太原理工大学电路与电子技术基础作业及重点练习解答ppt课件.ppt

1 目录 第1章习题 第2章习题 第5章习题 第7章习题 第8章习题 第9章习题 第10章习题 2 第1章习题 重点例题 例1 5 例1 8 重点作业 1 9 1 15 3 1 4试求图1 30所示电路在下列三种情况下的电流I1 I2 I3电压U2 1 R3 8k 2 R3 3 R3 0 解 4 5 1 6如图1 31所示电路 方框分别代表一个元件 各电压 电流的参考方向均已设定 已知I1 2A I2 1A I3 3A I4 1A I5 4A I6 5A U1 4V U2 2V U3 3V U4 1V U5 1V U6 2V 求各元件的功率 并说明它们是吸收功率还是向外提供功率 P1 I1U1 8W 吸收功率 P2 I2U2 2W 提供功率 P3 I3U3 9W 吸收功率 P4 I4U4 1W 提供功率 P5 I5U5 4W 提供功率 P6 I6U6 10W 提供功率 6 1 9试求图1 34所示各电路中独立电源的功率 并指出功率性质 解 图 a 吸收功率 提供功率 吸收功率 解 图 b 吸收功率 提供功率 7 解 图 c 提供功率 提供功率 吸收功率 解 图 d 提供功率 提供功率 吸收功率 吸收功率 8 1 15试求图1 40所示电路中各元件的功率 解 由KVL 提供功率 功率平衡 吸收功率 吸收功率 提供功率 9 第2章习题 重点例题 例2 2 例2 4 例2 8 重点作业 2 2 a 2 6 2 12 a 10 2 2试用网孔法求图 a 电路的电流I和图 b 电路中的电压U 解 a 由网孔法得 Im1 1 5Im1 40Im2 30Im3 30 20Im1 30Im2 50Im3 5 11 12 解 b 设电流源电压为UIS方向如图 UIS 得网孔方程如下 Im1 2 3Im1 7Im2 UIS Im1 Im3 UIS 24 R可等效去掉 Im3 Im2 8 解得 Im2 3AIm3 5A 则 U 4Im2 12V 13 2 6试用节点法求5 电阻消耗的功率 解 由节点 由节点 由 2 式 代入 1 式 14 2 12求含源二端网络的戴维南等效电路 解 1 求开路电压UOC 解 2 求内阻RO 令I 1A 则U端 9V I端 I端 1 3 6 1 5A RO 6 15 解 1 求开路电压UOC 解 2 求内阻RO U端 3U端 I端 令U端 10V 由KVL得 I端 4A 则RO 2 5 4U端 10I端 0 16 2 19电路如图2 45所示 负载电阻RL可任意改变 问RL为何值时其上可获得最大功率 并求出该最大功率PLmax 解 1 求开路电压UOC U 10 2 0 1U U 10V UOC 2 5 U 20 40W 2 求内阻RO I端 将二端网络内部的电压源短路 电流源开路 当 RL RO 10 时 则 I端 0 1U U 10 2A U端 5I端 U 20A RO U端 I端 10 3 求最大功率PM PM 40W 这是两个网孔的电路 其网孔电流分别为2A和0 1U 则流过10 的电流为 2 0 1U 17 第5章习题 重点例题 例5 1 例5 9 重点作业 5 1 5 11 5 12 b 18 答 杂质半导体有N型和P型两种 N型半导体中多子为自由电子 少子为空穴 P型半导体中多子为空穴 少子为自由电子 杂质半导体中多子的浓度由掺杂浓度确定 少子的浓度与温度有关 5 1杂质半导体有几种 它们当中的多子还少子分别是什么 它们的浓度分别由什么决定 19 5 11已知放大电路中晶体管各极电位 试判断晶体管的类型和材料 x y z各是何电极 解 由 6 6 2 0 2V 可见为锗晶体管 由UC UB UE 可见为PNP晶体管 UBE 0 6 0 7V 硅管 UBE 0 2 0 3V 锗管 NPN型C点电位最高 UBE 0 PNP型C点电位最低 UBE 0 20 5 12电路如图所示 D D1 D2为理想二极管 判断图中的二极管是导通还是截止 并求ab两端的电压Uab 解 解 D导通 D两端的开路电压 18 12 6V D2两端的开路电压 6VD2导通 D1两端的电压 12 0 12V D1截止 21 解 c 5k 5V D1 1V a b D2 D1两端的开路电压 5 1 4VD1导通 D2两端的电压 5VD2截止 22 5 13试分析各晶体管的工作状态 放大 截止 饱和或损坏 NPN管UBE 0 71V 0UBC 0 41V 0UB UC UEUCE UBE饱和 PNP管UBE 0 2V0UC