新版模拟电子技术 部分参考答案(一).doc

;.习 题 11.1 当负载开路（RL=）时测得放大电路的输出电压=2V；当输出端接入RL =5.1k的负载时，输出电压下降为uo =1. 2V，求放大电路的输出电阻Ro。解：，1.2 当在放大电路的输入端接入电压 us =15mV，内阻 Rs =1k的信号源时，测得电路的输入端的电压为 ui =10mV，求放大电路的输入电阻 Ri 。解：， 1.3 当在电压放大电路的输入端接入电压 us =15mV，内阻 Rs = 1k的信号源时，测得电路的输入端的电压为 ui =10mV；放大电路输出端接 RL = 3k的负载，测得输出电压为uo =1.5V，试计算该放大电路的电压增益 Au和电流增益 Ai ，并分别用 dB（分贝）表示。解：， ，1.4 某放大电路的幅频响应特性曲线如图1.1所示，试求电路的中频增益Aum、下限截止频率fL、上限截止频率fH和通频带fBW。解： 图1.1 习题1.4电路图 图1.2 习题1.5电路图1.5 电路如图1.2所示，已知：当输入电压为0.4V时，要求输出电压为4V。试求解R1和R2的阻值。解： 1.6 集成运算放大器工作在线性区和非线性区各有什么特点。解： 线性区： 虚短；虚断 非线性区：输出仅为高、低两种电平；虚断1.7 电路如图1.3所示,集成运放输出电压的最大幅值为，求输入电压分别为200mV和2V时输出电压的值。图1.3 习题1.7电路图解：当200mV，当2V，因为是同相端输入，所以1.8 电路如图1.4所示，试求每个电路的电压增益，输入电阻Ri及输出电阻RO。图1.4 习题1.8电路图解：(a) ，(b) ，(c) ，1.9 电路如图1.5所示，求输出电压与各输入电压的运算关系式。 (a) (b) (c) (d)图1.5 习题1.9电路图解：（a），(b) (c) (d) 1.10 电路如图1.6所示，假设运放是理想的：(1) 写出输出电压的表达式，并求出的值；(2) 说明运放A1、A2各组成何种基本运算电路。图1.6 习题1.10电路图解： A1 反相比例电路； A2反相加法电路 1.11 采用一片集成运放设计一反相加法电路，要求关系式为，并且要求电路中最大的阻值不超过100k，试画出电路图，计算各阻值。解： 取 则 1.12 采用一片集成运放设计一个运算电路，要求关系式为，并且要求电路中最大的阻值不超过200K，试画出电路图，计算各阻值。解： 取 则 1.13 电路如图1.7所示，设运放是理想的，求输出电压的表达式。解： ， 1.14 如图1.8所示为带T型网络高输入电阻的反相比例运算电路。（1）试推导输出电压的表达式；（2）若选，当时，计算电阻的阻值；（3）直接用代替T形网络，当，求的值；（4）比较（2）、（3）说明该电路的特点。解： (1) (2) (3) (4) 由（2）、（3）分析可得：用T型网络代替反馈电阻R2时，可用低阻值的网络得到高增益的放大电路。 图1.7 习题1.13电路图 图1.8 习题1.14电路图1.15 电路如图1.9所示，设所有运放都是理想的，试求：（1） 、及的表达式；（2）当时，的值。图1.9 习题1.15电路图解： 当 时， 1.16 电路如图1.10所示，运放均为理想的，试求电压增益的表达式。图1.10习题1.16电路图解： 对A3 对A4 1.17 电路如图1.11所示，运放均为理想的，试求输出电压的表达式。解：(a) (b) 图1.11 习题1.17电路图1.18 积分电路如图1.12所示。设uC(0) = 0，在t = 0时输入阶跃电压，若时，输出电压达到10V,求所需的时间常数。图1.12 习题1.18电路图解：所以 ，可选择，。1.19 电路如图1.13(a)所示，已知运放的最大输出电压= 12V，输入电压波形如图1.9(b)所示，周期为0.1s。试画出输出电压的波形，并求出输入电压的最大幅值。图1.13 习题1.19电路图解： Uom=12V， T=0.1s Uim=0.24V1.20 电路如图1.14所示，运放均为理想的，电容的初始电压：（1）写出输出电压与各输入电压之间的关系式；（2）当时，写出输出电压的表达式。图1.14 习题1.20电路图解： 当 时 1.21 电路如图1.15(a)所示，运放均为理想的。（1）A1、A2、和A3各组成何种基本电路；（2）写出的表达式；（3）=100kW，=10mF，电容的初始电压，已知的波形如图1.15(b)所示，画出的波形。