模拟电路第三版课后习题答案详解

1、模拟电路第三版课后习题答案 详解习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正 向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？ 答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理 想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。习题1-2 假设一个二极管在 50C时的反向电流为10卩A， 试问它在20C和80C时的反向电流大约分别为多大？已知 温度每升高10C，反向电流大致增加一倍。解：在20C时的反向电流约为：2 3 10 A 1.25 AN7习题1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示:如在二极管两端通过 1k?的电阻加上1.5V的电压，如图(b)，此时二极管的电流I和电压U各为多少?如将

2、图(b)中的1.5V电压改为3V，贝V二极管的电流和电压各为多少？解：根据图解法求解电源电压为1.5V时1.5 U II 0.8A, U 0.7V电源电压为3V时3 U I_( I_IH1.5V 1k?(b)I 2.2A, U 0.8V可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，贝匸 极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。在80C时的反向电流约为：23 10 A 80 A习题1-4 已知在下图中，uI = lOsin 3 t(V), RL=1k?，试 对应地画出二极管的电流iD、电压uD以及输出电压uO的波形，并在波形图上标出幅值。设二极管的正向压降和反向习题1-5 欲使稳压管具有良好的

3、稳压特性，它的工作电流Iz、动态电阻rz以及温度系数 a u，是大些好还是小一一 些好？答：动态电阻rZ愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的 电压变化量愈小，稳压性能愈好。一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流IZ愈大,则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过 其额定功耗，以免损坏稳压管。温度系数a u的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳 压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。多少?解：UzIzrz(2035) 1080.12VUz 100.1210.12 VUz UzUT0.09%(5020)2.7%UZ 1012.7%10.27习题1-6 某稳压管在温度为 20 C,工作电流

4、为5 mA时， 稳定电压UZ=10 V,已知其动态内阻 rZ=8?，电压的温度系 数 a u=0.09% / C,试问： 当温度不变，工作电流改为20 mA时，UZ约为多少？ 当工作电流仍为5 mA，但温度上升至 50C时，UZ约为习题1-7 在下图中，已知电源电压 U二10V , R = 200?,RL=1k?，稳压管的Uz二6V，试求： 稳压管中的电流Iz = ? 当电源电压U升高到12V时，lZ将变为多少？ 当U仍为10V，但Rl改为2k?时，-将变为多少？Uz- 6mARlU UZ Z 20mARl Irl 20解：1 RlIzRll U Uz 30mARUZl R 3mARLRlIz

5、IzI Irl 30 624 mAI IR 20 3 17mARl习题1-8设有两个相同型号的稳压管，稳压值均为6V,当工作在正向时管压降均为0.7V，如果将他们用不同的方法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值？试画出 各种不同的串联方法。 12V(1) 6.7V 1.4V习题1-9 一个三极管的输出特性如图所示，试在图中求出uce=5V, iC=6mA处的电流放大系数 和，并进行比较。设三极管的极限参数为lCM=20mA , U（Br）ceo=15V, PCM = 100mW，试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。解：iC匚ic三iciE由图可得:6004150,iCiE6.049 3

6、.20.06 0.02145,9 3.20.99310叱e/y0.993七/inA习题1-10假设有两个三极管，已知第一个管子的! 99,则-?当该管的Ib! 10 A时，其IC1和IE1各等于多少？已知第二个管子的 一2 0.95,则其 2 ?若该管的lE2=1mA， 则IC2和IB2各等于多少？解：! 10.9911 i当 Ibi 10 A 时，IC1 0.99mA, Ie1 1mA22191 2当 IE2 1mA时，IC2 0.95mA, IB2 50 A习题1-11设某三极管在20C时的反向饱和电流lCBo=1卩A， B =30;试估算该管在50C的Icb和穿透电流ICEO大致等于多

7、少。已知每当温度升高 10C时，Icbo大约增大一倍，而每当温度升高1C时，B大约增大1%。解：20 C时，1 CEO11 CBO31A50 C 时，l CBO8A0 11% tt03050 201 1%301 301%391 CEO1ICBO320A 0.32mA习题1-12 一个实际PNP型锗三极管的输入、输出特性曲线分 别如图P1-12(a)和(b)所示。 查看该三极管的穿透电流 Ice。约为多大？输入特性的死区电 压约为多大？ 为了使PNP型三极管工作在放大区，其uBE和uBC的值分别应该大于零还是小于零？并与 NPN型三极管进行比较。解：查图可知，lCEo=0.5mA，死区电压约为

