第4章习题解答

ID =
1 1 I O = × 0.9 A = 0.45 A 2 2
U DRM = 2U 2 = 300 2 V 4-7 图 4-68 所示为单相全波整流电路的原理图，试说明其工作情况。若电源变压器
二次侧半个绕组电压有效值 U ao = U bo = 250 V, I O = 1 A ，求 UO、RL 和二极管的电流平均 值 ID 及其承受的最大反向电压 UDRM。
IZM＝PZM/UZ＝25mA
电阻 R 的电流为 IZM～IZmin，所以其取值范围为 U −UZ R= I = 0.36～1.8kΩ IZ
4-12 图 4-73 为稳压管稳压电路。当稳压管的电流 IZ 所示的变化范围为 5~40mA 时，
问 RL 的变化范围为多少？
图 4-73 题 4-12 图 解： （1）当 IZ = IZ min= 5mA 时，负载电流最大，RL 阻值最小。 U − U L 16 - 6 IR = I = = 0.1A = 100mA R 100 I Lmax = I R - I Zmin = 100 - 5 = 95mA
图 4-80 题 4-19 图 解： （ 1） 求 解 Rb
10
I CQ = I BQ = Rb =
（ 2） 求 解 RL：
VCC − U CEQ Rc I CQ μA = 20
= 2mA
β
VCC − U BEQ I BQ
≈ 565kΩ
U Au = − o = −100 Ui
' RL = rbe
Au = −
RLmin =
UL 6 = = 63Ω I L max 0.095
（2）当 IZ=IZ max=40mA 时，负载电流最小，RL 阻值最大。
7
I Lmin = I R - I Zmax = 100 - 40 = 60mA RLmax = UL 6 = = 100Ω I Lmin 0.06
4-13 电 路 如 图 4-74 所 示 。 合 理 连 线 ， 构 成 5V 的 直 流 电 源 。
由于 DZ1 和 DZ2 都起稳压作用，故
U O = U Z 2 − U Z 1 = 9.5 − 4.5 = 5V 4-11 已知稳压管的稳定电压 UZ＝6V， 稳定电流的最小值 IZmin＝5mA， 最大功耗 PZM
＝150mW。试求图 4-72 所示电路中电阻 R 的取值范围。
图 4-72 题 4-11 图 解： 稳压管的最大稳定电流
图 4-75 题 4-14 图 解：
U O = U CW + U Z = ( 9 + 3 )V = 12V 4-15 图 4-7 所示电路是利用集成稳压器外接晶体管来扩大输出电流的稳压电Biblioteka Baidu
路。若集成稳压器的输出电流 ICW＝lA，晶体管的 β＝10，IB＝0.4A，试问该电 路的输出电流 IO 是多少？
8
图 4-76 题 4-15 图 解：
I O = I CW + I C = I CW + βI B = ( 1 + 10 × 0.4 ) A = 5 A 4-16 晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向
电压。试就 NPN 和 PNP 型两种情况讨论。
(1) UC和UB的电位哪个高？UCB是正还是负？ (2) UB和UE的电位哪个高？U BE是正还是负？ (3) UC和UE的电位哪个高？UCE是正还是负？
3
(a) 解：
(b) 图 4-66 题 4-5 图
（a）因 A 点电位为 3V，B 点电位为 0V，VDl 先于 VD2 导通，则
3 − ( −12 ) = 15mA; I D 2 = 0 1 （b）因 A 点 B 点电位均为 3V，VDl、VD2 同时导通，则 U O = 3V , I D1 = U O = 3V , I D1 = I D 2 = 1 3 − ( −12 ) × = 7.5mA 2 1
4-10 现有两个稳压二极管 DZ1 和 DZ2，稳定电压分别是 4.5V 和 9.5V，正向电
压降都是 0.5V，试求图 4-71 各电路中的输出电压 UO。
