《电工电子技术5-9章》课后习题和补充练习.doc

第5章 半导体器件习题选解 P148-1505.2.1 如题5.2.1图所示电路中，试求下列几种情况下输出端Y的电位VY及各元件中通过的电流：（1）VA=VB =0V；（2）VA=+3V，VB=0V；（3）VA = VB = +3V；二极管的正向压降可忽略不计。题5.2.1图解：（1）当VA=VB=0时，因二极管正向偏置，而使DA、DB处于导通状态，电流相等，电阻R上的电流为：，输出端VY=0V。（2）当VA=3V,VB=0时，因二极管DB正向偏置，而使其处于导通状态，即DB导通，同时使DA反向偏置，而使DA截止，则流过DA的电流为0；流过DB和电阻R上的电流相等，即：。（3）当VA=VB=+3V时，因二极管正向偏置，而使DA、DB处于导通状态，电流相等，电阻R上的电流为：，输出端VY= +3V。5.2.3 题5.2.3图所示，E=5V， 二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压的波形。题5.2.3图解：利用二极管的单向导电性，分析各个电路，所以它们的输出电压波形分别为：(a)、(b)对应的波形为（a）；(c)、(d)对应的波形为（b）。5.3.1 现有两个稳压管DZ1、DZ2，稳定电压分别为4.5V和9.5V，正向电压均为0.5V，试求如题5.3.1图所示各电路中的输出电压U0。U1=4VU0DZ1-R+-DZ2（d）DZ1+R+-U1=8VU0DZ2（e）DZ1+R1-U1=13VU0DZ2（f）R2+-题5.3.1图DZ1-R+-U1=4VU0DZ2（c）DZ1+R+-U1=10VU0DZ2（b）DZ1+R+-U1=18VU0DZ2（a）解：（a）图： （b）图： ，因为外加电压小于两个稳压管的稳压值。 （c）图：， 两个稳压管的均正向导通。 （d）图： ，因为外加电压使稳压管 DZ2反向但不击穿而截止。 （e）图： ，因为外加电压使稳压管 DZ1反向击穿且稳压，DZ2正向。 （f）图： ，外加电压使稳压管 DZ1、DZ2反向稳压。5.3.2 已知稳压管的稳压值UZ10V，稳定电流的最大值IZmax23mA。试问稳压管的电流是否超过IZmax？若超过了怎么办？ DZ+-U1=20V题5.3.2图解：图中稳压管两端承受的反向电压为：稳压管被击穿，则UO10V。 IZ超过IZmax，应加大电阻R或另选稳压管。5.5.1 有两个晶体管分别接在电路中，今测得它们管脚的电位（对“地” ）分别如下表所列，试判别管子的三个管脚，并说明是硅管还是锗管？NPN型还是PNP型？ 晶体管I 晶体管II管脚123电位/V43.49管脚123电位/V-6-2.3-2解：晶体管I为NPN型硅管；1为基极，2 为发射极，3为集电极。晶体管II为PNP型锗管；1为集电极，2为基极，3为发射极。补充习题 ：5-1 某一晶体管的PCM=100mW，ICM=20mA，U(BR)CEO=15V，试问在下列几种情况下，哪种是正常工作？（1）UCE=3V，IC=10mA；（2）UCE=2V，IC=40mA；（3）UCE=6V，IC=20mA。解：（1）因为UCE U(BR)CEO=15V，IC ICM=20mA；Pc=UCE IC ICM=20mA；所以该晶体管能够不正常工作。（3）因为UCE U(BR)CEO=15V，ICPCM所以该晶体管不能够正常工作。5-2 如题5-2图所示各电路中，试问晶体管工作于何种状态？题5-2图解：（1）图（a）中，晶体管临界饱和时的集电极电流近似为：（2）在图（b）中，晶体管临界饱和时的集电极电流近似为：（3） 在图（c）中，因为输入电压为 -6V，则晶体管的发射结反偏，集电结反偏，所以晶体管工作在截止区，处于截止状态。5-3 电路如题5-3图所示，二极管为理想的，求I、IA的读数，并说明二极管是导通还是截止？题5-3图解：开关在1 位置时，D1导通，D2 截止，I=IA=1A；开关在2 位置时，D1截止，D2导通，I= -1A；IA=0A。第6章 基本放大电路习题选解 P188-P1916.2.1 晶体管放大电路如题6.2.1图所示，已知Ucc=12V,Rc=3k,RB=240k,晶体管的=40 。（1）试用直流通路估算静态值IB,IC,UCE；（2）晶体管的输出特性如图所示，试用图解法求放大电路的静态工作点；（3）在静态时（ui=0）C1和C2上的电压各为多少？并标出极性。 （a） (b)题11.1图解：（1）电路的直流通路如图题解6.2.1，为便于标注C1和C2的极性，图中保留了C1和C2，它不影响静态值。 