模拟电路第三版课后习题答案详解

1、N7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 50时的反向电流为 10 A， 试问它在 20和 80时的反向电流大约分别为多大？已知 温度每升高 10，反向电流大致增加一倍。解：在 20时的反向电流约为： 2 3 10 A 1.25 A 在 80时的反向电流约为： 23 10 A 80 A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

2、) ，此时二极管的电流 I 和电压 U各为多少？ 如将图 (b)中的 1.5V电压改为 3V，则二极管的电流和电1.5V 1k?(b)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 II 2.2A, U 0.8V 可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，则二 极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。学习帮手习题 1-4 已知在下图中， uI = 10sin 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

3、 1-5 欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电 流 IZ 、动态电阻 rZ 以及温度系数 U，是大一些好还是小一 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 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。学习帮手习题 1-6 某稳压管在温度为 20， 工作电流为 5 mA时， 稳定电压 U Z=10V ，已知其动态内阻 rZ=8?，电压的温度系 数 U=0.09% / ，

4、 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 50 时， UZ约为 多少？解： U ZIZ rZ (20 5) 10 3 8 0.12VU Z 10 0.12 10.12 V U Z U ZU T 0.09% (50 20) 2.7%U Z 10 1 2.7% 10.27习题 1-7 在下图中，已知电源电压 U = 10V，R = 200?，RL=1k?，稳压管的 UZ = 6V ，试求： 稳压管中的电流 IZ = ？ 当电源电压 U升高到 12V时， IZ 将变为多少？ 当 U仍为 10V，但 RL改为 2k?时， IZ 将变为

5、多少？解：RL I R U Z 6mARL RLI U U Z 20mARI Z I IRL 20 6UU I U U Z 30mA I Z I I R 30 6 24mA RL IR U Z 3mA I Z I IRL 20 3 17mA RL学习帮手习题 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。+-(1) 12V+-(1) 6.7V+-(1) 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

6、系数、 、和 ，并进行比较。设三极管的极限参数为 ICM =20mA ， U (BR)CE O =15V ， PCM =100mW，试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。 解：学习帮手习题 1-10 假设有两个三极管，已知第一个管子的 1 99， 则 1 ? 当该管的 I B1 10 A时，其 IC1和 IE1各等于多少？已 知第二个管子的 2 0.95，则其 2 ? 若该管的 I E2=1mA ， 则 IC2和 IB2各等于多少？解： 1 1 0.991 1 1I E1 1mAI B2 50 A当 I B1 10 A 时，IC1 0.99mA 2 2 192 1 2当 I E2 1mA时，

7、 IC 2 0.95mA习题 1-11 设某三极管在 20时的反向饱和电流 ICBO =1A， =30；试估算该管在 50的 ICBO和穿透电流 ICEO大致等于多 少。已知每当温度升高 10时， ICBO大约增大一倍，而每当温度升高 1时，大约增大 1% 。解： 20时，ICEO 1ICBO 31 A50时，ICBO 8 At t 050 200 1 1% 0 30 1 1%30 1 30 1% 39ICEO 1 ICBO 320 A 0.32mA学习帮手习题 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 ICEO

8、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， ICEO =0.5mA ，死区电压约为 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，uBC0，截止。PNP型：uBE0，放大；uBE0，uBC0，uBC0，截止。+5V+0.7V0V(a)放大学习帮手200k?I B 0.065mAI C 3.25mAUCE 3.55V 三极管工作在放大区， 见图 P1-14(g)中

9、A点20k?(c)(d)I B0I C0I B 0.465mAI C 23.25mAUCE 36.5VUCE VCC 10V以上算出的 IC 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， ICVCC/ RC=5 mA， UCE=UCES 0.3V，见图 P1-14(g)中 C点。三极管工作在截止区， 见图 P1-14(g)中 D点学习帮手习题 1-14 已知图 P1-14(a)(f)中各三极管的 均为 50， UBE 0.7V，试分别估算各电路中的 iC和uCE，判断它们各自 工作在哪个区(截止、放大或饱和)，并将各管子的iC 和uCE对应在输出特性曲

10、线上的位置分别画在图P1-14(g)上。(b)I B 0.0465mAI C 2.325mAUCE 5.35V 三极管工作在放大区， 见图 P1-14(g)中 B点200k?U CE VCC 10VI B 0.0465mAI C 2.325mA UCE 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FAB图P1-14(g)学习帮手习题 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

11、。(a)(a)解：本题的前提是两个三极管均工作在放大区。(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 IDO值，以及gmiD uGS4 1.24.5 3.52.8mS学习帮手习题 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