8、0.2V；为了使三极管工作在放大区，对 PNP型：uBE0；对 NPN型：Ube0， Ubc 0,ubc0,ubc 0,饱和;Ube0 ,ubc 0,截止。PNP 型:Ube0,放大；ube0 ,ubc,Ubc,截止。+f5V?+ 12V o+0.7VIJ0V+ 12V(a)(b)放大截止0V+10.3V-6V+ 10V(c)(d)放大饱和0V+5V(e)(f)截止临界饱和-10V?+8V1.3V| 丿+ 11.7V 丿3H1-1V+ 12V(g)(h)放大放大习题1-14已知图P1-14(a)(f)中各三极管的B均为50,Ube0.7V，试分别估算各电路中的iC和uCe，判断它们各自 工作在

9、哪个区(截止、放大或饱和)，并将各管子的iC和uCE对应在输出特性曲线上的位置分别画在图P1-14(g)上。IB 0.065mAIC 3.25mAUce 3.55V 三极管工作在放大区， 见图P1-14(g)中A点。200k?M10V(b)Ib0.0465mAIc2.325mAUce5.35V三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中B点Ib 0Ic 0Uce Vcc 10V三极管工作在截止区， 见图P1-14(g)中D点。IB 0.465mAIC 23.25mAUce 36.5V以上算出的I C与U CE值是荒谬 的，实质上此时三极管巳工作 在饱和区，故Ib=0.465 mA，I cvcc/

10、 Rc=5mA， Uce = Uces 0.3V，见图P1-14(g)中C点。20k? r20k? 卞1L10V(e)Ib 0Ic 0Uce Vcc 10V三极管工作在截止区, 见图P1-14(g)中E点(与D点重合)。三极管工作在放大区,见图P1-14(g)中F点CFh63210A _B图 P1-14(g)7b=100MASOMA-60pA一 4OMA20MA OMA10 心 e/v习题1-15分别测得两个放大电路中三极管的各极电位如图P1-15所示。试识别它们的管脚，分别标上e、b、c,并判断这两个三极管是 NPN型还是PNP型，硅管还是锗管。(a)(a)解：本题的前提是两个三极管均工作在

11、放大区。(a) 1 发射极e，3基级b，2集电极c,三极管 类型是NPN锗管。(b) 2发射极e，3基级b，1集电极c,三极管 类型是PNP硅管。习题1-16 已知一个N沟道增强型MOS场效应管的输出特性 曲线如图P1-16所示。试作出uds=15V时的转移特性曲线，并 由特性曲线求出该场效应管的开启电压UGS(th)和lDo值，以及gmiDUGS4 1.24.5 3.52.8mS习题1-17试根据图P1-17所示的转移特性曲线，分别判断各 相应的场效应管的类型（结型或绝缘栅型，P型沟道或N型沟道，增强型或耗尽型）。如为耗尽型，在特性曲线上标注出 其夹断电压UGs（0ff）和饱和漏极电流lDs

12、s；如为增强型，标出其（a）绝缘栅型N沟道增强型；（b）结型P沟道耗尽型；（c）绝缘栅型N沟道耗尽型；（d）绝缘栅型P沟道增强型习题1-18 已知一个N型沟道增强型MOS场效应管的开启电习题1-19已知一个P型沟道耗尽型MOS场效应管的饱和漏 极电流1 dss= -2.5mA，夹断电压UGs（off）=4V，请示意画出其转 移特性曲线。习题2-1试判断图P2-1中各电路有无放大作用，简单说明 理由。答：(a)无放大作用(发射结反偏)；(b) 不能正常放大(发射结无直流偏置)；(c) 无放大作用(集电结无直流偏置)；(d) 无放大作用(发射结无直流偏置)；(e) 有放大作用(是射极跟随器)；(f

13、) 无放大作用(输出交流接地)；(g) 无放大作用(输入交流接地)；(h) 不能正常放大(栅极无直流偏置)；(i) 无放大作用(电源极性接反)；习题2-2 试画出图P2-2中各电路的直流通路和交流通路。设各电路中的电容均足够大，变压器为理想变压器(a)直流通路(a)交流通路CCoCC(c)交流通路图(c)中，U&NiRl2N3 cRlN4习题2-3在NPN三极管组成的单管共射放大电路中，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一参数时，试定性说明 放大电路的IBq、ICq和UCeq将增大、减少还是基本不变。 增大Rb；增大VCc ；增大B 。答：增大Rb,贝V Ibq减少，lCQ减少，Uceq增大

