(整理完)电子技术本科电气化专业网上作业题参考答案20121204.doc

东北农业大学网络教育学院电子技术本科网上作业题半导体器件参考答案一、 判断题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34二、 选择题1A 2B 3C 4B 5C 6B 7B 8A 9B 10B 11B 12A 13C 14B 15C 16B 17B 18C 19C 20B 21B，A，C 22B 23B 24B 25B 26C，D 三、 填空题1导体，绝缘体 2自由电子，空穴 3单向导电，大，小 4正，负 5正向，反向，0.7V，0.3V 6电子，空穴 7发射，基，集电，E、B、C 8正向，反向 9集电结，发射结 10PNP，NPN，NPN，PNP 11发射，集电 12IEIB+IC，交流电流放大系数， 130.3V，0.1V 140.7V，0.3V 15反向，零 16输入特性，输出特性 17减小，不稳定 18放大，饱和，截止 190.3V，0.7V半 20N，N，P 210.12mA 22锗，低，硅，高 23正向电流电压，UBE的增量，IB的增量 24反向击穿 25RUI，减小 26r=UI，也要改变 27集电极，发射极，少数载流子，而增大 28UCE ，最大，而减小 29最大，一半 30负，正 31击穿，稳压 32发射，集电 33集电极电流，基极电流，IB，恒流 34栅极，源极，漏极，很大 35电子，空穴四、 计算题1二极管V反偏截止 IV0mA 根据KVL得 10 IV R十UV UV10V2RUI10.0425 rUI0.80.02403(a)二极管反偏截止，回路电流为零，3k电阻上无压降，UAB6V (b)二极管正偏导通，理想二极管的正向管压降为零，UAB6V4V1、V2导通，V3截止RAB(R1/ R3)十R4十R555IBIEIC2.0220.02mAIE/IB1006V1和V2正偏导通，管压降0.7VVBVA十20.72.3十1.43.7VUABVA一VB2.3一3.7一1.4V7(a)V导通，VO3V(b)V截止，VO6V (c)V1导通，VO0V 0，V2截止(d)V2优先导通，VO3V，V1截止 五、 作图题1见答图 2见答图3见答图4见答图5见答图6见答图单级交流放大电路答案一、解：（1） （2） （3） （4） （5） 二、1、 解：（a）不能。因为输入信号被VBB短路。 （b）可能。 （c）不能。因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载在静态电压之上，必然失真。2、 解：答案如表所示。电路名称连接方式性能比较（大、中、小）公共端输入端输出端R iR o其它共射电路ebc大大小大共集电路cbe小大大小共基电路bec大小小大频带宽 3、 解：（a）将VCC改为VCC 。 （b）在VCC 与基极之间加Rb。 （c）将VBB反接，且在输入端串联一个电阻。 （d）在VBB支路加Rb，在VCC与集电极之间加Rc。4、 解：空载时：IBQ20A，ICQ2mA，UCEQ6V；最大不失真输出电压峰值约为5.3V，有效值约为3.75V。带载时：IBQ20A，ICQ2mA，UCEQ3V；最大不失真输出电压峰值约为2.3V，有效值约为1.63V。如解图所示。解图5、解：设UBE0.7V。则1 基极静态电流 （2）由于UBE0V，T截止，UC12V。（3）临界饱和基极电流 实际基极电流 由于IBIBS，故T饱和，UCUCES0.5V。 （4）T截止，UC12V。（5）由于集电极直接接直流电源，UCVCC12V6、解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为 空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为 RL5k时，静态管压降、电压放大倍数分别为 7、 解：（1）求解Rb （2）求解RL： 8、解：由于ICQ2mA，所以UCEQVCCICQRc6V。空载时，输入信号增大到一定幅值，电路首先出现饱和失真。故 时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故 9、解：（1）静态分析： 动态分析： （2）Ri增大，Ri4.1k；减小，1.92。10、解：（1）求解Q点： （2）求解输入电阻和电压放大倍数： RL时 RL3k时 （3）求解输出电阻： 11、解：（1）Q点： 、Ri和Ro的分析： （2）设10mV（有效值），则 若C3开路，则 12、解：（1）求Q点：根据电路图可知， UGSQVGG3V。