少学时电工学作业习题答案

2 U 2 = 2 × 15 V = 21.2 V
8.6.1 (a) 14 V，(b) 10 V，(c) −1 V，(d) −4 V，(e) 5 V，(f) 5 V。 9.1.2 试问在图 9.02 所示各电路中，晶体管工作于什么状态？它们的 IB、IC 和 UCE 是多 少？ 解： （1）设 U BE = 0.7 V
IB = 0 IC = 0 U CE = 12 V
共 6 页 第 2 页
9.4.1 有一放大电路， 接至 US = 12 mV， RS = 1 kΩ 的信号源上时， 输入电压 Ui = 10 mV， 空载输出电压 1.5 V，带上 5.1 kΩ 的负载时，输出电压下降至 1 V。求该放大电路的空载和 有载时的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解：空载电压放大倍数
（2）动态分析
rbe = 200 + β
26 26 = 200 + 66 × Ω = 736 Ω = 0.736 k Ω 3.2 IC
R'L = RC // RL =
3.3 × 5.1 kΩ = 2 kΩ 8.4 R' 2 Au = − β L = −66 × = −179 rbe 0.736
输出电阻
U OL = ro =
U OC − U OL 1.5 − 1 RL = × 5.1 k Ω = 2.55 k Ω 1 U OL
9.5.3 在图 9.5.1 所示的共射放大电路中， UCC = 24 V， RB1 = 33 kΩ， RB2 = 10 kΩ， RC = 3.3 kΩ，RE = 1.5 kΩ，RL = 5.1 kΩ，硅晶体管的β = 66。试作静态分析和动态分析。 解： （1）静态分析
IO =
U O 18 = A = 0.06 A RL 300
共 6 页
第 1 页
（2） I D =
1 1 I O = × 0.06 A = 0.03 A 2 2 I F ≥ 2 I D = 2 × 0.03 A = 0.06 A
U R ≥ 2 U 2 = 1.41× 15 V = 21.2 V
可选用 2CZ52A（IF = 100 mA，UR = 25 V） 。 由于 RLC ≥ (3 ~ 5)
| A0 |=
U OC 1.5 = = 150 U i 10 × 10−3 U OL 1 = = 100 Leabharlann Baidu i 10 ×10−3
有载电压放大倍数
| Au |= Ui = ri =
输入电阻
ri Us RS + ri
Ui 10 ×1 k Ω = 5 k Ω RS = US − U i 12 − 10 RL U OC ro + RL
UB = IE =
RB2 5 ⋅U CC = × 12 V = 3 V RB1 + RB2 15 + 5
U B − U BE 3 − 0.6 = mA = 1.6 mA RE 1.5 IC 1.6 = mA = 0.027 mA β 60
I C ≈ I E = 1.6 mA IB =
U CE = U CC − RC I C − RE I E = (24 − 3.2 × 3.3 − 3.25 × 1.5) V = 8.565 V
解之得：
uI1 − uI2 uI2 − uO = +0 4 R1 R1 uO = 5uI2 − 4uI1
10.5.6 图 10.07 所示为一反相比例运算电路，试证明： Af = 解：图中 R2 应接地。 由虚地的概念
uO R R R = − F (1 + 3 ) − 3 。 uI R1 R4 R1
U i = rbe ⋅ I b + RE (1 + β ) I b U O = − R'L I C = − R'L ⋅ β I b Au = − β 2 R'L = −66 × = −1.3 rbe + (1 + β ) RE 0.736 + (1 + 66) × 1.5
• • •
•
•
•
9.8.2 图 9.06 所示为一两级放大电路， 已知硅晶体管的β1 = 40， β2 = 50， rbe1 = 1.7 kΩ， rbe2 = 1.1 kΩ， RB1 = 56 kΩ， RE1 = 5.6 kΩ， RB2 = 20 kΩ， RB3 = 10 kΩ， RC = 3 kΩ， RE2 = 1.5 kΩ， 求该放大电路的总电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。 解： ri 2 = RB2 // RB3 // rbe 2 = 20 // 10 // 1.1 k Ω = 0.94 k Ω
8.2.1 图 8.01 所示电路中的 VA = 0 V，VB = 1 V，试求下述情况下输出端的电压 VF。 （1） 二极管为理想二极管； （2）二极管为锗二极管； （3）二极管为硅二极管。 解： （1） VF = VB − VD = (1 − 0 ) V = 1 V （2） VF = VB − VD = (1 − 0.3) V = 0.7 V （3） VF = VB − VD = (1 − 0.7 ) V = 0.3 V 8.2.2 图 8.02 所示电路中的二极管为理想二极管，已知 E = 3 V，ui = 5sinωt V，试画出 电压 uO 的波形。 解：uO 波形如图 8.02（b）中的实线部分所示。
共 6 页
第 4 页
解： uO1 = −
RF uI R1 2R 2R uO1 = F uI R R1 3RF uI R1 uO1 = uI1 u− = uI2 i1 = iF + i− uO1 − u− u− − uO = + I− R1 R2
uO 2 = −
uO = uO2 − uO1 =
10.5.5 图 10.06 所示的电路中，已知 RF = 4 R1，求 uO 与 uI1 和 uI2 的关系式。 解：电阻 R1 左端的电位 电阻 R1 右端的电位 列方程
因为若按放大状态进行计算，
I C = β I B = 40 × 0.3255 mA = 13.02 mA U CE = EC − RC I C = (12 − 1.5 × 13.02) V = −7.53 V
IC 不可能超过 8 mA，UCE 也不可能为负值，故不可能处于放大状态。 （3）晶体管处于截止状态