14、。 增大VCc，则Ibq增大,ICQ增大，Uceq不确疋。 增大B,则Ibq基本不变，lCQ增大，Uceq减少习题2-4 在图2.5.2所示NPN三极管组成的分压式工作点稳定电路中，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一参数时，试定性说明放大电路的Ibq、ICq和UcEq、rbe和 I走|将增大、减少还是基本不变。 增大Rbl；增大Rb2；增大Re；增大B。答：增大 Rbl，则 Ibq t，Icq T，Uceq J，社 J, | 鮒。 增大 Rb2，则 1 BQ J， ICQ J， UCEQ T ， rbeT ， A J。 增大 Re，则 Ibq J，Icq J，Uceq T，仏匸，| A J

15、 。 增大B ,则Ibq J，Icq基本不变，UcEq基本不变，rbeT,A基本不变习题2-5 设图P2-5中的三极管Vcc=12V , Rc=3k, Rb=120kB =100, ubeq=0.6V ,。求静态工作点处的解:3k+V ccVcc(I CQ I BQ )RcI BQ R. U BEQ(1)Rc1 BQ RbU BEQ1 u120kCiC+BRcUoUI1 BQVccU BEQ(1)Rc Rb0.027mAU CEQVCCI CQ I BQ 尺 3.82V习题 2-6 设图 P2-6(a)中：Rb=510kVcc = 10V。三极管的输出特性曲线如图 试用图解法求出电路的静态工作

16、点，并分析这个工作点选 得是否合适； 在vcc和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极 电压UCeq提高到5V左右，可以改变那些参数？如何改法？ 在Vcc和三极管不变的情况下，为了使 应改变那些参数？改成什么数值？，Rc=10k， RL=1.5k，(b)所示。ICQ =2mA , UCEQ=2V ,(b)I BQ ICQ 和 UCEQ值。解：可先用近似估算法求I BQVCC U BEQ 10 0.7IBQ 0.02mABQRb510直流负载线方程：UCE VCC iC RC静态工作点Ql点处，Uceq 0.5V ,20 A10 10iCIcq 0.95 mA由图可见Q1点靠近饱和区，易产

17、生饱和失真。 为将UCEq提高到5V左右，可同时减小只 Rc和Rb,如图中Q2 点，也可以Rb不变，减小Rc；或Rc不变，增大Rb；或同时增大 Rc和 Rb等。Jc/rnAi7 I64- 冲蚀M目Q20 I-10 U.42UAQo 将iC=2mA , uCe=2V的一点与横坐标上 uCE=10V的一点相 连即可得到此时的直流负载线，此时集电极电阻为RcVCCU CEQIcq1022 4k由图可见，Q3点处lBQ=40卩A，则RbVccUbeqIbq10 0.70.04250k因此，需减小 Re和Rb,可减为Rc= 4k? , Rb= 250k?7-0%片习题2-7 放大电路如图P2-7(a)所

18、示，试按照给定参数, 在图P2-7(b)中： 画出直流负载线； 定出Q点(设UBEq=0.7V); 画出交流负载线。?k+R11出 A_U BQ一氐一VCC 3.3VRb1Rb2ICQ 1 EQU BQ U BEQRe则由iC = 2.6mA的一条水平线 与直流负载线的交点即为 Q, 由图可得UCEQ = 7.2V。交流负载线通过Q点,2.6mA2.60一 lA-7.2l ii l- ：!2- :(b)1且斜率为一，其中RlRl RJ/Rl 1k习题2-8在图P2-7(a)中，如果输出电压波形为I，试问: 电路产生截止失真还是饱和失真? 应如何调整电路参数以消除失真? 答：饱和失真；应降低Q点

19、，为此可增大Rb1 (原为 39k?)。习题2-9试作出图P2-9中所示放大电路的负载线。已知：Rb=560k?, Rc=5.1k?, R1 = R=10k? , RL=1M ?，两个直流电 源均为12V，三极管的输出特性曲线如图P2-6（b）所示。图 P2-9答：图解的基本方法要求分别画出三极管部分（非线性）和负载部分（线性）的伏安特性，然后求出交点。为此，可利 用戴维宁定理将负载部分等效为一个电源Vcc和一个电阻Rc,由给定参数可求得：Vcc 7.2V, Rc 4k该电路的直流负载线方程为:Uce7.2 4icjE =120 p.41 石 $ 叫e/y 图 P2-6(b)U ceq Vcc

20、Icq FC3VU bq一1一 Vcc3VRb1Rb21 CQ1 EQUbqU beqRe3.07mAU CEQ VCC1 CQ 民 6.56V由图可知，Ibq 20 Arbe 300 (1) 261.6k1 EQicIb150剧_(RcRl)80.6rbeRRJI rbe 0.89kRoRc2k习题2-10设图P2-10电路中三极管的 B =60, VCC =6V,Rc=5k? , Rb=530k? , RL=5M?，试: 估算静态工作点； 求rbe值； 求电压放大倍数 Au，输入电阻 Ri和输出电阻R。解: Ibq VCUbeQ !。a Icq rbe 300 (1) 62.9k1 EQ