图1.15 习题1.21电路图解：A1组成减法电路，A2组成积分电路，A3为电压跟随器 1.22 电路如图1.16(a)所示，运放均为理想的，电容的初始值，输入电压波形如图1.12(b)所示：（1）写出输出电压的表达式；（2）求t = 0时、的值；（3）画出与相对应的和的波形，并标出相应的幅度。图1.16 习题1.22电路图解： t=0时，1.23 图1.17(a)所示的反相微分器电路中，当输入信号为对称的三角波时，其波形如图1.17（b）所示，试画出输出信号的波形。图1.17 习题1.23电路图解：微分器的输出为：在时，输入信号为 ，则有在时，输入信号为 ，则有同理可得在不同时间时的输出，其对应的输出波形如图（c）所示。1.24 电路如图1.18所示，运放均为理想的，写出与的关系式，说明电路的功能。图1.18 习题1.24电路图解：A2为减法电路 由虚断可知，流过电容的电流为：所以 实现了积分运算1.25 图1.19为实用的单电源供电的自举式同相交流电压放大电路，假设运算放大器是理想的。已知，。问：(1)运算放大器的各信号端口的直流电位为多少？(2)交流放大倍数为多少，输入阻抗为多大？图1.19 习题1.25电路图解：（1） 反相输入端口及输出端口的直流电位均为（2）习 题 22.1 电路如图2.1所示，测得，试问二极管VD是否良好（设外电路无虚焊）？解：内部PN结或电极已开路，D已损坏。2.2 电路如图2.2所示。已知直流电源的端电压，测得，若将直流电源的电压U提高到10V，试问这时的I是等于、大于还是小于？ 图2.1 习题2.1电路图 图2.2 习题2.2电路图解：由于二极管是非线性元件，当U增大时，I将大于2mA2.3 分析判断图2.3所示各电路中二极管是导通还是截止，并计算电压，设图中的二极管都是理想的。图2.3 习题2.3电路图解：（a）断开VD，UD=5+5=10V0，VD导通 ，；（b）断开VD， ，VD截止 ；（c）断开VD1 VD2，所以VD优先导通，VD2截止，Uab=0V； (d) ）断开VD1 VD2，所以 VD2优先导通， VD1截止，2.4 一个无标记的二极管，分别用a和b表示其两只引脚，利用模拟万用表测量其电阻。当红表笔接a，黑表笔接b时，测得电阻值为500W。当红表笔接b，黑表笔接a时，测得电阻值为100kW。问哪一端是二极管阳极?解：b端是阳极2.5 用指针式万用表的不同量程测同一只二极管的正向电阻值，其测试结果不一样，为什么？解：因为二极管的正向特性是非线性的，外加不同电压，直流电阻不同，万用表量程不同，加在二极管上的电压不同。2.6 二极管电路如图2.4(a)所示，设输入电压波形如图2.4(b)所示，在的时间间隔内，试绘出输出电压的波形，设二极管是理想的。图2.4 习题2.6电路图解：，断开VD，当时，VD导通，即，当时，VD截止，即，2.7 电路如图2.5所示，二极管导通电压约为0.7V，试分别估算开关断开和闭合时输出电压的数值。图2.5 习题2.7电路图解：S断开：断开VD，。所以VD导通， S闭合：断开VD，所以VD截止，2.8 在图2.6所示的电路中，设二极管为理想的，已知，试分别画出输出电压的波形，并标出幅值。图2.6 习题2.8电路图解：(a) 正半波，VD导通，uo=ui，负半波，VD截止，uo=0(b) 正半波，VD导通，uo=0，负半波，VD截止，uo=ui(c) 正半波，VD导通，uo=0，负半波，VD截止，uo=0.5ui(d) 正半波，VD截止，uo=0.5ui，负半波，VD导通，uo=02.9 在图2.7所示电路中，输入电压，设二极管的导通电压0.7V，试画出输出电压的波形。图2.7 习题2.9电路图解：（a）断开VD，(b) 断开VD，(c) 断开VD，图同（b）(d) 断开VD，图同（a）2.10 图2.8所示电路中，设二极管为理想的，试画出输出电压的波形以及电压传输特性。图2.8 习题2.10电路图解：断开VD1 VD2，所以时， VD1截止，VD2导通，时， VD1 、VD2均截止，时， VD1导通，VD2截止，2.11 图2.9所示电路中，设二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。图2.9 习题2.11电路图解：(a) 高电平选择电路，VD1截止，VD2导通， (b) 低电平选择电路，VD1导通，VD2截止，2.12 电路如图2.10所示，输入电压，设二极管的正向导通电压为0.7V，电容C1和C2的容量足够大，对信号可视为短路。 （1）画出直流等效电路和交流等效电路；（2）求输出电压。