模擬電子技術(模電課后習題含答案)(第三版)

第 1 章 常用半導體器件 1 1 選擇合適答案填入空內 l 在本征半導體中加入 A 元素可形成 N 型半導體 加入 C 元素可形成 P 型半導體 A 五價 B 四價 C 三價 2 當溫度升高時 二極管的反向飽和電流將 A A 增大 B 不變 C 減小 3 工作在放大區(qū)的某三極管 如果當 IB 從 12 uA 增大到 22 uA 時 IC 從 lmA 變?yōu)?2mA 那么 它的 約為 C A 83 B 91 C 100 4 當場效應管的漏極直流電流 ID從 2mA 變?yōu)?4mA 時 它的低頻跨導 gm將 A A 增大 B 不變 C 減小 1 3 電路如圖圖 P1 2 所示 已知 V 試畫出與的波形 設二極管導通電10sin i ut i u o u 壓可忽略不計 圖圖 P1 2 解圖解圖 P1 2 解 解 與的波形如解圖解圖 Pl 2 所示 i u o u 1 4 電路如圖圖 P1 3 所示 已知 V 二極管導通電壓 UD 0 7V 試畫出與tui sin5 i u 的波形圖 并標出幅值 o u 圖圖 P1 3 解圖解圖 P1 3 2 1 6 電路如圖圖 P1 4 所示 二極管導通電壓 UD 0 7V 常溫下 電容 C 對交流信號mVUT26 可視為短路 為正弦波 有效值為 10mV 試問二極管中流過的交流電流的有效值為多少 i u 解 解 二極管的直流電流 2 6 DD IVURmA 其動態(tài)電阻 10 DTD rUI 故動態(tài)電流的有效值 1 diD IUrmA 1 7 現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管 穩(wěn)壓值分別是 6V 和 8V 正向導通電壓為 0 7V 試問 1 若將它們串聯(lián)相接 則可得到幾種穩(wěn)壓值 各為多少 2 若將它們并聯(lián)相接 則又可得到幾種穩(wěn)壓值 各為多少 解 解 1 串聯(lián)相接可得 4 種 1 4V 14V 6 7V 8 7V 1 兩個管子都正接 1 4V 2 6V 的管子反接 8V 的正接 6 7V 3 8V 的反接 6V 的管子正接 8 7V 4 兩個管子都反接 14V 2 并聯(lián)相接可得 2 種 0 7V 6V 1 兩個管子都反接 電壓小的先導通 6V 2 一個正接 一個反接 電壓小的先導通 0 7V 1 8 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 UZ 6V 穩(wěn)定電流的最小值 IZmin 5mA 最大功耗 PZM 150mW 試 求圖 P1 8 所示電路中電阻 R 的取值范圍 解 穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 IZM PZM UZ 25mA 電阻 R 的電流為 IZM IZmin 所以其取值范圍為 k8 136 0 Z ZI I UU R 3 1 9 已知圖圖 Pl 9 所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 最小穩(wěn)定電流6 Z UV 最大穩(wěn)定電流 min 5 Z ImA max 25 Z ImA 1 分別計算為 10V 15V 35V 三種情況下輸出電壓的值 I U O U 2 若時負載開路 則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象 為什么 35 I UV 解 解 1 只有當加在穩(wěn)壓管兩端的 電壓大于其穩(wěn)壓值時 輸出電壓才為 6V 時 VUI10 VU RR R U I L L O 3 3 時 VUI15 5 L OI L R UUV RR 時 VUI35 11 7 L OIZ L R UUVU RR VUU ZO 6 2 當負載開路時 故穩(wěn)壓管將被燒毀 mAImA R UU I Z ZI Z 2529 max 1 11 電路如圖 P1 11 a b 所示 穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 UZ 3V R 的取值合適 uI的波形 如圖 c 所示 試分別畫出 uO1和 uO2的波形 4 2 7 電路如圖圖 P2 7 所示 晶體管的 80 分別計算和 100 bb r L R 時的 Q 點 和 3 L Rk u A i R o R 解 解 在空載和帶負載情況下 電路的靜態(tài)電流 均相等 它們分別為 be r 22 CCBEQBEQ BQ bs VUU IA RR 1 76 CQBQ IImA 26 1 1 3 bebb EQ mV rrk