UB UE放大 PNP管UBE 4V0损坏 NPN管UBE 0 3V 0UBC 5 7VUB UE放大 23 NPN管UBE 0 67V 0UBC 5 33VUB UEUCE UBE放大 PNP管UBE 0 3V 0UBC 0 2V 0UB UC UE饱和 PNP管UBE 0 7V 0UBC 0损坏 PNP管UBE 1V 0UBC 4V 0UB UE UC截止 24 5 16图示电路中 UCC 12V 晶体管为硅管 UBE 0 7V 50 试分析ui分别为0V 1V 1 5V时 晶体管的工作状态 并计算uo的值 1 由ui 0V 即UBE 0V 小于管子的导通电压 管子的发射结反偏 集电结也反偏 晶体管工作在截止状态 Uo 12V 2 由Ui 1V时 1V大于晶体管的导通电压 故发射结正偏 集电结反偏则 晶体管工作在放大状态 解 25 3 由Ui 1 5V时 1 5V大于晶体管的导通电压 故发射结正偏 集电结反偏则 因为IC ICS 所以管子工作在放大区 因为UCE UBE 所以管子工作在放大区 26 第7章习题 重点例题 课件中的例题 例7 7 例7 9 重点作业 7 7 7 14 27 课件中例 电路如下图所示 已知R1 10k RF 50k 求 1 Auf R2 2 若R1不变 要求Auf为 10 则RF R2应为多少 解 28 7 7电路如图7 52所示 试求输出电压uo的表达式 解 由虚断 由分压 由虚短 输出电压uo的表达式 29 7 8电路如图7 53所示 试求输出电压uo 解 由等效电路 反相比例器 30 7 9电路如图7 54所示 问 1 若ui1 0 2V ui2 0V时 uo 2 若ui1 0V ui2 0 2V时 uo 3 若ui1 0 2V ui2 0 2V时 uo 解 1 为反相比例器 解 2 为同相比例器 解 3 为减法器 31 7 10电路如图7 55所示 问 R5 才能使uo 55ui 解 第一级为同相比例器 第二级为反相比例器 32 7 13电压比较器如图7 58所示 UZ 5V 画出传输特性 若在同相输入端接 2V 则传输特性有何变化 解 1 同相输入端接地时 传输特性 2 传输特性 33 解 2 同相输入端接 2V时 传输特性 2 传输特性 34 7 14电压比较器如图7 59所示 UZ 5V UD 0V 求阈值UT并画出传输特性 解 1 求阈值UT 2 传输特性 U 0V 35 例 在图示电路中 已知RF 4R1 求输出电压uo与ui1和ui2的关系式 解 36 例 电路如图所示 设运放是理想的 试计算Uo 解 37 例 电路如图示 运放的最大输出为 12V 稳压管UZ 6V 输入ui是幅值为 3V的三角波 试分别画出UR为 2V 0V 2V三种情况下的传输特性和uo波形 电压传输特性 解 输出uo波形 38 电压传输特性 解 输出uo波形 39 电压传输特性 解 输出uo波形 40 第8章习题 重点例题 例8 5 例8 7 例8 10 例8 12 重点作业 8 4 4 8 7 1 8 8 1 8 11 2 41 8 4写出下列逻辑函数的对偶函数 解 解 解 解 42 解 解 43 8 7写出下列逻辑函数的反函数 解 解 解 44 解 解 解 45 8 8用逻辑代数法化简下列逻辑函数 解 其反函数的最简与或式为 F的最简与或式为 46 47 解 其最简与或式为 48 解 其最简与或式为 解 其最简与或式为 49 解 其对偶函数的最简与或式为 F的最简与或式为 或 解 其最简与或式为 50 8 9已知 求F的最小项表达式 解 其对偶函数的最简与或式为 51 8 10 用卡诺图化简逻辑函数 如何才能保证写出最简单的逻辑表达式 解 填1方格 将函数用卡诺图表示 画卡诺圈 对2k个1方格相邻矩形区域画圈 k n 画圈的原则 先小圈 后大圈 圈要画大 圈要画少 每个圈中至少有一个1方格未被其它圈包含 圈内必须有自有的1方格 画圈的步骤 先单圈孤立的1方格 再将仅与一个1方格相邻的方格 两两圈出 注意 某些1方格可以重复圈 依次将四个1方格 八个1方格等相邻区域圈出 列化简的与或式 将圈内互反变量消去 保留公有变量因子得与项 将各圈的与项或起来写出最简与或式 52 8 11用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式 解 1 1 1 1 1 最简与或式不唯一 1 1 1 1 1 1 1 53 54 1 55 8 13OC门有什么主要特点 它有什么重要的作用 解 三态输出门输出三种状态 