21、|A&| -(Rc II Rl)rbe51.7RRb rbe2.9kRoRc 5k1 EQ 1 BQ 1CQ 61mA习题2-11利用微变等效电路法估算图P2-11(a)电路的电压放大倍数、输入电阻及输出电阻。已知：Rb1=2.5k?, Rb2=10k?,Rc=2k?, Re=750?, RL=1.5k?, Rs=0, Vcc = 15V，三极管的输出特 性曲线如图(b)所示。解：首先估算Q点，可求得:习题2-12上题中,如Rs=10k?,则电压放大倍数A卷?解:UI6.6习题2-13在图rbb，=200 ?。 估算静态时的 计算三极管的P2-13的放大电路中,设三极管的3 =100 , Ub

22、eq=-0.2V ,Ibq， Icq和 Uceq ； rbe值； 求岀中频时的电压放大倍数； 若输入正弦电压，输岀电压波形为是饱和失真？应该调整电路中的哪个参数（增大还是减少）？Rb490 k?解：Ibq1 EQU CEQ-几-,试问三极管产生了截止失真还Vcc Ubeq 20 ARb1 CQIbq 2 mA(IcqRc)4V+纠UiRc 3k?-VCC-10VC2Rl3k?26 200101 261.5k2 rbe rbb (1)1 EQ(RcRl)100 是截止失真，应减少 Rbrbe习题2-14在图P2-14的电路中，设 B =50, UBEq=0.6V。求静态工作点；画出放大电路的微变

23、等效电路；求电压放大倍数、解：1 BQVccI BQ RbVCC U BEQ输入电阻和输出电阻U BEQ (1)1 BQ Re12 0.71 EQRb (1)R, 470 51 21 CQ1 BQ 1 mA20Rb470 k?Ci+ T卜URc3.9k?弋 +Vcc+ 12VC2-Re2k?3.Rk?VCC 1 CQ Rc1 EQ Re6.1V 微变等效电路26 rbe300(1)1.63k1 EQ(RcRl)cY0.94 rbe(1) ReU CEQIA&IRRb/ rbe1Rb84.9kUiRbrbeReRlb _Q ZRcRoRc 3.9 ko解:习题 2-15 设图 P2-15中三极管

24、的 B =100, Ubeq=0.6V, rbb，=100?, VCC=10V, Rc=3k?, Re=1.8k?, RF=200?, Rb1=33k?, Rb2=100k?, 负载电阻RL=3k?,求静态工作点；电容C、C2、CJ匀足够大。画出微变等效电路;微变等效电路RbRb1 Rb2rberbb(1Uo6.5rRb1 Rb2 /rbe1RfAusRiRsA4.87RoRc 3k习题2-16P106解：VccI BQ RbUBEQ(1)lBQRe1VccU BEQ+10 AUI BQRb(1)Re1 EQIcqI BQ1mAU CEQVcc11 EQRe6.4Vr)e 300 (1)26I

25、eq2.93kAbe(1)Rf11.96kRbC1I EQ(Rc/Rl)RLrC2+UoRL=g 时，AU&rbe(1) Re0.99RL = 1.2k?时,RU/Rl0.97rbe (1)Re/RL Rl=x时，R Rd 1Re283kRL=1.2k?时，RRb/ rbe1Re/ R87.6ktttRbC1 + UO占 A 尺be Rs- /R. _be 291 1习题 2-17P107U)1Rcl&irbe (1)ReU02(1 )ReUf仏(1 )Re解:习题2-18U BQRb1Vcc3VU BQ U BEQ1.2kRb1Rb2I EQ1 CQI eq 2 mAI BQI CQ/0.0

26、4 mA40 AU CEQ VCC1 CQ Rc1 EQ Re 6.6VVcc=15V Rb1=2.5k Rb2=10kRc =3kRl =3kB =50 ubeq=.6V rbb =300 I EQ=2mArbeRbbrbe1(1I EQ18.8963Ro庵 | RRl)be尺 3k77.8习题 2-19P107解：(a)共基电路(b) 共射电路(c) 共集电路(d) 共射电路(e) 共射共基电路习题 2-20P107U gsq2V, UdsqgmId1.7mSUGSgmRd8.7习题2-21P108+VddAu = -gm(RDRL)-22.5Ri = Rg + (R1/R2) 20 MR