图 4-71 题 4-10 图 解: （a） 由于 U I = 18V > ( U Z 1 + U Z 2 ) = 4.5 + 9.5 = 14V ． DZ1 和 DZ2 工作在反 向击穿区，起稳压作用，故 U O = U Z 1 + U Z 2 = 4.5 + 9.5 = 14V （b） 由于 U I = 10V < ( U Z 1 + U Z 2 ) = 14V ， DZ1 和 DZ2 没有工作在反向击 穿区，它们相当于两个反向截止的二极管，故
U O = U I = 10V
（c）由于 DZ1 和 DZ2 工作在正向导通状态，故
U O = −0.5 − 0.5 = −1V
（d）由于 U I = 4V < U Z 2 = 9.5V ，DZ2 反向截止，故
U O = −U I = −4V (e) 由于 DZ1 反向稳压，DZ2 正向导通，故
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U O = U Z 1 + U D = 4.5 + 0.5 = 5V (f)
1 1.98 I O1 = A = 0.99 A 2 2 −I 3.3 = O2 = A = 1.65 A 2 2
4-9 带滤波器的桥式整流电路如图4-70所示，有效值U2=20V，现在用直流电压表测量 RL端电压UO，出现下列几种情况，试分析哪些是合理的？哪些发生了故障，并指明
5
原因。
(1) UO=28V；(2)UO=18V；(3)UO=24V；(4)UO=9V。
' β RL
rbe
rbe = 300 + 101×
26mV = 1.6kΩ 2mA
RL = 3.43kΩ 4-20 放大电路如图 4-81 所示，电源 UCC=12 V。
（1）若 RC=3 kΩ，RL=1.5 kΩ，RB=240 kΩ，晶体管 β =40，rbe≈0.8 kΩ，试估算静 态工作点和电压放大倍数 Au； （2）若 RC=3.9 kΩ，晶体管 β =60，要使 IB=20μA，试计算 RB=？IC=？UCE=？ （3）电路参数同（2），要将 IC 调整到 1.8 mA，RB 阻值应取多大？
4-6 在图 4-67 所示单相桥式整流电路中，若有效值 U2=300 V，RL=300 Ω。求整流电 压平均值 UO、整流电流平均值 IO，每个整流元件的平均电流 ID 和所承受的最大反向 电压 UDRM。
图 4-67 题 4-6 图 解：
UO=0.9. U2=0.9×300 V=270 V
IO = U O 270 = A = 0.9 A RL 300
9
时 ， 测 得 输 出 波 形 如 图 4-79（ a ） （ b ） 、 （ c ） 所 示 ， 试 说 明 电 路 分 别 产 生了什么失真，如何消除。
图 4-78 题 4-18 图
图 4-79 题 4-18 电路 解： （ a） 饱 和 失 真 ， 增 大 Rb， 减 小 Rc 。 （ b） 截 止 失 真 ， 减 小 Rb 。 （ c） 同 时 出 现 饱 和 失 真 和 截 止 失 真 ， 应 增 大 VCC。
（a） 解：
（b） 图 4-63 题 4-2 图
（b）VD1 导通，VD2 截止，UAO=0V。 （a）二极管截止 UAO=-3V， 4-3 在图 4-64 所示电路中，已知 ui = 10 sin 100πt V，E=5V，二极管的正向压降可忽略， 试分别画出输出电压 uo 的波形。
（a） 图 4-64 题 4-3 图
解： 先就NPN管来分析。
(1) UC>UB，UCB为正。 (2) UB>UE，UBE 为正。 (3) UC >UE，UCE 为正。 PNP管的各项结论同NPN管的各项结论相反。 4-17 用直流电压表测某放大电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如图4-77所
示。试指出每只晶体管的C、B、E极，并分别说明它们是硅管还是锗管，是NPN还是
4
图 4-68 题 4-7 图 解：
UO=0.9 Uao=0.9Ubo =0.9×250 V= 225 V
RL = ID = U O 225 = Ω = 225 Ω IO 1 1 I O = 0.5 A 2