题解6.2.1图（2）在输出特性上作直流负载线，根据UCE=Ucc-IcRc 有：Ic=0, UCE=12V；UCE=0，Ic=4mA；过此两点作一条直线，即直流负载线；与Ib=50A的交点为静态工作点Q，由图得静态值为：IB=50A,Ic=2mA, UCE=6V。（3）静态时UC1=UBE,UC2=UCE=6V, 极性如图示。6.3.2 利用微变等效电路计算如图所示电路的电压放大倍数Au。条件为：（1）输出端开路；（2）RL=6k。设rbe=0.8k。题6.3.2图（b）题6.3.2图（a）解：微变等效电路图如题6.3.2图（b）所示：6.4.1 如图所示电路为共射分压式偏置放大电路，已知：Ucc=24V，Rc=3.3k，RE =1.5k，RB1=33k，RB2=10k，RL=5.1k，晶体管的=66，并设Rs=0。试求：（1）静态值(建议用戴维宁定理计算)；（2）画出微变等效电路；（3）计算晶体管的输入电阻rbe；(4)计算电压放大倍数Au；（5）计算放大电路输出端开路时的电压放大倍数，并说明负载电阻RL对电压放大倍数的影响；（6）估算放大电路的输入电阻和输出电阻。题6.4.1图 (2) 微变等效电路如图（b）所示：补充习题6-1 图示电路中，若Ucc=10V, 今要求UCE=5V, Ic=2mA, 试求Rc和RB的阻值。设晶体管的=40 。6-2 如图所示电路中，已知晶体管的=30，试计算此放大电路静态工作点和电压放大倍数Au。第7章 集成运算放大器习题作业解答P220-2257.4.1 如题7.4.1图所示，已知集成运放的正、负电源电压为15V，。试求分别在以下各值时的输出电压。（1）；（2）；（3）；（4）；题7.4.1图解：电路为反相比例运算，则 所以：（1）时：（2）时： （3）时： 为负限幅输出。 （4）时： 为正限幅输出。7.4.2如题7.4.2图所示电路中，已知，V，求 。题7.4.2图解：同相比例运算电路的输出为，。7.4.3 求题7.4.3图所示电路的与的运算关系式。题7.4.3图解：对第一级放大电路，因为，且，则 ，。对第二级放大电路，。所以 。7.4.5 在题7.4.5图中，已知，试求输出电压与的关系式。 题7.4.5图解：第一级放大电路为电压跟随器，所以，第二级为反相比例运算电路，则输出电压。7.4.6 题7.4.6图中的电路是利用两个运算放大器组成的具有较高输入电阻的差分放大电路。试求出与，的运算关系式。题7.4.6图解：第二级 为减法运算电路，根据“虚短” ，所以，则可得 。所以， 整理后可得，补充习题7-1 求题7-1图所示电路中与各输入电压的运算关系式。题7-1图解：第一级为反相比例运算电路，第二级为反相加法运算电路。7-2 如题 7-2图所示电路。（1）写出电压与、的关系式；（2）若，求电压=？+-+U1Uo1100RFRF题 7-2 图R1+-+U2UoRF100RFR解：第一级运放组成同相比例运算电路（1），。（2）。7-3 试求题7-3图中输出与输入之间的关系式。 解：由叠加定理可得：如图解12-14a所示，如图解12-14b所示，最后叠加可得：7-4 按下列运算关系式画出运算电路，并计算各电阻的阻值，括号中的反馈电阻是已知值。（1） （）（2） （）（3） （）（4） （）解：（1）由 为反相比例运算电路，则 ，（） 所以 ，反相比例运算电路如题解7-4（a）图所示。 题解7-4（a）图（2） ，为反相求和电路：则 ，。反相求和电路如题解7-4（b）图所示。 题解7-4（b）图（3） （）为同相比例运算电路：则 ，同相比例运算电路如题解7-4（c）图所示。 题解7-4（c）图（4） （）为差动运算电路：，则 ，差动运算电路如题解7-4（d）图所示。 题解7-4（d）图第8章 组合逻辑电路习题选解（P265-271）8.2.2 试画出题8.2.2图中“与非”门输出F的波形。 & ABCF题8.2.2图解：输出F的波形如题解8.2.2图所示。ABC题解8.2.2图23-3F（解题分析： 找出输入同为1的时段，此段输出为0，其余为1.）8.4.2 用与非门和非门实现以下逻辑关系，画出逻辑图： ，实现的电路如题解8.4.2（1）图。ABC & F & & & 题解8.4.2（1）图 ，实现的电路如题解8.4.2（2）图。ABC & F & & & 题解8.4.2（2）图，实现的电路如题解8.4.2（3）图。ABC & F & 题解8.4.2（3）图 (4) ， 实现的电路如题解8.4.2（4）图。 题8.4.2（4）图解8.4.2 已知题8.4.3图（a）所示各门逻辑图的输入波形如题8.4.3 (b)图所示试画出它们的输出波形图。