图2.10 习题2.12电路图解：（1） (a)直流等效电路 (b)交流等效电路 （2）由直流等效电路可得二极管交流等效电阻由交流等效电路得由于C2的隔直作用，2.13 在图2.11所示电路中，已知输出电压平均值，负载。（1）输入电压的有效值为多少？（2）设电网电压波动范围为。选择二极管时，其最大整流平均电流IF和最高反向工作电压UR的下限值约为多少？图2.11 习题2.13电路图解：半波整流，2.14 在图2.12所示的电路中，电源，二极管为是理想二极管。求：（1）RL两端的电压平均值；（2）流过RL的电流平均值；（3）选择二极管时，其最大整流平均电流IF和最高反向工作电压UR为多少？图2.12 习题2.14电路图解：全波整流，2.15 全波整流电路如图2.13所示，变压器和二极管均为理想元器件。（1）画出输出电流、输出电压和二极管电压的波形；（2）设为已知，求直流分量、和二极管的平均电流、承受的反向电压峰值。图2.13 习题2.15电路图解：，2.16 在桥式整流电容滤波电路中，已知，交流电源频率。选择整流二极管，并确定滤波电容的容量和耐压值。解：， ，2.17 已知稳压管的稳压值，稳定电流的最小值。求图2.14所示电路中和。图2.14 习题2.17电路图解：（a）断开Dz，假设DZ稳压，所以DZ处于稳压状态，（b）断开Dz，所以DZ处于截止状态，2.18 图2.15中各电路的稳压管VDZ1和VDZ2的稳定电压值分别为8V和12V，稳压管正向导通电压为0.7V，最小稳定电流是5mA。试判断VDZ1和VDZ2的工作状态并求各个电路的输出电压。图2.15 习题2.18电路图解：（a）假设VDz1处于反向击穿状态，VDz2正向导通，所以VDz1处于稳压状态，VDz2处于正向导通状态（b）假设VDz1处于反向击穿状态，VDz2处于反向截止所以VDz1处于稳压状态，VDz2处于反向截止状态2.19 在图2.16中，所有稳压管均为特性相同的硅稳压管，且稳定电压UZ=8V。试画出和的波形。图2.16 习题2.19电路图解：（a）断开VDZ，（b）时， VDZ1导通，VDZ2稳压，时， VDZ1 、VDZ2均截止，时， VDZ1截止，VDZ2导通，2.20 已知稳压管稳压电路如图2.17所示，稳压二极管的特性为：稳压电压， ，直流输入电压，其不稳定量，IL=04mA。试求：（1）直流输出电压；（2）为保证稳压管安全工作，限流电阻R的最小值；（3）为保证稳压管稳定工作，限流电阻R的最大值。图2.17 习题2.20电路图解：（1）直流输出电压等于稳压管的稳压电压，即。（2）当最大，开路时，通过R的电流，即通过稳压管的电流为最大。因此，为保证稳压管安全工作，由此可求得限流电阻的最小值为（3）当最小，最小时，流入稳压管的电流为最小；为保证稳压管稳定工作，要求。由可此得：综合以上分析，可选取限流电阻R=510。2.21 在下面几种情况下，可选用什么型号的三端集成稳压器？（1）Uo= + 12V，RL最小值为15；（2）Uo= + 6V，最大负载电流ILmax = 300mA;（3）Uo=15V，输出电流范围Io为1080mA。解：（1），所以选7812（2）选78M06（3）选78L152.22 电路如图2.18所示，三端集成稳压器静态电流IW= 6mA, Rw为电位器，为了得到10V的输出电压，试问应将RW调到多大？图2.18 习题2.22电路图解：所以 2.23 利用W7805获得输出电压可调的稳压电源如图2.19所示，试求输出电压的表达式，并计算它的可调范围。图2.19习题2.23电路图解：，得：，所以 2.24 电路如图2.20所示：（1）求电路负载电流的表达式；（2）设输入电压，W7805输入端和输出端间的电压最小值为3V， 。求出电路负载电阻的最大值。图2.20 习题2.24电路图解：，所以2.25 已知三端可调式集成稳压器W117的基准电压=1.25V，调整端电流=50m A，用它组成的稳压电路如图2.21所示。（1）若，忽略对的影响，要得到5V的输出电压，则和应选取多大；（2）若改为0的可变电阻，求输出电压的可调范围。图2.21习题2.25电路图解：（1），所以： （2），所以：2.26可调恒流源电路如图2.22所示，（1）当U21=UREF=1.2V，R从0.8120变化时，恒流电流IO的变化范围如何？（2）当RL用充电电池代替，若50mA恒流充电，充电电压VO=1.5V，求电阻RL。