α = 120o U O = 0.9U 2 1 + cos α 1 + cos120o = 0.9 × 100 × V = 22.5 V 2 2 U 22.5 IO = O = A = 4.5 A RL 5 IT = I O 4.5 = A = 2.25 A 2 2
11.2.2 一单相桥式半控整流电路，需直流电压 100 V，现直接由 220 V 交流电网供电， 试求晶体管的控制角和导通角。 解： U O = 0.9U 2
u− = u+ = 0 uR 4 = R4 // RF uO R3 + R4 // RF
得
列方程求解
i1 = iF + i− uI − u− u− − uR 4 = +0 R1 RF uI = R1 − R4 // RF u R3 + R4 // RF O RF
整理得：
Af =
uO R R R = − F (1 + 3 ) − 3 uI R1 R4 R1
R 'L1 = R Au1 = U o1 Ui
• •
E1
// ri 2 = 5.6 // 0.94 k Ω = 0.8 k Ω (1 + β1 ) R'L1 ≈1 rbe1 + (1 + β1 ) R'L1
=
Au 2 = − β 2
RC 3 = −50 × = −136.36 rbe 2 1.1
Au = Au1 ⋅ Au 2 = −136.36 ri = ri1 = RB1 // [rbe1 + (1 + β1 ) R'L1 ] = 56 // [1.7 + (1 + 40) × 0.8] k Ω = 21.35 k Ω ro = ro2 = RC = 3 k Ω
T T ，取RLC = 4 × 2 2 1 1 = 4× F = 133 μ F 2 × f × RL 2 × 50 × 300
C = 4×
选 C = 130 μF，UCN = 50 V 的电容。 （3）电容失效（断路）时： U O = 0.9 U 2 = 0.9 × 15 V = 13.5 V 负载 RL 断路时： U O =
图8.02
当 ui > 3 V 时，二极管 D 截上，电路中无电流，uO = 3 V。 当 ui < 3 V 时，二极管 D 导通，uO = ui。故该电路为单向限幅电路。 8.4.1 在图 8.4.1（a）所示单相桥式整流电路中，已知 U2 = 30 V，RL = 120 Ω ，试选择 电路中的二极管。 解： U O = 0.9U 2 = 0.9 × 30 V = 27 V
6 − 0.7 mA = 0.106 mA 50 I C = β I B = 50 × 0.106 mA = 5.3 mA IB = U CE = (12 − 1× 103 × 5.3 × 103 ) V = 6.7 V
晶体管处于放大状态。 （2）晶体管处于饱和状态。
16 − 0.7 mA = 0.3255 mA 47 12 I C = I CS = mA = 8 mA 1.5 U CE ≈ 0 IB =
ri = RB1 // RB2 // rbe = (33 //10 // 0.736) k Ω = 0.672 k Ω ro = RC = 3.3 k Ω
9.5.4 上题中的共射放大电路，若不加发射极旁路电容 CE，试推导这时的电压放大倍数
共 6 页 第 3 页
的计算公式，并计算出数值。 解：不加发射极旁路电容 CE 时，电路的微变等效电路
1 + cos α 2
cos α =
2U O 2 × 100 −1 = − 1 = 0.0101 0.9U 2 0.9 × 220
α = arccos 0.0101 = 89.42o θ = 180o − α = 180o − 89.42o = 90.58o
编者的话： 本答案并非标准答案，仅供同学们做练习题时参考用。对每一道习题，希望大家认真思 考，寻找出更多、更好的答案。 希望同学们在做练习题时认真注意所用字母和符号的大写、小写、正体、斜体等格式问 题，以免出错。 在这次的修改稿中对原稿中的一些错误进行了修改， 但错误仍在所难免， 希望同学们在 做练习题时把问题与错误记下来，并给予批评指正。 Email：miaosc@sdjzu.edu.cn 信电学院公共基础教研室 苗松池 2010-10-30
10.3.1 试判断图 10.01 所示各电路中的反馈（正、负、串联、并联、电压、电流） 。 答： （a）电压 并联 负反馈 (b) 电压 串联 负反馈 (c) 电流 并联 负反馈 (d) 电流 串联 负反馈 (e) 电压 并联 正反馈 (f) 电压 串联 正反馈 (g) 电流 并联 正反馈 (h) 电流 串联 正反馈 10.3.2 试判断图 10.02 所示电路中电阻 RF 所形成的反馈（正、负、串联、并联、电压、 电流） 。 答：电压 并联 负反馈 10.5.4 图 10.05 所示为两级比例运算放大电路，求 uO 与 ui 的关系。
11.2.1 某单相桥式半控整流电路，RL = 5 Ω，U2 = 100 V，求 α = 60°和 120°时的输出 直流电压 UO、输出直流电流 IO、晶闸管的平均电流 IT 和电流有效值 I。 解：
共 6 页 第 5 页
α = 60o U O = 0.9U 2 1 + cos α 1 + cos 60o = 0.9 × 100 × V = 67.5 V 2 2 U 67.5 IO = O = A = 13.5 A RL 5 IT = I O 13.5 = A = 6.75 A 2 2
IO = ID =
U O 27 A = 0.225 A = RL 120
I O 0.225 A = 0.1125 A = 2 2 I F ≥ I D = 0.1125 A U R ≥ 2U 2 = 1.41× 30 V = 42.3 V
可选用 2CZ53B（IF = 300 mA，UR = 50 V） 。 8.5.1 在图 8.5.1 所示的单相桥式整流、电容滤波电路中，交流电源频率 f = 50 Hz，U2 = 15 V，RL = 300 Ω。试求：(1)负载直流电压和直流电流； （2）选择整流元件和滤波电容；(3) 电容失效（断路）和 RL 断路时的 UO。 解： （1） U O = 1.2 U 2 = 1.2 × 15 V = 18 V