12、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(off)和饱和漏极电流 IDSS；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 IDSS= - 2.5mA，夹断电压 U GS(off)=4V ，请示意画出其转 移特性曲线。学习帮手习题 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)

13、； (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) 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答： (a)Rb(a)交流通路(a)直流通路学习帮手(b)交流通路CC(c)交流通路图 (c)中，Ui NN21UiRLNN34RL学习帮手习题 2-3 在 NPN 三极管组成的单管共射

14、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 。答：增大 Rb，则 IBQ减少， ICQ减少， UCEQ增大。增大 VCC，则IBQ增大， ICQ增大， UCEQ不确定。 增大 ，则 IBQ基本不变， ICQ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 Au 将增 大、减少还是基本不变。增大 Rb1； 增大

15、Rb2； 增大 Re； 增大 。答：增大 Rb1 ，则IBQ ，ICQ ，UCEQ ， rbe， Au 。增大 Rb2，则 IBQ， ICQ ， UCEQ ，rbe ，Au 。增大 Re ，则 IBQ ， ICQ ， UCEQ ， rbe ， Au 。 增大 ，则 IBQ， ICQ 基本不变， UCEQ基本不变， rbe， Au 基本不变学习帮手习题2-5 设图 P2-5中的三极管 =100，UBEQ=0.6V，V CC=12V ， R c=3k ，Rb=120k IBQ、 ICQ 和UCEQ值。解：求静态工作点处的3kVCC (ICQ I BQ )Rc IBQ Rb U BEQ(1)Rc I

16、 BQRb U BEQ1Rb120kCiCRc+VCC+IBQVCC U BEQ(1)Rc Rb0.027mABuOUCEQ VCCI CQ IBQ Rc 3.82V习题 2-6 设图 P2-6(a)中： Rb=510k ，Rc=10k ， RL=1.5k ， V CC =10V 。三极管的输出特性曲线如图 (b)所示。 试用图解法求出电路的静态工作点，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 ICQ =2mA, U CEQ =2V , 应改变那些

17、参数？改成什么数值？(b)学习帮手IBQQ1解：可先用近似估算法求 IBQVCC UBEQRb直流负载线方程：0.02mA 20 A510uCE VCC iC RC10 10iC静态工作点 Ql 点处， UCEQ 0.5V , ICQ 0.95mA 由图可见 Q1 点靠近饱和区，易产生饱和失真。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。学习帮手将 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RcVCCUCEQ

18、I CQ10 2 2 4k由图可见， Q3点处 IBQ =40A，则RbVCCU BEQI BQ10 0.7 0.04250k因此，需减小 Rc和Rb，可减为 Rc 4k? ，Rb250k?习题 2-7 放大电路如图 P2-7(a) 所示，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。学习帮手解：直流负载线方程为：uCE VCC iC (Rc Re) 15 3iC U BQRb2VCC 3.3VRb1 Rb2UBQ U BEQICQIEQRe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 UCE

19、Q 7.2V。2.6mA2.67.2(b) 1 交流负载线通过 Q点，且斜率为1 ，其中RLRL Rc /RL 1k习题 2-8 在图 P2-7(a) 中，如果输出电压波形为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？，试问：答：饱和失真；应降低 Q点，为此可增大Rb1(原为 39k? )。+Uo(a)学习帮手习题 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。C答：图解的基本方法要求分别画出三极管部分（非线性）和 负

20、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 4iC图 P2-6(b)学习帮手习题 2-10 设图 P2-10电路中三极管的 =60，VCC =6V，解：R c=5 k? ， 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 Ro。VCC UBEQIBQ 0.6mABQRb10 ACQI EQ I BQICQ0.61mAUCEQVCCICQ RC3V rbe 300 (1)

21、 I26IEQ2.9k(Rc / RL) rbe51.7Ri Rb /rbe 2.9kRo Rc 5k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：UBQ Rb1 Rb2 VCC 3VCQBQBEQU CEQVCCI CQRc6.56V由图可知， I BQ 20 Arbe 300 (1 ) 26 1.6kI EQEQRe1503.07mA(R

22、c/ RL)80.6Ri Rb / rbe 0.89kRo Rc 2k学习帮手习题 2-12 上题中，如 Rs=10k?，则电压放大倍数解：Aus UoiRi iRo Au6.6习题 2-13 在图 P2-13的放大电路中，设三极管的 =100， UBEQ=- 0.2V， rbb=200 ? 。估算静态时的 IBQ， ICQ和 UCEQ ；计算三极管的 rbe值；求出中频时的电压放大倍数；若输入正弦电压，输出电压波形为 ，试问三极管产生了截止失真还 是饱和失真？应该调整电路中的哪个参数（增大还是减少）？解： IBQVCC U BEQI EQI CQ20 ARbI BQ 2mARb490k?Rc