图2.22习题2.26电路图解：（1）（2）习 题 33.1 确定图中晶体管其它两个电流的值图3.1 习题3.1图解：(a) IC=IB=2000.125=25(mA) IE=IB+IC=25.125(mA)(b) IB=IE/(1+)=5/(1+100)=49.5(A) IC=IEIB=4.95(mA)(c) IB=IC/=3/120=25(A) IE=IB+IC=3.025(mA)3.2 测得放大电路中的晶体三极管3个电极、的电流大小和方向如图3.1所示，试判断晶体管的类型（NPN或PNP），说明、中哪个是基极b、发射极e、集电极c，求出电流放大系数。图3.2 习题3.2图解：(a) -c -b -e PNP =1.2/0.03=40(b) -b -e -c NPN =1.5/0.01=1503.3 有两只工作于放大状态的晶体管，它们两个管脚的电流大小和实际流向如图3.3所示。求另一管脚的电流大小，判断管子是NPN型还是PNP型，三个管脚各是什么电极；并求它们的与值。图3.3 习题3.3图解：(a) -c -e -b NPN IE=IB+IC=4+0.1=4.1(mA) =4/0.1=40，=0.976(b) -e -c -b NPN IC=IEIB=5.10.1=5(mA) =5/0.1=50，=0.9803.4 试判断图3.4所示电路中开关S放在1、2、3哪个位置时的IB最大；放在哪个位置时的IB最小，为什么？图3.4 习题3.4图解：在时，发射极相当于一个二级管导通，此时IB就等于此导通电流。在时，三极管相当于两个并联的二极管，此时IB等于两个二级管导通电流之和，所以此时的电流最大。在时，发射极导通，集电结反偏，集电结收集电子，所以IB电流下降，此时电流最小。3.5 测得某放大电路中晶体三极管各极直流电位如图3.5所示，判断晶体管三极管的类型（NPN或PNP）及三个电极，并分别说明它们是硅管还是锗管。图3.5 习题3.5图解：(a) -e -c -b 硅 NPN(b) -b -c -e 锗 PNP(c) -b -e -c 锗 PNP3.6 用万用表直流电压挡测得晶体三极管的各极对地电位如图3.7所示，判断这些晶体管分别处于哪种工作状态（饱和、放大、截止或已损坏）。图3.6 习题3.6图解：(a) 截止 (b) 饱和 (c) 放大 (d) 饱和 (e) 截止 (f) 损坏3.7 某晶体管的极限参数为ICM = 20mA、PCM = 200mW、U(BR)CEO = 15V，若它的工作电流IC = 10mA，那么它的工作电压UCE不能超过多少？若它的工作电压UCE = 12V，那么它的工作电流IC不能超过多少？解：3.8 图3.7所示电路对正弦信号是否有放大作用？如果没有放大作用，则说明理由并将错误加以改正（设电容的容抗可以忽略）。图3.7 习题3.8电路图解：(a) 无放大作用。电容C使得集电结反偏不成立。应将电容C改为阻值合适的电阻。(b) 无放大作用。VBB使得交流输入信号无法加到三极管上。应在此支路串联一阻值合适的电阻。(c) 无放大作用。PNP三极管要求VCVBU(BR)DS，击穿(c) ID=Kn(UGS-Uth)2 9= Kn (42)2 Kn =2.25mA/V2 UGSQ=3V IDQ=2.25(32)2 IDQ=2.25mA UDSQ=122.255=0.75(V)UGSQUth =1V 处于恒流区4.12 电路如图4.9所示，已知场效应管VT1的Kn = 0.16mA/V2、Uth = 3.5V；VT2的IDSS = 2mA、UP = 2V。试分析这二个电路中的场效应管各工作在截止区、恒流区、可变电阻区中的哪个区。图4.9 习题4.12图解：(a) UGSQ=2VUth，截止(b) UGSQ=0V 假设处于恒流区，则IDQ=IDSS=2mA UDSQ=10+23=4(V)UGSQUP=2V 处于恒流区4.13 图4.10所示场效应管工作于放大状态，忽略不计，电容对交流视为短路。跨导为。（1）画出电路的交流小信号等效电路；（2）求电压放大倍数和源电压放大倍数；（3）求输入电阻和输出电阻。图4.10 习题4.13电路图解：(2) Ri=Rg3+Rg2/Rg1=2+0.3/0.1=2.075(M) Ro=Rd=10k(3) 4.14 电路如图4.11所示，已知FET在Q点处的跨导gm = 2mS，=0，试求该电路的、Ri、Ro的值。 图4.11 习题4.14电路图解：Ri=Rg2/Rg1=2/0.5=0.4(M)Ro=Rs/=3/=429()4.15 电路如图4.12所示，场效应管的，忽略不计。试求共漏放大电路的源电压增益、输入电阻和输出电阻。图4.12 习题4.15电路图解：Ri=Rg2/Rg1