U DRM = 2 (U ao + U bo ) = 2 (250 + 250) = 707V
若交流电压有效值 Uao = Ubo = 110 V， RL1=50 Ω， RL2=30 4-8 整流电路如图 4-69 所示，
Ω，求输出直流电压和电流 UO1、UO2、IO1、IO2 和二极管电流平均值 ID1、ID2、ID3、ID4
及其承受的最大反向电压 UDRM。
图 4-69 题 4-8 图 解：
图 4-81 题 4-20 图 解： （1）
IB ≈ U CC 12 = mA = 50 μA RB 240
I C = β I B = 40 × 50 μA = 2 mA
U CE = U CC − RC I C = (12 − 3 × 2) V = 6 V
Au = −
图 4-70 题 4-9 图 解： （1）因为 28 ≈ 2U 2 ，所以可判定 RL 开路。 （2）因为 18V=0.9U2，所以滤波电容开路。 （3）因为 24V=1.2U2，所以 Uo=24V 合理。 （4）因为 9V=0.45U2，所以可判定 D1、D2、D3、D4 中有一个二极管开路 和滤波电容开路。
图 4-74 题 4-13 图 解 ： 1 接 4 ， 2 接 6 ， 5 接 7 、 9 ， 3 接 8 、 11 、 13 ， 10 接 图 所 示 。
4-14 图 4-75 所示电路是利用集成稳压器外接稳压二极管的方法来提高输出电
压的稳压电路。若稳压二极管的稳定电压 Uz＝3V，试问该电路的输出电压 UO 是多少？
PNP?
图 4-77 题 4-17 图 解：
VT1 管：①为 C 极，②为 B 极，③为 E 极。 VT2 管：①为 B 极，②为 E 极，③为 C 极。 VT3 管：①为 E 极，②为 B 极，③为 C 极。 4-18 在 图 4-78 所 示 电 路 中 ， 由 于 电 路 参 数 不 同 ， 在 信 号 源 电 压 为 正 弦 波
电工电子技术基本教程
习题解答
北京工商大学 计算机与信息工程学院 电工电子基础教研室
第 4 章 半导体器件及其基本放大电路
4-1 写出图 4-62 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压 UD＝0.7V。
(a) 解：
(b) 图 4-62 题 4-1 图
(c)
（a）UO=1.3V，(b) UO=2V， （c）UO= -2V。 4-2 二极管电路如图 4-63 所示，设二极管为理想二极管，判断图中的二极管是 导通还是截止，并求出 AO 两端的电压 UAO。
UO1=0.45 Uao+0.45 Ubo=99 V
I O1 =
U O1 99 = A = 1.98 A RL1 50
U O2 = −(0.45 U ob + 0.45 U oa ) = −99 V
I O2 = U O2 −99 = A = −3.3 A RL2 30
I D1 = I D2 =
I D3 = I D4
4-19 已 知 图 4-80 所 示 电 路 中 晶 体 管 的 β ＝ 100 。
（ 1 ） 现 已 测 得 静 态 管 压 降 U C E Q ＝ 6V ， 估 算 R b 约 为 多 少 千 欧 ； & 和U & 的 有 效 值 分 别 为 1mV 和 100mV ，则 负 载 电 阻 R L 为 多 （ 2 ）若 测 得 U i o 少千欧？
（b）
2
解：
10
-10
(a)
(b)
（c）
（d）
4-4 求图 4-65 所示电路的电流 I1 和 I2，忽略二极管正向压降。
图 4-65 题 4-4 图 解： 分析电路图可以看出：VDl 的负极处于电路电位最低处（- 4V），因此 VDl 一定 导通。VDl 导通时忽略二极管压降，A 点电位即为-4V。VD2 的负极电位为- 4V，正极 通过电阻接至电位为 0V 处，当然也处在导通状态。因此，电路图中两个二极管用短 路线替代，应用直流电路所学即可得：I1＝8mA；I2＝－4mA。 4-5 在图 4-66 所示电路中，试求 VDl、VD2 中的电流及输出电压 Uo 的大小，设 VDl、VD2 均为理想二极管。