23、+ C13Rkc?UiU CEQ VCC ( I CQRc)4V-VCC-10VRL 3k?Uo rbe rbb (1 ) 26I EQ(Rc/ RL)c L 100200 101 26 1.5k2是截止失真，应减少 Rb学习帮手习题 2-14 在图 P2-14的电路中，设 =50， UBEQ 求静态工作点；画出放大电路的微变等效电路；=0.6V求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 解： VCC IBQRb UBEQ (1 )I BQReVCC U BEQIBQ12 0.7IEQRb (1)Re 470 51 2ICQ I BQ 1mA20 ARb470k?C1+1UiUCEQVCCI CQRc

24、IEQRe6.1V?+VCC+12VC22Uo微变等效电路 rbe 300 (1 ) 26IEQ Au(Rc /RL)Aurbe (1 )Re1.63k0.94Ri Rb / rbe 1Re84.9kUiRb3.R9kL?3.9k?oRo Rc 3.9ko解：习题 2-15 设图 P2-15中三极管的 =100, UBEQ =0.6V, rbb=100?, VCC =10V, Rc=3k?, Re=1.8 k? , RF=200? , Rb1=33k? , Rb2=100k? , 负载电阻 RL=3k? ， 求静态工作点；电容 C1、 C2、 C3均足够大。 画出微变等效电路；UCEQVCCI

25、CQ Rc IEQ RFRe5.3V学习帮手微变等效电路Rb Rb1 / Rb2 rbe rbb (1 ) 26IEQR+sUsUioAu2.89krbe (R(1c/R)LR)F6.5 Ri Rb1/Rb2 / rbe 1RF11.96kRAus RiRiRs Au4.87Ro Rc 3k习题 2-16 P106 解： VCC I BQRb U BEQ (1 )I BQVCC U BEQIBQCC BEQ 10 ABQ Rb (1)ReI EQ ICQIBQ 1mAU CEQ VCC I EQRe 6.4Vrbe 300 (1 ) 26 2.93kI EQR L =时，A 1ReAu rbe

26、 (1)Re0.99RL=1.2k?时，Au1Re / RLrbe (1)Re / RL0.97学习帮手 RL=时， Ri Rb / rbe 1Re 283kRL=1.2k?时， Ri Rb / rbe 1Re / RL87.6k Rorbe Rs / Rerbe2911习题 2-17P107Uirbe (1 )ReUo2 (1 )ReUirbe (1)ReRbC1 +1Uio1学习帮手习题 2-18解：oVCC3VRe U BQ UBEQ 1.2keI EQU BQRb1Rb1 Rb2 ICQ I EQ 2mAIBQ ICQ0.04 mA 40 AUCEQ VCC ICQRc IEQRe 6

27、.6V rbe rbb (1 ) 26 963 I EQRirbe18.8i1Au(Rc / RL)rberbeRo Rc 3kVCC=15V Rb1=2.5k Rb2=10k Rc =3k RL =3k =50 UBEQ=0.6V rbb=300 I EQ=2mA77.8习题 2-19 P107解： (a)共基电路 (b)共射电路 (c)共集电路 (d)共射电路 (e)共射共基电路学习帮手习题 2-20P107解：直流负载线方程：uDS VDD iD Rd 20 5.1iDUGSQ 2V , U DSQ 8.3V , I DQ 2.3mA iD gmD 1.7mSuGS AugmRd8.7R

28、o Rd 5.1kVDD=20V VGG=2V Rd=5.1 k Rg=10M习题 2-21 P108R2Rd+VDDAu= -gm(RD/RL) - 22.5C1Ri = RG + (R1/R2) 20 MRo = RD =15 k+o DU i不接 CS 时，微变等效电路为-R1RsC2sRCLsU-VDD=30V Rd =15k Rs=1k Rg =20M R1 =30k R2 =200k RL =1M gm =1.5mS学习帮手GDUgsgmUgsRsRd RLV DD =30V Rd =15k Rs=1k Rg =20M R1 =30k R2 =200k RL =1M gm =1.5

29、mSUi Ugs Id Rs (1 gmRs)UgsUogmUgs(Rd / RL)A Uogm(Rd /RL)Au Ui1 gmRs习题 2-22 P109UGSQVGGIDQ RsUGS(th)=2VIDO=2mA VDD=20V VGG=4V Rs =4.7k Rg =1MI DQI DOUGSQ1UGSQ 2.73VI DQ 0.27mAUGS(th)2gmI DOI DQ 0.735mSU GS(th)学习帮手微变等效电路uIDGSgmU gsUogmUgsRsUGS(th)=2V I DO=2mA VDD=20V VGG=4V Rs =4.7k Rg =1MUi Ugs Uo (1