I 空載時 靜態(tài)管壓降 電壓放大倍數(shù) 輸入電阻和輸出電阻分別為 6 2 CEQCCCQc UVIRV 308 c u be R A r 1 3 ibbebe RRrrk 93 be usu bes r AA rR 5 oc RRk 時 靜態(tài)管壓降 電壓放大倍數(shù)分別為 3 L Rk 2 3 L CEQCCCQcL Lc R UVIRRV RR 115 cL u be RR A r 34 7 be usu bes r AA rR 1 3 ibbebe RRrrk 5 oc RRk 5 2 8 在圖 P2 7 所示電路中 由于電路參數(shù)不同 在信號源電壓為正弦波時 測得輸出波形如 圖 P2 8 a b c 所示 試說明電路分別產(chǎn)生了什么失真 如何消除 解 a 飽和失真 增大 Rb 減小 Rc b 截止失真 減小 Rb c 同時出現(xiàn)飽和失真和截止失真 應增大 VCC 2 10 已知圖圖 P2 10 所示電路中 晶體管 100 1 4k be r 1 現(xiàn)已測得靜態(tài)管壓降 UCEQ 6V 估算 Rb 2 若測得和的有效值分別為 1mV 和 100mV 則負載電阻 RL為多少 i U o U 解 解 1 mA R UV I c CECC C 2 AII CB 20 k I UV R B BECC b 565 2 由 100 ocL u ibe URR A Ur 可得 圖圖 P2 102 625 L Rk 2 13 電路如圖圖 P2 13 所示 晶體管 100 100 bb r 1 求電路的 Q 點 和 u A i R o R 2 若改用 200 的晶體管 則 Q 點如何變化 3 若電容 Ce開路 則將引起電路的哪些動態(tài)參數(shù)發(fā)生變化 如何變化 6 解 解 1 靜態(tài)分析 1 12 2 b BQCC bb R UVV RR 1 BQBEQ EQ fe UU ImA RR 10 1 EQ BQ I IA 圖圖 P2 13 e R 5 7 CEQCCEQcf UVIRRV 動態(tài)分析 26 1 2 73 bebb EQ mV rrk I 7 7 1 cL u bef RR A rR 12 1 3 7 ibbbef RRRrRk 5 oc RRk 2 200 時 不變 1 12 2 b BQCC bb R UVV RR 不變 減小 1 BQBEQ EQ fe UU ImA RR 5 1 EQ BQ I IA 不變 e R 5 7 CEQCCEQcf UVIRRV 3 Ce開路時 減小 1 92 1 cLcL u beefef RRRR A rRRRR 增大 12 1 4 1 ibbbeef RRRrRRk 不變 5 oc RRk 7 2 12 電路如圖圖 P2 12 所示 晶體管的 80 1k be r 1 求出 Q 點 2 分別求出 RL 和 RL 3k 時電路的 和 u A i R o R 解 解 1 求解 Q 點 32 3 1 CCBEQ BQ be VU IA RR 1 2 61 EQBQ IImA 7 17 CEQCCEQe UVIRV 圖圖 P2 12 2 求解放大倍數(shù)和輸入 輸出電阻 RL 時 1 0 996 1 e u bee R A rR 1 110 ibbee RRrRk RL 3k 時 1 0 992 1 eL u beeL RR A rRR 1 76 ibbeeL RRrRRk 輸出電阻 37 1 sbbe oe RRr RR 2 13 電路如圖圖 P2 13 所示 晶體管的 60 100 bb r 1 求解 Q 點 和 u A i R o R 2 設 Us 10mV 有效值 問 i U o U 若 C3開路 則 i U o U 8 解 解 1 Q 點 31 1 CCBEQ BQ be VU IA RR 1 86 CQBQ IImA 4 56 CEQCCEQce UVIRRV 和的分析 圖圖 P2 13 u A i R o R 26 1 952 bebb EQ mV rr I 95 cL u be RR A r 952 ibbe RRr 3 oc RRk 2 設 Us 10mV 有效值 則 3 2 i is si R UUmV RR 304 oui UAUmV 若 C3開路 則 1 51 3 ibbee RRrRk 1 5 cL u e RR A R 9 6 i is si R UUmV RR 14 4 oui UAUmV c d 9 3 6 圖圖 P3 6 所示電路參數(shù)理想對稱 晶體管的 均為 100 100 bb r 試求 Rw的滑動端在中點時 T1管和 T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流以及動態(tài)參數(shù) Ad0 