从转移特性查得，当UGSQ3V时的漏极电流 IDQ1mA 因此管压降 UDSQVDDIDQRD5V。 （2）求电压放大倍数： 多级放大电路答案一、 解：（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） 二、解： （1）D，A （2）C （3）A （4）B （5）C （6）A （7）C （8）B D E （9）B （10）C （11）A （12）B （13）D （14）B （15）C （16）C 三、1、解：（1）图示各电路的交流等效电路如解图所示。 （2）各电路、Ri和Ro的表达式分别为图（a） 图（b） 解图2、 解：（1）RW的滑动端在中点时Ad的表达式为 （2）RW的滑动端在最右端时 所以Ad的表达式为 比较结果可知，两种情况下的Ad完全相等；但第二种情况下的。3、 解：电路的共模输入电压uIC、差模输入电压uId、差模放大倍数Ad和动态电压uO分别为 由于电路的共模放大倍数为零，故uO仅由差模输入电压和差模放大倍数决定。4、 解：（1）用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为 静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位分别为 （2）先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下： uOuOUCQ11.23V 若uI=10mv，则 5、解: 、Ri和Ro的表达式分析如下： 6、 解：（1）最大不失真输出电压有效值为 故在不失真的情况下，输入电压最大有效值Uimax （2） 若Ui10mV，则Uo1V（有效值）。若R3开路，则T1和T3组成复合管，等效13，T3可能饱和，使得uO11V（直流）。 若R3短路，则uO11.3V（直流）。7、解：分析估算如下： A A8、解：根据集成运放的开环差模增益，可求出开环差模放大倍数 当集成运放工作在线性区时，输出电压uOAod uI；当Aod uI超过14V时，uO不是14V，就是14V。故uI（即uPuN）为10V、100V、1mV、1V和10V、100V、1mV、1V时，uO分别为1V、10V、14V、14V、1V、10V、14V、14V。9、 解：多集电极晶体管集电极电流正比于集电区的面积。 先求出R中电流，再求解IC1、IC2。 10、 解：由于T2和T3所组成的镜像电流源是以T1为放大管的共射放大电路的有源负载，T1、T2管d-s间动态电阻分别为rds1、rds2，所以电压放大倍数Au的表达式为 11、 解：（1）在忽略二极管动态电阻的情况下 （2）当有共模输入电压时，uO近似为零。由于Rc1rd，uC1uC2，因此uBE30，故uO0。12、 解：（1）因为T1和T2为镜像关系，且2，所以iC2iC1iI2 。 （2）iB3iI1iC2iI1iI2 （3）输出电压的变化量和放大倍数分别为 13、 解：（1）为T1提供静态集电极电流、为T2提供基极电流，并作为T1的有源负载。 （2）T4截止。因为uB4uC1uOuRuB2uB3，uE4uO，uB4uE4。 （3）50A电流源为T3提供射极电流，在交流等效电路中等效为阻值非常大的电阻。 （4）保护电路。uBE5iOR，未过流时T5电流很小；过流时使iE550A，T5更多地为T3的基极分流。14、 解：图（a）所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数分别为 式中RL为电流表的等效电阻。 图（b）所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数分别为 图（c）所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数分别为 图（d）所示电路中引入了正反馈。15、 解：若uB1= uB2增大，则产生下列过程： uB1= uB2uC1= uC2(uB4= uB5)iE4=iE5uR5(uB3)iC3uR1 uC1= uC2说明电路对共模信号有负反馈作用。16、 解：先求解，再根据深度负反馈的特点求解。 所以 17、 解：UO的调节范围约为 18、 解：根据放大倍数表达式可知，放大电路高频段有三个截止频率，分别为 fL1104Hz fL2 fL3105Hz因为fL2fL310 fL1，所以，在f fL2fL3时，约为60dB，附加相移约为180。