模电课后习题答案

设稳压管具有理想特性，即反偏电压只有达到稳压电压时，稳压管击穿。
正偏时导通压降为零，则 (V)
Uz=8V
当 Uz时，稳压管击穿而处于稳定状态，uO=Uz；
而0< <8V时，稳压管处于反偏而截止，uO= ；
当 时，稳压管将处于正偏而导通，uO=0。
第四、五章
题4.1测得工作在放大电路中几个半导体三极管三个电极电位 、 、 分别为下列各组数值，试判断它们是ＮＰＮ型还是ＰＮＰ型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。
与 模值相等，但相位相反！
（3） ，本题中因无信号源内阻，若将ui短路，则 ＝0
题4.6如题图所示为两级放大电路：
①画出放大器微变等效电路；
②求电压增益 、输入电阻 和输出电阻 。
解：①放大器的微变等效电路为：
②由图可得，两级放大电路的第一级为共集电极放大电路，它的电压放大倍数 接近于1，整个放大器的电压放大倍数取决于它的第二级，也就是共发射级放大电路的电压放大倍数。放大器的静态工作点为：
，
由微变等效电路可知它的电压放大倍数为：
所以放大电路的电压增益
放大电路第二级的输入阻抗为：
把放大电路第二级的输入阻抗作为第一级的负载，整个放大电路的输入电阻为：
放大电路的输出电阻为：
题4.7题图所示放大电路中，场效应管跨导 ， ，三极管的 ， ， ，电容 、 、 、 可视为交流短路：
1画出放大器的微变等效电路；
①静态工作电流 ；
②电压放大倍数 及 ；
③两个输出端的输出电阻 及 。
分析：该电路分别接有两个输出no1和no2，而输入信号均在基极，uo1为发射级输出，构成共集电路组态，而uo2在集电极输出，构成共射极组态。
（1）静态工作点与输出端的接法无关。因为输出均有隔直电容。其直流通路如图所示：
(2)交流通路及微变等效电路如图：
分析：本题中运放A构成了差分减法电路，由于运放可作理想器件，且工作在线性区，可用“虚短”和“虚断”的基本概念来分析电路。此电路的同相和反相端分别有两个输入信号，因此可用叠加原理来分析。
单独作用： 、 、 接地，此时输出为
单独作用： 、 、 接地，此时输出为
单独作用： 、 、 接地，此时输出为
单独作用： 、 、 接地，此时输出为
（2）因为uO＝2uD－uO3，2uD＝－4V，所以uO3＝－4V时，uO才为零。即
题2.6图示电路中，A1～A5都是理想运放。试求：1.当开关S闭合时，分别计算 、 、 、 及 的值。2.当t＝0时，将S打开，问经多少时间， ＝0V？
解：
1． ， ， ， ，
2． ，
代入数据，求得：t=30ms
题2.7图示电路中，A1～A4都是理想运放，电源电压VCC=14V。试求：
2计算放大器的中频电压增益 、输入电阻 和输出电阻 。
解：
（1）其交流通路和微变等效电路如图所示：
（2）
分析：本题为一共源组态放大电路与共基组态放大电路的组态。二级放大电路之间采用了直接耦合的方式。由于第一级的漏极电流与第二级的射极电流相同。所以在电阻R2中流过的电流近似为场效应管的漏极电流。这与一单级共源组态放大电路很相似。所以这一电路的电压放大倍数与单级共源组态放大电路的放大倍数应近似相同。
（4）Rb2开路（5）RC短路
解：设UBE＝0.7V。则
（1）基极静态电流
（2）由于UBE＝0V，T截止，UC＝12V。
（3）临界饱和基极电流
实际基极电流
由于IB＞IBS，故T饱和，UC＝UCES＝0.5V。
（4）T截止，UC＝12V。
（5）由于集电极直接接直流电源，UC＝VCC＝12V
题4.5题图电路的两个输出端分别接负载 、 。若三极管的 ，试求：
（1）集成运放A1、A2、A3、A4各组成何种基本应用电路（如反向比例，同向比例，差动比例，求和，积分，微分，过零比较，滞回比较等等）？
（2）设U11=U12=U13=1V，试分别求出U01、U02、U03和U04（T=5S后）的表达式和值。
第三章
题3.1电路如题图所示，试判断图中二极管是导通还是截止，并求出ＡＯ两端的电压ＵＡＯ。设二极管是理想的。
；
或，∵ VD1，VD2的阴极连在一起
∴ 阳极电位高的VD1就先导通，则A点的电位 ，
而
∴ VD2处于反偏而截止
图（d），断开VD1、VD2，
∵
；
∴ VD1、VD2均处于反偏而截止。
题3.2电路如题图所示，稳压管ＤＺ的稳定电压ＵＺ=8V，限流电阻Ｒ= ，设 ，试画出 的波形。
解：
分析：稳压管的工作是利用二极管在反偏电压较高使二极管击穿时，在一定的工作电流限制下，二极管两端的的电压几乎不变。其电压值即为稳压管的稳定电压Uz。而稳压管如果外加正向偏压时，仍处于导通状态。
且：
图（c），∵
∵
∴ 三极管工作在饱和区
图（d），∵发射结反偏，∴三极管处于截止状态
图（e），图（f），∵ ,
∴ 三极管工作在放大区
且