27、o = RD =15 k)Rg|R2| Rd1&R1RL0 U&o不接CS时，微变等效电路为G DRsSRRsUgsgUgsOrJIrlVdd=30V Rd =15k Rs=1k Rg =20M R1 =30k R2 =200k Rl =1M gm =1.5mSVdd=30V Rd =15k Rs=1k Rg =20M R1 =30k R2 =200k Rl =1M gm =1.5mSU&Uo% &Rs (i gmRs)Ugs gmUgsR/%)Uogm(Rd/RL)9Ui1 gmRs习题 2-22P109DDUGSQ VGGI DQ Rs21 DQUGS(th)=2V lDo=2mA Vdd

28、=20V Vgg=4V Rs =4.7k Rg =1M2.73V0.27mAg m1 DOUGSQ “10.735mS微变等效电路G SDoUgmUgsRsU GS(th)=2V lDo=2mA Vdd=20V Vgg=4VRs =4.7kRg =1MUi Ugs Uo (1 gmRs)UgsAu U 先k 0.776rbe1300 (1)261丿I0.95kI EQ1rbe2300 (1)2620.5kI EQ 2Ri1&1 rbe10.95kR2rbe212尺223.75kAu11 (&)238.5rbe1代22Rc22.53rbe2(12)尺2AuA11 g|Au22Rc2rbe2(12

29、)尺2Ro尺2 2k习题2-24P109Re2O+VccUsVT1Rc2VT2cUo解： Us=0时，uC2=Uo=0! CQ2VEE / 尺23.64mAI BQ2Icq2/ 20.18mAI EQ2I BQ 2ICQ 2382mAU EQ2VCC1 EQ 2e 24.3S/U CQ1U BQ 2UEQ 2UBEQ 23.66/-O-Vee1=402=20U BEQ1 =.7V Ubeq2|=0.7V Vcc=12V Vee=12V Rc1=3.9k Rc2=3.3k Re2=2k Rb=200kVccI RC1U CQ1) / Rc1 2.14mAI CQ1I RC1I BQ2232mAI

30、 BQ1I CQ110.058mA1=402=20U BEQ1 =.7V Ubeq2|=0.7V Vcc=12V Vee=12V Rc1=3.9k Rc2=3.3kRe2=2k Rb=200kI EQ1I CQ1I bq1 2.38mAUeQ1Vee12V, Ubq111.3VUsRe2Rbvt1Ri-O+Vcc()rbe1300(1rbe2300(1vt2oUoo-VeeJ|EQ12)IEQ2Rc2IRi2748443RiR1748 ,RoR2(12)Re242.443k1=402=20Rc1=3.9kRc2=3.3kRe2=2kRb=200kI eq 1 =2.38mAI eq2 =3.8

31、2mA3.3k1 ( &1 R 2 )1=402=20Rc1=3.9kRc2=3.3kRi1=748Ri2=42.443k%1 =748Au1Uc1UiuoAu2oUc1AAu1 Au 22Rc2R22971.56191习题 2-25P110RC2EReCE2VT2解：微变等效电路:RsQC) udrbe1Rb1+VCCC22Uoo= 100 rbe1 =5.3k rbe2 =6.2k Vcc=12V RS=20k Rb1 = 1.5M RE1=7.5k Rb21=91k Rb22=30k RC2 =12k RE2=5.1k1Rsd1 1 r be1IBlot *oUUiI reII b1 E

32、1 Rb21 Rb22rbe22I b2 RC2 RLRi1Ri2 R2Rb21 / Rb22 /be2 4.86koR RlRblbe1 (1)(RE1R2)252kRoRc2 12k=100 rbei =5.3k rbe2 =6.2k Vcc=12V RS=20k Rb1 = 1.5M RE1=7.5k Rb21=91k Rb22=30k Rc2 =12k RE2=5.1kUir_m1In 1 rbe1NonRl1I b1UoRE1Rb21 Rb22rbe2 2I b2 RC2Ri2Ri1RlAu2Au,Rs0 时(1rbe1(1C2rbe2AU1 Au2)(RE1Ri2)(RE1R2)193.5189.60.98=100 rbe1 =5.3k rbe2 =6.2k Vcc=12V RS=20k RE1=7.5k Rc2 =12k RE2=5.1k Ri =252k Ri2=4.86kRS 20k时AUSRRi Rs175.7JRb1 Z)1 *11lb1Re1 Rb21 Rb22rbe22I b2 RC2 RRsUiLUoRi1当RS=20kRR2Ri2时，如果去掉射极输出器，则4.86kAu2R193.5R RsAu378=ioo rbei =5.3k rbe2 =6.2k