为了使f fL2fL3时的小于0dB，即不满足自激振荡的幅值条件， 反馈系数的上限值应为60dB，即的上限值为103。19、解：（1）引入电流串联负反馈，通过电阻Rf将三极管的发射极与T2管的栅极连接起来，如解图所示。解图 （2）首先求解，再根据求解Rf 。 代入数据 所以 Rf18.5k20、 解：（1） （2）所示电路中集成运放的等效电路如图所示。 因为ro很小，反相输入端电位为 将集成运放的内部电路替换为图6.7.6所示电路（参阅P297P298），可得 所以上限截止频率为 集成运算放大器的应用答案一、判断。 解： （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10）二、选择。解： （1）A （2）C （3）B （4）C （5）三、填空解： （1）带通 （2）低通 （3）同相比例 （4）反相比例 （5）同相求和 （6）反相求和 四、分析与计算。1. 解：所示电路为求和运算电路: 2. 解：uO1(Rf /R) uI10 uI，uO2(1+Rf /R ) uI11 uI。当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是14V，就是14V。uI/V0.10.51.01.5uO1/V151014uO2/V1.15.51114 3. 解：可采用反相比例运算电路，电路形式如图所示。R20k，Rf2M。4. 解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：（a）（b） （c） （d） 5. 解：（1）A2同相输入端电位 输出电压 或 （2）将uI110mV，uI220mV 代入上式，得uO100mV （3）根据题目所给参数，的最大值为20mV。若R1为最小值，则为保证集成运放工作在线性区， 20mV时集成运放的输出电压应为14V，写成表达式为 故 R1min143 R2maxRWR1min（100.143）k9.86 k 6. 解：利用节点电流法，可解出各电路的运算关系分别为： （a） （b） （c） （d） 7. 解：（1）因为A1的同相输入端和反相输入端所接电阻相等，电容上的电压uCuO，所以其输出电压 电容的电流 因此，输出电压 （2）uO10uIt110（1）t1V6V，故t10.6S。即经0.6秒输出电压达到6V。8. 解：答案如解图所示。解图9. 解：（1）为了保证电路引入负反馈，A的上端为“”，下端为“”。 （2）根据模拟乘法器输出电压和输入电压的关系和节点电流关系，可得 所以 10. 解：图（a）所示电路为一阶高通滤波器。图（b）所示电路二阶高通滤波器。图（c）所示电路二阶带通滤波器。11. 解：低通滤波器的通带截止频率为2kHz，高通滤波器的通带截止频率为100Hz。将两个滤波器串联，就构成一个带通滤波电路。其通带放大倍数为 通带增益为 幅频特性如解图所示。 解图12. 解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为UT0.5 UZ。两个电路的电压传输特性如解图所示。解图13. 解：图（a）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（A180），且图中三级移相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时相移为2700，因此存在使相移为180（F180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0 （此时AF0）；且在ff0时有可能满足起振条件1，故可能产生正弦波振荡。 图（b）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（A180），且图中三级移相电路为滞后网络，在信号频率为0到无穷大时相移为0270，因此存在使相移为180 （F180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0（此时AF360）；且在ff0时有可能满足起振条件1，故可能产生正弦波振荡。 14. 解：（1）根据起振条件 k。故RW的下限值为2k。（2）振荡频率的最大值和最小值分别为 15. 