30、 gmRs)U gsAu UogmRs0.776u Ui 1 gmRs习题 2-23 P109解：设 UBEQ1 =UBE Q2 =0.7，I BQ1VCC U BEQRb0.04mAI CQ11I BQ1 2mA设 IBQ2ICQ2 ，则UCEQ1 VCC I CQ1 Rc1 3.8VIEQ2UCQ1U BEQ 2Re24.1mA I CQ2IBQ2I CQ20.14mAICQ1成立UCEQ 2 VCC I CQ2Rc2 I EQ2Re2 3.7VVCC=15VRb1=360kRc1=5.6kRc2=2k Re2=750 1=50 2=30学习帮手 rbe1 300 (1 1) 260.95

31、kI EQ1rbe2 300 (1 2 ) 26 0.5kI EQ2Ri1 Rb1 / rbe1 0.95kRi2rbe2 1 2 Re2 23.75k1(Rc1 / Ri2 )238.5rbe12Rc22.53rbe2 (1 2)Re22.53Au Au1 Au22Rc2Au2RoRc2603rbe2 (12 )Re22kVCC=15VRb1=360kRc1=5.6kRc2=2k Re2=750 1=50 2=30习题 2-24P109Rc1+VCCVT 2uSVT1uOORc2i- VEE解： uS=0时， uC2=uO=0I CQ2I BQ2I EQ2U EQ2UCQ1VEE / Rc2

32、 3.64mAICQ 2 / 2 0.18mA IBQ2 ICQ 23.82mAVCC IEQ 2Re 2 4.36VUUBQ 2EQ 21=402=20 U BEQ1=0.7V |UBEQ2 |=0.7V VCC=12V V EE=12V Rc1=3.9k Rc2=3.3k Re2=2k Rb =200kBEQ 23.66V学习帮手(VCCRC1U CQ1)/ Rc1 2.14mAICQ1I RC1I BQ1ICQ1I BQ2 2.32mA / 1 0.058mA1=402=20 U BEQ1 =0.7V |UBEQ2 |=0.7V VCC=12V V EE=12V R c1=3.9k R

33、c2=3.3k Re2=2k Rb =200kI EQ1I CQ1I BQ1 2.38mAU EQ1VEE12V，U BQ1 11.3VRc1+VCCuSRb VT 1RiRcRi2VT 2uOO- VEE300 (11) 261IEQ1rbe2 300 (12 ) 26 443I EQ2 rbe17481=402=20Rc1=3.9kRc2=3.3k Re2=2k Rb =200kIEQ 1 =2.38mAI EQ 2 =3.82mARiRi1rbe1 748 ， Ro Rc2 3.3kRi2 rbe2 (12)Re2 42.443k学习帮手1(Rc1 / Ri2)Au1rbe1Au2uc1

34、 ui uo uc12Rc2Ri21.561=402=20Rc1=3.9kRc2=3.3kRi1=748 Ri2=42.443k rbe1 =748191Au Au1 Au2 297习题 2-25 P110解：=100rbe1 =5.3k rbe2 =6.2k VCC=12V RS=20kRb1=1.5MRE1=7.5kRb21=91kRb22=30kRC2 =12kRE2=5.1k o学习帮手RSUiRb11I b1 RE1Ri1 Ri2Rb21 / Rb22 / rbRb21 Rb22rbe2 2Ib2 RC2 RLRi2e2 4.86kRi Ri1 Rb1 / rbe1 (1)( RE1

35、 / Ri2)252kRo RC2 12ko RL, RS 0 时(1)( RE1 / Ri 2)rbe1 (1 )(RE1 /Ri2) RC2 rbe20.98Au2193.5Au Au1 Au2189.6RS 20k 时 AusRiRi RSAu学习帮手=100 rbe1 =5.3k rbe2 =6.2k VCC=12V RS=20k Rb1=1.5M RE1=7.5k Rb21=91k Rb22=30k RC2 =12k RE2=5.1k=100 rbe1 =5.3k rbe2 =6.2k VCC=12V RS=20k RE1=7.5k RC2 =12k RE2=5.1k Ri=252k Ri2=4.86k175.7RSUirbe1Rb1RE1 Rb21 Rb22rbe2 2Ib2 RC2 RLRi2URi1 当 RS=20k 时，如果去掉射极输出器，则Ri Ri2 4.86kAu Au 2193.5Ri RiRS Au 37.8=1