题4.3题图所示放大电路中，输入正弦信号 ，输出波形出现失真，如题图(b)、(c)所示，问分别是什么失真？怎样才能消除失真？
解：
分析：三极管在发射结正偏时，管子可能工作在放大区或者饱和区，取决于其基极电流是否超过基极临界饱和电流 ，若 ，则三极管工作在饱和区；若 ，则三极管工作在放大区，且 。
若三极管发射结反偏或者零偏，则该三极管一定工作在截止区。
对图（a），发射结正偏，且
∵
∴ 三极管工作在放大区
且
图（b），∵
∵
∴ 三极管工作在放大区
解：
分析：二极管在外加正偏电压时是导通，外加反偏电压时截止。正偏时硅管的导通压降为0.6～0.8V。锗管的导通压降为0.2～0.3V。理想情况分析时正向导通压降为零，相当于短路；反偏时由于反向电流很小，理想情况下认为截止电阻无穷大，相当于开路。
分析二极管在电路中的工作状态的基本方法为“开路法”，即：先假设二极管所在支路断开，然后计算二极管的阳极（P端）与阴极（N端）的电位差。若该电位差大于二极管的导通压降，该二极管处于正偏而导通，其二端的电压为二极管的导通压降；如果该电位差小于导通压降，该二极管处于反偏而截止。如果电路中存在两个以上的二极管，由于每个二极管的开路时的电位差不等，以正向电压较大者优先导通，其二端电压为二极管导通压降，然后再用上述“开路法”法判断其余二极管的工作状态。一般情况下，对于电路中有多个二极管的工作状态判断为：对于阴极（N端）连在一起的电路，只有阳极（P端）电位最高的处于导通状态；对于阳极（P端）连在一起的二极管，只有阴极（N端）电位最低的可能导通。
(1). , ，
结论：硅NPN型三极管（ ）
， ，
(2). , ，
结论： 锗NPN型三极管（ ）
， ，
(3). ，
结论：硅PNP型三极管（ ）
， ，
(4). ，
结论：锗PNP型三极管（ ）
， ，
题4.2已知题图(a)—(f)中各三极管的 均为50， ，试分别估算各电路中三极管的 和 ，判断它们各自工作在哪个区(放大区，截止区或饱和区)，并将各管子的工作点分别画在题图(g)的输出特性曲线上。
输出特性可知iD≈0.6mA，管压降
uDS≈VDD－iDRd≈10V
因此，uGD＝uGS－uDS≈－2V，小于开启电压，图P1.23
说明假设成立，即T工作在恒流区。
当uI＝12V时，由于VDD＝12V，必然使T工作在可变电阻区。
题5.2分别判断图P1.24所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。
图P1.24
解：（a）可能（b）不能（c）不能（d）可能
题5.3题图场效应管放大电路中，FET的 ， ：
① 为使静态时 ，源极电阻 应选多大？
② 求电压放大倍数 ，输入电阻 ，输出电阻 ；
③ 若 虚焊开路，则 、 、 为多少？
解：
首先求静态工作点，确定UGSQ和IDQ
① ②
由电路可知，漏极极限电流为
① ， ， ；
② ， ， ；
③ ， ， ；
④ ， ，
解：
分析：工作在放大电路中的三极管应满足发射结正偏，集电结反偏的条件。且有PN节正偏特性可知，其正偏结电压不会太大。硅管的 ～ ，锗管的 ～ 。所以首先找出电位差在0.1～0.3V或0.5～0.7V的两个电极，则其中必定一个为发射极，一个为基极，另一个电位相差较大的必定为集电极。由PN结反偏特性可知，若集电极电位最高，则该管必定为NPN型三极管；若集电极电位最低，则该管必定为PNP型三极管。若为NPN型三极管，则发射极电位必定为最低电位；若为PNP型三极管，则发射极电位必定为最高电位。由此即可确定发射极。电位值处于中间的一个电极必定为基极。由此可知：
对 的分析用叠加原理：
单独作用，输出为
单独作用，输出为
综合：
所以
（2）
题2.5在题图所示电路中，已知uI1＝4V，uI2＝1V。回答下列问题：
图P7.19
（1）当开关S闭合时，分别求解A、B、C、D和uO的电位；
（2）设t＝0时S打开，问经过多长时间uO＝0？
解：（1）UA＝7V，UB＝4V，UC＝1V，UD＝－2V，uO＝2UD＝－4V。
显然饱和失真是由于三极管的静态工作点设置偏高而造成的，所以可以通过增大RB而使 减小，从而使 变小，来消除饱和失真。
题4.4电路如图所示，已知晶体管＝50，在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为多少？设VCC＝12V，晶体管饱和管压降UCES＝0.5V。
（1）正常情况（2）Rb1短路（3）Rb1开路
题5.1电路如图所示，T的输出特性如图P1.22所示，分析当uI＝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P1.22所示T的输出特性可知，其开启电压为5V，根据图P1.23所示电路可知所以uGS＝uI。