解：（1）在特定频率下， 由A2组成的积分运算电路的输出电压超前输入电压90o，而由A1组成的电路的输出电压滞后输入电压90o，因而和互为依存条件，即存在f0满足相位条件。在参数选择合适时也满足幅值条件，故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号。 （2）解方程组： 可得正实根，求出。 （3）输出电压u2最大值UO2maxUZ6V 对方程组中的第三式取模，并将代入可得，故。 若uO1为正弦波，则uO2为余弦波，如解图所示。解图16. 解：在图（a）所示电路中，选频网络：C和L；正反馈网络：R3、C2和RW；负反馈网络：C和L。电路满足正弦波振荡的相位条件。 在图（b）所示电路中，选频网络：C2和L；正反馈网络：C2和L；负反馈网络：R8 。电路满足正弦波振荡的相位条件。 17. 解：（1）振荡周期 T（R1R2）C ln33.3mS（2）脉冲宽度 T1R1C ln31.1mS uO和uC的波形如图所示。18. 解：在所示电路中，A1和A2组成矩形波-三角波发生电路.（1）在A2组成的滞回比较器中，令 求出阈值电压 在A1组成的积分运算电路中，运算关系式为 在二分之一振荡周期内，积分起始值uO1(t1)UT6V，终了值uO1(t1)UT6V，uO2UOM12V，代入上式 求出振荡周期 T20mS 求解脉冲宽度T1： 求解占空比： （2）uO1、 uO2和 uO3的波形如解图所示。解图19. 解：图示两个电路均为绝对值运算电路。运算关系式分别为 20. 解：（1）uO1和 uO的波形如解图所示。 （2）求解振荡频率：首先求出电压比较器的阈值电压，然后根据振荡周期近似等于积分电路正向积分时间求出振荡周期，振荡频率是其倒数。 解图直流稳压电源答案 一、判断题解：（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14）二、选择题解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）D （6）C （7）A （8）A三、填空题 解：1. T1， R1、R2、R3，R、DZ， T2、Rc，R0、T3； 。四、分析与计算题1. 解：（1）由于空载时稳压管流过的最大电流 所以电路不能空载。（2）根据，负载电流的最大值 根据，负载电流的最小值 所以，负载电流的范围为12.532.5mA。2. 解：1接4，2接6，5接7、9，3接8、11、13，10接12。如解图所示。解图 3. 解：（1）全波整流电路，波形如解图所示。 （2）输出电压平均值UO（AV）和输出电流平均值IL（AV）为 （3）二极管的平均电流ID（AV）和所承受的最大反向电压UR为 解图 4. 解：（1）两路输出电压分别为 UO10.45（U21U22）31.5V UO20.9U2218V （2）D1的最大反向电压 D2、D3的最大反向电压 5. 解：（1）均为上“”、下“”。 （2）均为全波整流。（1） UO1（AV）和UO2（AV）为 UO1（AV）UO2（AV）0.9U210.9U2218V （4）uO1、uO2的波形如解图所示。它们的平均值为 UO1（AV）UO2（AV）0.45U210.45U2218V解图 6. 解：图（a）、（b）所示电路可用于滤波，图（c）所示电路不能用于滤波。因为电感对直流分量的电抗很小、对交流分量的电抗很大，所以在滤波电路中应将电感串联在整流电路的输出和负载之间。因为电容对直流分量的电抗很大、对交流分量的电抗很小，所以在滤波电路中应将电容并联在整流电路的输出或负载上。 7. 解：在图（a）所示电路中，C1上电压极性为上“”下“”，数值为一倍压；C2上电压极性为右“”左“”，数值为二倍压；C3上电压极性为上“”下“”，数值为三倍压。负载电阻上为三倍压。 在图（b）所示电路中，C1上电压极性为上“”下“”，数值为一倍压；C2上电压极性为上“”下“”，数值为一倍压；C3、C4上电压极性均为右“”左“”，数值均为二倍压。负载电阻上为四倍压。 8. 解：R1中的电流和稳压管中的最大电流为 （1） 为保证空载时稳压管能够安全工作 （2） 负载电流的最大值 负载电阻的变化范围 9. 解：（1）T1的c、e短路； （2）Rc短路； （3）R2短路； （4）T2的b、c短路； （5）R1短路。 10. 解：（1）整流电路：D1D4；滤波电路：C1；调整管：T1、T2；基准电压电路：、R、DZ；比较放大电路：A；取样电路：R1、R2、R3。 （2）为了使电路引入负反馈，集成运放的输入端上为“”下为“”。 （3）输出电压的表达式为 11. 解：因为，ICIE，所以 12. 解：（1）输出电压的调节范围 （2）输入电压取值范围 13. 试分别求出所示各电路输出电压的表达式。（） 解：在图（a）所示电路中，W7812的输出为UREF，基准电压 输出电压的表达式 在图（b）所示电路中，输出电压的表达式 UOUZUREF（UZ1.25）V 在图（c）所示电路中，输出电压的表达式 门电路与逻辑代数答案一、 选择题解：1.CD 2AB 3C 4B 5CD 6ABCD 7ABC 8AB 9CD 10BCD11.D 12.ABCD 13.D 14. AD 15. AC 16. A 17.ACD 18. C 19. D 20. BCD21. ABD 22. CD 23. A 24.CD 25.ABC 26. ABD 27. C 28. ACD 29.ACD 30.B二、 判断题（正确打，错误的打）解：1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19 20 21. 22. 23. 三、 填空题解：1 幅度、周期、频率、脉宽、上升时间、下降时间、占空比2 时间、幅值、1、03 逻辑代数、逻辑电路4 二进制、八进制、十六进制5 8421BCD码、2421BCD码、5421BCD码、余三码、格雷码、奇偶校验码6 262 B27 11101.1 29.5 1D.8 (0010 1001.0101)8 100111.11 47.6 27.C 9 1011110.11 136.6 94.75 (1001 0100.0111 0101)10 1001110 116 78 4E11布尔 与 或 非 与非 或非 与或非 同或 异或12逻辑表达式 真值表 逻辑图13交换律 分配律 结合律 反演定律14代入规则 对偶规则 反演规则15A（C+）16A+BC+017（A+B）（+C）（B+C）=（A+B）（+C）1811902021OC 电源 负载 22集电极开路门 线与23饱和区 转折区 线性区 截止区四、思考题解：1因为数字信号有在时间和幅值上离散的特点，它正好可以用二进制的1和0来表示两种不同的状态。2格雷码的任意两组相邻代码之间只有一位不同，其余各位都相同，它是一种循环码。这个特性使它在形成和传输过程中可能引起的错误较少，因此称之为可靠性代码。3奇偶校验码可校验二进制信息在传送过程中1的个数为奇数还是偶数，从而发现可能出现的错误。4都有输入、输出变量，都有运算符号，且有形式上相似的某些定理，但逻辑代数的取值只能有0和1两种，而普通代数不限，且运算符号所代表的意义不同。5通常从真值表容易写出标准最小项表达式，从逻辑图易于逐级推导得逻辑表达式，从与或表达式或最小项表达式易于列出真值表。6因为真值表具有唯一性。7可使公式的推导和记忆减少一半，有时可利于将或与表达式化简。组合逻辑电路答案一、 选择题解：1CD 2B 3C 4D 5ACD 6A 7E 8D 9C 10AB11C 12ABC 13AB 14A 15AB二、判断题解：1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16 17三、填空题解：1CT4000 低功耗肖特基2. 阴 阳 3. 低电平4. 修改逻辑设计 接入滤波电容 加选通脉冲四、分析与计算1. 解：根据题意，列输出表达式：化简表达式，可得：列真值表如下：输 入输 出 ABCF00000010010001111000101111011111根据真值表，可得电路的逻辑功能是：当输入变量多数为时，输出为1，其它情况输出为0。2. 解：根据题意，列真值表如下：输 入输 出 ABCF00000011010101101001101011001111根据真值表，列输出表达式：变换表达式，可得：根据表达式，绘逻辑图如下：3. 解：4.解：F（A，B，C）=AB+BC+CA因为选用四路数据选择器，取A0=A，A1=B，则有：所以：取D0=0，D1=C， D2=C，D3=1；连线电路如解图所示：解25. 解： CD AB 00 01 11 10 00 1 1 01 1 1 11 1 1 1 10 1 1 1电路逻辑图如下所示：触发器和时序逻辑电路答案一、选择题解：1.B 2.C 3.C 4.D 5.BD 6.AD 7.C 8.C 9.ABDE 10.ACDE 11.BCD12.BCE 13.D 14.ABD 15. D 16.ABCD 17. A 18.C 19.A 20.D 21.C 22.D23.B 24.A 25.B