ABA & F21 题8.4.3（a）图 =1 F3F1ABB 题解8.4.3（b）图BAF1F2F38.4.4 应用逻辑代数运算法则化简下列各式。（1）（2）（3）(4) 解：8.5.1 写出并化简各逻辑图的逻辑表达式，列出逻辑状态表。ABC 1 F & & & （a）题8.5.1图解：（a）图： 对于(b)图，其逻辑表达式为： 逻辑状态表：ABCF00000010010001111000101111011111(a) (b) ABY0000111011108.5.2 求题8.5.2图示电路中F的逻辑表达式，化简并列出逻辑状态表分析其逻辑功能，并改用与非门实现。ABC 1 F & 1 1 题8.5.2图 & =1 解：（1）逻辑表达式： （2）逻辑状态表：ABCF00010010010001101000101011001111（3）用与非门实现的逻辑表达式：，逻辑图为：A & & 题解8.5.2图 & FBC 1 1 1 8.5.3 列出状态表分析图示电路的逻辑功能。题8.5.3图解： 由逻辑图得到其逻辑表达式为： 逻辑状态表如下所示：ABCY00000011010101101001101011001111 由状态表可以得出以下结论：当A、B、 C 三个输入变量有奇数个1时，电路输出为1；当A、B、C三个输入变量有偶数个1时，电路输出为0。所以该电路可以实现奇偶校验功能。8.6.8 某汽车驾驶员培训班进行结业考试，有三名评判员，其中A为主评判员，B、C为副评判员。在评判时，遵循少数服从多数的原则通过；但主评判员认为合格，也可通过。试用与非门构成逻辑电路实现此评判规定。解：设A、B、C为输入端，合格为1；F为输出端，通过为1； 根据题意列状态表；写逻辑表达式：F= A+BC= 画出逻辑图如题解8.6.8图所示。 逻辑状态表ABCF00000010010001111001101111011111&ACB1F题解8.6.8图8.6.9 某同学参加四门课程考试，规定如下：(1) 课程A及格得1分，不及格得0分；(2) 课程B及格得2分，不及格得0分；(3) 课程C及格得4分，不及格得0分；(4) 课程D及格得5分，不及格得0分。若总得分大于8分（含8分），就可结业。试用“与非门”构成实现上述逻辑要求得电路。解：根据题意列状态表：（为了解题简单，只列出总分大于等于8的情况）ABCDY0011101111110111111110111由状态表列逻辑表达式：由此得逻辑图如题解8.6.9图所示。 题解8.6.9图补充习题8-1 求题8-1图所示逻辑电路的逻辑表达式。 题8-2图题8-1图解：8-2 逻辑电路如题8-2图所示，（1）指出该电路图中逻辑门的不同类型，（2）写出逻辑表达式并化简之。 解：该逻辑电路有三种不同的门，非门、或门、与非门。 8-3 应用逻辑代数运算法则将化简式。解：8-4 用与非门实现逻辑函数 解：逻辑电路图如题解8-4图所示：题解8-4图 8-5 写出图示两图的逻辑式。题8-5图解：（a）图：由逻辑图得逻辑表达式： （b）图：由逻辑图得逻辑表达式：第9章 触发器和时序逻辑电路习题选解 P301-3099.1.6 已知时钟脉冲CP的波形，试分别画出如题9.1.6图所示各触发器输出端Q的波形，设它们的初始状态均为0，并指出哪个具有计数功能。 题9.1.6图 题解9.1.6图解：各触发器的波形如题解9.1.6图所示。其中（a）、（d）、（e）具有计数功能。9.1.7 已知时钟脉冲CP的波形，在题9.1.7图的逻辑图中，试画出Q1和Q2端的波形，如果时钟脉冲的频率是4000Hz，那么Q1和Q2波形的频率各为多少？设它们的初始状态均为0。 题9.1.7图 题解9.1.7图解：图中两触发器均接成计数状态，具有计数功能，故其波形如题解9.1.7图所示。由图知Q1的周期比CP的周期大一倍，则频率为。的周期比的周期又大一倍，则频率为，由此称为4分频电路。9.1.9 根据题9.1.9图的逻辑图及相应的CP、和D的波形，试画出Q1和Q2端的输出波形，设初始状态。 题9.1.9图 题解9.1.9图解：由JK触发器的状态方程为，则，D触发器的状态方程为， 则画出Q1和Q2端的输出波形如题解9.1.9图所示。9.1.10 题9.1.10图所示电路是一个可以产生几种脉冲波形的信号发生器，试从所给的时钟脉冲CP画出Y1、Y2、Y3三个输出端的波形，设触发器的初始状态均为0。 题9.1.10图 题解9.1.10图解：由JK触发器的状态方程为，则，因此，于是Y1、Y2、Y3三个输出端的波形如题解9.1.10图所示。 补充习题题9-1图9-1 分析题9-1图所示时序逻辑电路。要求：（1）写出各级触发器的驱动方程（激励函数）；（2）写出各级触发器的状态方