7 BEQ UV EQ I 和 Ri 圖圖 P3 6 解 解 Rw 滑動端在中點時 T1管和 T2管的發(fā)射極靜態(tài)電流分析如下 EQ I 2 2 W BEQEQEQeEE R UIIRV 0 517 2 2 EEBEQ EQ W e VU ImA R R 動態(tài)參數(shù) Ad和 Ri分析如下 26 1 5 18 be bb EQ mV rrk I 98 1 2 c d beW R A rR 2 1 20 5 ibeW RrRk 10 3 7 電路如圖圖 P3 7 所示 T1和 T2兩管的 均為 140 均為 4k 試問 若輸入直流信號 be r 則電路的共模輸入電壓差模輸入電壓輸出動mVuI20 1 mVuI10 2 Ic u Id u 態(tài)電壓 o u 解 解 電路的共模輸入電壓 差模輸入電壓 差模放大倍數(shù)和動態(tài)電壓 IC u Id u d A O u 分別為 12 15 2 II IC uu umV 12 10 IdII uuumV 175 2 c d be R A r 1 75 OdId uA uV 4 1 根據(jù)下列要求 將應優(yōu)先考慮使用的集成運放填入空內 已知現(xiàn)有集成運放的類型是 通用型 高阻型 高速型 低功耗型 高壓型 大功率型 高精度型 1 作低頻放大器 應選用 2 作寬頻帶放大器 應選用 3 作幅值為 1 V 以下微弱信號的量測放大器 應選用 4 作內阻為 100k 信號源的放大器 應選用 5 負載需 5A 電流驅動的放大器 應選用 6 要求輸出電壓幅值為 80V 的放大器 應選用 7 宇航儀器中所用的放大器 應選用 11 6 1 選擇合適答案填入空內 1 對于放大電路 所謂開環(huán)是指 B A 無信號源 B 無反饋通路 C 無電源 D 無負載 而所謂閉環(huán)是指 B A 考慮信號源內阻 B 存在反饋通路 C 接入電源 D 接入負載 2 在輸入量不變的情況下 若引入反饋后 D 則說明引入的反饋是負反饋 A 輸入電阻增大 B 輸出量增大 C 凈輸入量增大 D 凈輸入量減小 3 直流負反饋是指 C A 直接耦合放大電路中所引入的負反饋 B 只有放大直流信號時才有的負反饋 C 在直流通路中的負反饋 4 交流負反饋是指 C A 阻容耦合放大電路中所引入的負反饋 B 只有放大交流信號時才有的負反饋 C 在交流通路中的負反饋 5 為了實現(xiàn)下列目的 應引入 A 直流反饋 B 交流反饋 穩(wěn)定靜態(tài)工作點 應引入 A 穩(wěn)定放大倍數(shù) 應引入 B 改變輸入電阻和輸出電阻 應引入 B 抑制溫漂 應引入 A 展寬頻帶 應引入 B 6 2 選擇合適答案填入空內 A 電壓 B 電流 C 串聯(lián) D 并聯(lián) 1 為了穩(wěn)定放大電路的輸出電壓 應引入 A 負反饋 2 為了穩(wěn)定放大電路的輸出電流 應引入 B 負反饋 3 為了增大放大電路的輸入電阻 應引入 C 負反饋 4 為了減小放大電路的輸入電阻 應引入 D 負反饋 5 為了增大放大電路的輸出電阻 應引入 B 負反饋 6 為了減小放大電路的輸出電阻 應引入 A 負反饋 6 3 下列說法是否正確 用 和 表示判斷結果填入括號內 1 只要在放大電路中引入反饋 就一定能使其性能得到改善 2 放大電路的級數(shù)越多 引入的負反饋越強 電路的放大倍數(shù)也就越穩(wěn)定 3 反饋量僅僅決定于輸出量 4 既然電流負反饋穩(wěn)定輸出電流 那么必然穩(wěn)定輸出電壓 12 6 14 已知一個負反饋放大電路 A 105 F 2 10 3 試問 1 2 若 A 的相對變化率為 20 則的相對變化率為多少 f A f A 解 解 1 因為 AF 200 1 所以 1 500 f A F 2 根據(jù)題目所給數(shù)據(jù) 可知 53 11 20 0 1 11 102 10 f f dA dA AAFA 6 13 已知負反饋放大電路的 4 2 45 10 1 1 1010 A ff jj 試分析 為了使放大電路能夠穩(wěn)定工作 即不產(chǎn)生自激振蕩 反饋系數(shù)的上限值為多少 解解 根據(jù)放大倍數(shù)表達式可知 放大電路高頻段有三個截止頻率分別為 4 1 10 L fHz 5 23 10 LL ffHz 因為 所以 在 時 約為 60dB 附加 231 10 LLL fff 5 23 10 LL fffHz A 相移約為 180o 為了使時的小于 0dB 即不滿足自激振蕩的幅值條件 23LL fff 20lg AF 反饋系數(shù)的上限值應為 60dB 即的上限值為 10 3 20lg F F 6 22 在圖圖 