过二极管的电流将远大于管子的最大整流电流IFM（毫安），引起 管子发热，从而使 PN 结烧坏。
+
Rs
1.01mA
+
-
R2
-15V 图2.51
RL Ro
解：
电压增益Au̇
=
Uȯ U̇i
=
βRc‖RL，
rbe
rbe
=
rbb′
+
β
UT ICQ
=
2.8
kΩ
因为RL
=
∞相当于开路，则Au̇
=
Uȯ U̇i
=
βRc rbe
≈
268
输入电阻Ri
=
rbe 1+β
≈
0.03kΩ
输出电阻Ro = Rc = 7.5kΩ
IEQ1
=
UEQ1 Re1 + Re2
1.36mA
ICQ1 ≈ IEQ1 = 1.36mA
（1）VCC = 12V，Rb = 600kΩ，Rc = 3kΩ，RL = 3kΩ，求直流负载线和静态工作点Q1； （2）如Rb开路，其他条件不变，求直流负载线和静态工作点Q2； （3）如Rc = 0，其他条件不变，求直流负载线和静态工作点Q3； （4）VCC由 12V 变为 6V，其他条件不变，求直流负载线和静态工作点Q4； （5）在（1）所给的条件下，求放大电路的最大不失真输出电压的峰—峰值Uopp。
(a)
Vcc=15V，Uceq=9V，Icq=2ma
2.14 单管放大电路如图 2.46 所示，已知晶体管的电流放大系数β = 50。 （1）估算Q点； （2）画出电路的微变等效电路；
（3）估算晶体管的输入电阻rbe； （4）如输出端接入4kΩ的电阻负载，计算Au̇ = Uȯ /U̇i及Au̇ s = Uȯ /Uṡ 。
第二周
1.10 晶体三极管具有电流放大作用的内部条件和外部条件各是什么？ 答：内部条件：基区很薄且参杂浓度远低于发射区；
外部条件：发射结正偏，集电结反偏。
1.12 根据下图所示各晶体管三个电极的点位，判断它们分别处于何种工作状态？
1V
3V
2V
0V
3.7V
2.7V
6V
3.3V
6V
1. UBE=-1V，发射结与集电结反偏，三极管处于截至区 2. UBE=0.7V，发射结与集电结均正偏，三极管处于饱和区 3. UBE=0.7V，UCE<0，发射结正偏，集电结反偏，三极管处于放大区
+ Rc Vcc
Rb
T
(a)
解：
由IBQ = VCC−RUb BEQ，UCE = VCC − icRc可知
（b）中IBQ改变，即Rb改变： 从Q到Q′，IBQ增加，则Rb减小；从Q到Q"，IBQ减小，则Rb增加
（c）中VCC不变，斜率−
1 改变：
Rc
从Q到Q′，斜率减小，则Rc增大；从Q到Q"，斜率增大，则Rc减小 （d）中斜率不变，即Rc不变，VCC改变
（2）画出电路的微变等效电路图；
（3）计算输入电阻Ri和输出电阻Ro； （4）计算电压放大倍数Au。
VD（D +20V）
12kΩ
+C3
+
C1
T +
+
+
ui
1MΩ
500Ω
+
500Ω
C2
-
-
-
图2.53
解： （1）
第一级
UBQ1
=
Rb2 Rb1 + Rb2
VCC
=
2.13V
UEQ1 = UBQ1 − 0.7V = 1.43V
管，其中β = 50。试回答以下问题： （1）若Rb1取100kΩ，求VCC、Re、RCEQ、Rb2及RL的值； （2）如果输入信号ui的幅度较大，将会首先出现什么失真？电路的动态范围Uopp为多少？ 若要减小失真，增大动态范围，则应如何调节电路元件？
+
+
C1
ui -
Vcc
Rc
+
C2
+
T
RL
uo
Ce -
（1）选择Rc、Rb2的阻值； （2）求放大电路的电压增益Au̇ 、输入电阻Ri和输出电阻Ro。
+ + C1
C3 ui
-
+ Vcc
Rc
+
C2
+
T
RL
uo
Ce -
图2.47
-
解： （1）
IEQ ≈ ICQ = 1mA UCEQ = VCC − RcICQ − ReIEQ + VEE，得到Rc = 5.5kΩ
当温度升高时，半导体热运动加剧，少数载流子数量增多，参与导电的载流子增多，所以电流明显增大。
1.18 在图所示的电路中，当电源电压 U=5V 时，测得 I=1mA。若把电源电压调整到 U=10V，则电流的大小为 多少？
5V
解：由iD
=
V−uD R
知，iD
=
V R
−
uD R
若为理想二极管，即uD为 0，当 U=10V 时，iD=2mA； 若考虑导通电压，设uD = 0.7V，计算出iD=2.16mA.