当控制端为高电平1时 实现正常的逻辑关系 当控制端为低电平0时 输出F处于开路状态 也称为高阻状态 三态输出门可以实现单向总线 双向总线传输 普通集成逻辑门输出端直接并联将烧坏内部的晶体管 OC门输出端可以直接并联 OC门可以实现线与逻辑 逻辑电平的转换 输出端可直接驱动负载 8 14三态门有什么主要特点 它有什么重要作用 解 56 例写出下列逻辑函数的对偶函数 解 57 例写出下列逻辑函数的反函数 解 58 例将下列逻辑函数展开为最小项表达式 解 59 例用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式 解 1 1 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 1 61 62 第9章习题 重点例题 例9 2 例9 6 例9 10 重点作业 9 3 1 9 9 9 12 63 1 三变量的判奇电路 输入奇数个1输出为1 否则为0 设输入变量A B C 输出变量Y 输入奇数个1输出为1 否则为0 列出逻辑真值表 写出逻辑表达式 画出逻辑图 9 3试用门电路设计如下逻辑功能的组合逻辑电路 解 A BC BC A BC BC 64 解 列真值表 化简逻辑式 1 1 1 1 1 画出逻辑图 2 试设计四变量的多数表决电路 当输入变量A B C D中有3个或3个以上为1时输出为1 65 用与非门实现 66 9 9试用一个74LS138 3线 8线译码器和若干与非门组成全加器 并画出电路接线图 解 74138使能时 67 9 12试用74LS153和少量门实现2个判断功能 输入ABC中有奇数个1输出Y1为1 否则为0 输入ABC中有多数个1输出Y2为1 否则为0 解 741LS53使能时 令 令 真值表 逻辑式 68 接线图 A B C Y2 1 Y1 69 例分析图所示的电路 写出Y的逻辑表达式 解 异或功能 例分析图所示的电路 写出Y的的逻辑表达式 解 70 例试设计用3个开关控制一个电灯的电路 要求任何一个开关都能控制电灯的亮灭 1 设输入变量A B C 输出变量Y 灯亮为 1 灯不亮为 0 2 列出逻辑真值表 3 写出逻辑表达式 4 画出逻辑图 71 例一个由3线 8线译码器电路如图所示 试写出Y1和Y2的逻辑表达式 解 已知74138使能时 同理 72 例画出用3 8译码器74138和门电路产生如下多输出函数的逻辑图 解 已知74138使能时 73 74 例八选一数据选择器电路如图所示 其中ABC为地址 D0 D7为数据输入 试写出输出Y的逻辑表达式 解 75 例试用8选1数据选择器74151实现函数 解 74151使能时 令 76 接线图 77 第10章习题 重点例题 例10 1 课件中的例题 重点作业 10 4 补充作业 用74LS161构成一个十进制计数器 要求 列出有效状态转换图 画出连线图 78 10 4时序逻辑电路按照触发器动作方式可分为哪两类 对同步时序逻辑电路的描述需要用哪三个方程来完成 同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路 输出方程 驱动 激励 方程 状态方程 解 79 010 000 100 110 10 5时序逻辑电路如图所示 试写出驱动方程 状态方程 试作出状态表及状态图 并指出电路是几进制计数器 解 1 观察变量 状态变量Q3 Q2 Q1 2 驱动方程 3 状态方程 4 状态表 000 001 010 011 100 101 110 111 001 011 100 110 80 能自启动的五进制计数器 010 101 111三个为非循环状态 000 001 010 011 100 101 110 111 001 011 100 110 000 010 100 110 5 状态图 81 补充题1 采用清零法 用集成计数器74161组成6进制计数器 解 74LS161为十六进制计数器 反馈码QDQCQBQA 0110 2 6 模 反馈码 6 用CLR实现反馈清零法 电路为六进制计数器 82 74LS161构成六进制计数器的状态图 83 例试说明图示电路为几进制计数器 解 74LS160为十进制计数器 预置数DCBA 0011 2 反馈码QDQCQBQA 1001 2 模 反馈码 预置数 1 9 3 1 电路为七进制计数器 84 等待第7个CP脉冲置入0011 74LS160构成七进制计数器的状态图 初始状态 85 例9试说明图示电路为几进制计数器 74LS160 解