P6 22 所示電路中 已知 A 為電流反饋型集成運放 試問 1 中頻電壓放大倍數(shù) 2 上限截止頻率 圖圖 P6 22 解圖解圖 P6 18 13 解 解 畫出圖圖 P6 22 所示電路中集成運放的等效電路如解圖解圖 P6 18 所示 因為 ro很小 反相輸 入端電位為 nii oi UUI rU 將集成運放的內部電路替換為教材中圖圖 6 7 5 所示電路 參閱 P310 P311 可得 io Ij CU 而 nfif nnooo io fffff URRU RR UUUUU Ij CU RRRRRRRR 1 fif o ff j R CU RR U RRR 即 1 1 1 f o u if R U A URj R C 1 2 上限截止頻率為 1 f u R A R 1 2 H f f R C 7 1 填空 1 同相比例同相比例 運算電路可實現(xiàn) Au 1 的放大器 2 反相比例反相比例 運算電路可實現(xiàn) Au 0 的放大器 3 微分微分 運算電路可將三角波電壓轉換成方波電壓 4 同相求和同相求和 運算電路可實現(xiàn)函數(shù) a b 和 c 均大于零 123 YaXbXcX 5 反相求和反相求和 運算電路可實現(xiàn)函數(shù) a b 和 c 均小于零 123 YaXbXcX 6 乘方乘方 運算電路可實現(xiàn)函數(shù) 2 YaX 14 7 11 在圖圖 P7 11 a 所示電路中 已知輸入電壓 uI的波形如圖 b 所示 當 t 0 時 uC 0 試畫出輸出電壓 uO的波形 a b 圖圖 P7 11 解 解 輸出電壓的表達式為 2 1 1 1 t OIO t uu dtut RC 當 uI為常量時 211211211 57 11 100 1010 OIOIOIO uu ttutu ttutu ttut RC 若 t 0 時 uO 0 則 當 t 5mS 時 3 100 5 5 102 5 O uVV 當 t 15mS 時 3 100 5 10 10 2 5 2 5 O uVV 因此輸出波形如解圖解圖 P7 11 所示 解圖解圖 P7 11 15 7 13 試分別求解圖圖 P7 13 所示各電路的運算關系 a b c d 圖圖 P7 13 解 解 利用節(jié)點電流法 可解出各電路的運算關系分別為 a 2 11 1 100 OIIII R uuu dtuu dt RRC b 設兩電容的充電電流為 方向向右 則 1 11 CI dudu iCC dtdt 3 1 1 22 1 102 II OII duCdu uiRidtRCuu CdtCdt c 反相端 1 ONCPP uuuuu dt RC 同相端 111 IP PCIP uu uudtu dtu dt CRRCRC 代入上式 得 3 1 10 OII uu dtu dt RC d 12 12 12 1 100 0 5 II OII uu udtuudt CRR 16 7 15 試求出圖圖 P7 15 所示電路的運算關系 圖圖 P7 15 解 解 設 A2的輸出為 uO2 因為 R1的電流等于 C 的電流 所以 2 1 1 2 OII uu dtu dt RC 又因為 A2組成以 uO為輸入的同相比例運算電路 所以 2 2 3 1 2 OOO R uuu R 比較以上兩式 得 OI uu dt 7 27 所示各電路的傳遞函數(shù) 并說明它們屬于哪種類型的濾波電路 a b 圖圖 7 27 17 解 解 利用節(jié)點電流法可求出它們的傳遞函數(shù) 在圖 a 所示電路中 故其為高通濾波器 22 1 1 1 1 u RsR C A s sRC R sC 在圖 b 所示電路中 22 2 112 11 1 1 u RR R sCsC A s RRsR C 故其為低通濾波器 8 1 判斷下列說法是否正確 用 和 表示判斷結果 1 在圖圖 T8 1 所示方框圖中 產(chǎn)生正弦波振蕩的相位條件是 AF 2 因為 RC 串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡作為反饋網(wǎng)絡時的 單管共集放大電路的 滿足0o F 0o A 正弦波振蕩電路的相位條件 故合理連接它們可以構成正弦波振蕩電路 n AF 2 3 在 RC 橋式正弦波振蕩電路中 若 RC 串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡中的電阻均為 R 電容均為 C 則其振 蕩頻率 1 o fRC 4 電路只要滿足 就一定會產(chǎn)生正弦波振蕩 1 FA 5 負反饋放大電路不可能產(chǎn)生自激振蕩 6 在 LC 正弦波振蕩電路中 不用通用型集成運放作放大電路的原因是其上限截止頻率太低 8 2