Rs 500Ω
+ -
300kΩ Rb
C1 + + 50uf
ui
+ Vc（c +12V）
Rc 4kΩ
C2
+
+
T uo
-
图2.46
解：
（1）估算Q点：
IBQ
=
VCC−UBEQ Rb
=
12V−0.7V 300kΩ
=
0.038mA
ICQ = βIBQ = 1.9mA UCEQ = VCC − RcICQ = 12V − (4 × 1.9)V = 4.4V （2）画出电路微变等效电路
（4）IBQ
=
VCC−UBEQ Rb
=
6V−0.7V 600kΩ
=
10μA
直流负载线：UCE = VCC − icRc = 6 − 3ic，作图得ICQ = 1mA，UCEQ = 3V
（5）UCED = 2V，UCEB = 11V??? 2.9 放大电路如图 2.41（a）所示，正常时静态工作点为Q，如图（b）、（c）、（d）所示，如 工作点变为Q′或Q"，试分别说明电路中什么元件参数改变引起工作点的变化。
+ Vcc
Rb
C1
+
+ 10uf
ui
D
Rc
C2
+
+
T
RL
uo
-
(a)
解：
（1）IBQ
=
VCC−UBEQ Rb
=
12V−0.7V 600kΩ
=
20μA
直流负载线：UCE = VCC − icRc = 12 − 3ic，作图得ICQ = 2mA，UCEQ = 6.2V
（2）Rb开路时，IBQ = 0，UCE, = 12V，UCEQ = 12V，ICQ = 0 （3）Rc = 0时，IBQ = 20μA，UCE, = 12V，UCEQ = 12V，ICQ = 2mA
N 沟道增强型和耗尽型 MOS 管
射极偏置电路
2.3 现有两个放大电路A1和A2，它们的输入信号一定且相同，当外接1kΩ的负载电阻时，测 得二者输出电压U0均为 4V；如果外接负载电阻的阻值为0.2kΩ，则放大电路A1的U0降为 3V， 而放大电路A2的U0降为 1V。试问两个放大电路的输出电阻哪个大，分别为多少？ 解：
IBQ = VCRCb−1R+cRICbQ2−+U(1B+EβQ)+RVeEE，得到Rb2 = 168kΩ
（2）
rbe
=
Rbb′
+
(1
+
β)
UT IEQ
=
1.4kΩ
Au̇
=
Uȯ U̇i
=
−β（Rb2‖Rc‖RL） rbe
=89
Ri = rb1‖rbe ≈ 1.4kΩ Ro = Rc‖Rb2 ≈ 5.33kΩ
(4.36V
4
−
1)
·
1kΩ
=
0.09kΩ
对于A1：Ro
=
(16V
4
−
1)
·
1kΩ
=
3kΩ
2.6 晶体三极管组成如图 2.39 所示的各种电路，试分析判断这些电路能否对输入交流信号 进行正常放大。若不能，电路应该作何改动才能实现正常放大？
C1 +
Rs
Rc C2 + +
Vcc
T
+
Rb
us
uo
-
-
(a)
=
−71.9
2.15 放大电路如图 2.47 所示。已知Re = 12kΩ，Rb1 = 110kΩ，晶体管T为硅管，β = 50； Rbb′ = 100kΩ，ICQ = 1mA，UCEQ = 6.5V，负载电阻RL = 4.7kΩ，VCC = 12V，−VEE = 12V， 电路中电容的电容量均足够大。
2.23 结型场效应管放大电路如图 2.53 所示，已知结型场效应管的UP = −4V，IDSS = 3mA，
rDS
≫
Rd，iD
=
IDSS(1
−
uGS)2，试用微变等效电路法求：
Up
（1）电压放大倍数Au̇ 1和Au̇ 2； （2）输入电阻Ri和输出电阻Ro1和Ro2。
2.27 多级放大电路如图 2.57 所示，已知晶体管的β1 = β2 = 50，UBE = 0.7V。 （1）求各级静态工作点；
1.21 判断如图所示电路中各二极管是否导通，并求 A，B 两端的电压值。设二极管正向压降为 0.7V。
D2
D1
A
3kΩ
6V
12V
B
解： 令D1, D2断开，D1阳极与阴极间电位差为 18V，大于D2两端电位差 12V，所以D1导通。
由D1上存在导通电压 0.7V，得出 A 点电位-5.3V，此时D2两端电位差为-5.3V，D2截止，所以VAB = −5.3V。
Ro
=
(uo′
uo
−
1)
RL
uo′ 表示RL = ∞时的输出电压 uo表示RL接上负载时的输出电压
对于A1：Ro
=
(uo′
4
−
1)
·
1kΩ
=
(uo′
3
−
1)
·
0.2kΩ，则uo′
=
4.36V
对于A2：Ro
=
(uo′
4
−
1)
·
1kΩ
=
(uo′
1
−
1)
·
0.2kΩ，则uo′
=
16V
所以，对于A1：Ro

=
从Q到Q′，VCC减小；从Q到Q"，VCC增加
2.10 如图 2.42（a）所示的放大电路中，输入信号ui为正弦信号。若输出信号uo的波形分 别如图（b）和（c）所示，试说明它们分别产生的是截至信号失真还是饱和信号失真，为了