太原理工大学电路与电子技术基础作业及重点练习解答稻谷书店

1、1知识分析目 录 第1章 习题 第2章 习题 第5章 习题 第7章 习题2知识分析 第1章 习题重点例题：例1.5，例1.8重点作业：1.9；1.15 3知识分析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:8k36v+-2kr3r2r1u2u+-i3i2i1112336(1)6a/ /24uirrr23113a2iii 2223 824vui r3121236(2)0;3.6a28uiiirr2223.6 828.8vui r4知识分析8k36v+-2kr3r2r1u2u+-i3i2i1213136(

2、3)0;18a2uiiir2220vui r5知识分析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 = 2 a，i2 = -1 a，i3 = 3 a，i4 = 1 a，i5 = -4 a，i6 = -5 a，u1 = 4 v，u2 = -2 v，u3 = 3 v，u4 = -1 v，u5 = -1 v，u6 = 2 v。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；吸收功率p2= -i2u2= -2w；提供功率；提供功率p3= i3u3= 9w；吸收功率；吸收功率p4= i4u4= -1w；提供功率；提供

3、功率p5= -i5u5= -4w；提供功率；提供功率p6= -i6u6= -10w；提供功率；提供功率6知识分析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。1a22v+（a）解: 图（a）2v2 1=2w;p吸收功率1a(21 2) 1=4w;p 提供功率2212=2w;p 吸收功率1a2v+（b）解: 图（b）2v2 1=2w;p吸收功率1a2 1=2w;p 提供功率7知识分析1a12v+（c）21a12v+（d）解: 图（c）2v22 (1)=2w;1p 提供功率1a2 1=2w;p 提供功率2121=4w;p 吸收功率解: 图（d）1a(1 22) 1=4w;p 提

4、供功率2v22 (1)=2w;1p 提供功率2121=4w;p 吸收功率2212=2w;p 吸收功率8知识分析1.15 试求图1.40所示电路中各元件的功率。解: 由kvl1115(10)2015iii12120a;1010aiii 10a1510=1000w;pi 提供功率2110ii0p 功率平衡。 25205=2000w;p 吸收功率2201020=2000w;p 吸收功率11510 (15 20)=3000w;ip 提供功率205 15i110aii9知识分析 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知识分析2.2 试用网孔

5、法求图（a）电路的电流i和图（b）电路中的电压u。i30201a30v+-im155v+-5im2im3解:（a）由网孔法得m2m3m2m386=7610=3iiii im1=1-5im1+40im2-30im3=30-20im1-30im2+50im3=-511知识分析m2m3m2m386=7610=3iiii m276310701888=2a868036446 10i m38763244266=1.5a8644446 10i m2m3=21.5=0.5aiii12知识分析ur32a24v+-im148a+-1im3im2解:（b）设电流源电压为uis方向如图+-uis得网孔方程如下：im1

6、=2-3im1+7im2=-uis-im1+im3=uis-24r可等效去掉im3-im2=8解得：im2=-3a im3=5a 则：u=-4im2=12v13知识分析2.6 试用节点法求5电阻消耗的功率。2208i20vi2510解:由节点12111120()220552uu由节点1211118()552102iuu120.750.210.(1)uu12120.20.80.80.8.(2)uuuu125uui 由(2)式121.6uu 代入(1)式210v;u 116vu 1.2ai 25(1.2)5=7.2wp 14知识分析2.12 求含源二端网络的戴维南等效电路。uoca39vi6b6i

7、(a)解:（1）求开路电压uoc91a63i 639vocuii解:（2）求内阻roba3i 66i u端a9v6b戴维南等效电路rouoc令 i =1a则 u端 =9vi端i端 =1+3/6=1.5aro =615知识分析2aa4vu10b3u(b)uoc解:（1）求开路电压uoc32104uu 246v4ocuu324uu 解:（2）求内阻roa10ba6v2.5b戴维南等效电路rouocu端3u端i端令 u端 =10v由kvl得i端 =4a则 ro =2.54u端-10 i端= 016知识分析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

8、最大功率plmax。 。u端解:（1）求开路电压uocu=10(2 0.1u)u=10vuoc= 2 5+u+20 = 40w（2）求内阻roi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 =2au端= 5i端+u =20aro= u端/i端=10（3）求最大功率pmpm= = 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知识分析 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知识分析答: 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

9、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知识分析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ucub ue，可见为pnp晶体管；yzx tux = -9vuy = -6vuz = -6.2vbect29v6.2v6vpnp型锗管|ube|=0.60.7v，硅管，|ube|=0.20.3v，锗管，npn型c点电位最高，ube0 ， pn

10、p型c点电位最低， ube0ubc=0.41v0ubucueuceube 饱和 pnp管ube=-0.2v0ucubue 放大 pnp管ube=-4v0 损坏 npn管ube=0.3v0ubc=-5.7vubue 放大23知识分析3ak150v-0.1v-0.3v(e)3ck2b5.3v6v5.3v(f)3dg6b0v6v0.67v(g)3ax81c-9v-6v-5v(h) npn管ube=0.67v0ubc=-5.33vubueuceube 放大 pnp管ube=-0.3v0ubc=-0.2v0ubucue 饱和 pnp管ube=-0.7v0ubc=4v0ubueuc 截止24知识分析5.1

11、6 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:bcbce10.7ma60 a512500.06ma3ma12ma19v0.7vibebccccuuiriiuui r 晶体管工作在放大状态解：+12v 1k icib5k rcrbuiuo25知识分析（3）由ui=1.5v时，1.5

12、v大于晶体管的导通电压，故发射结正偏,集电结反偏则:因为 icube，所以管子工作在放大区。 26知识分析 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；7.1427知识分析课件中例: 电路如下图所示，已知 r1= 10 k ，rf = 50 k 。 求: 1. auf 、r2 ； 2. 若 r1不变, 要求auf为 10, 则rf 、 r2 应为多少？uorfuir2r1+解：ofi1501.510uuraur 12110508.3k1050ffr rrrr ff12.1010urrar f1( 10) 10100kura r 12110 1009.1k10100f

13、fr rrrr 28知识分析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：-ouu 由分压：+i12uu 由虚短：-+uu 输出电压uo的表达式oi12uu uo10k_+20kui20k29知识分析7.8 电路如图7-53所示， 试求输出电压uo。i2v,u uo10k_+1k2k2kuiuo10k_+2ki12u解： 由等效电路（反相比例器）：oii1012.55v22uuu 30知识分析ui1ui212k+uo-12k43k7.9 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u

14、i1=0.2v，ui2=0.2v时，uo=？解：（1）为反相比例器oi1430.717v12uu 解：（2）为同相比例器oi212430.917v12uu 解：（3）为减法器o0.9170.7170.2voouuu 31知识分析r1r2+uiuo-r4r5+uo-r3r610k100k10k7.10 电路如图7-55所示，问： r5 =？才能使uo= -55 ui 。解：第一级为同相比例器12o1ii111rruuur 第二级为反相比例器55o1ii4115510orruuuur 5115510r550kr 32知识分析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

15、输入端接-2v，则传输特性有何变化？ui+uo-rdz解:(1)同相输入端接地时，传输特性。ii1)0,5v0,5voouuuu uo-5v+5voui2) 传输特性。33知识分析ui+uo-rdz-2v解:(2)同相输入端接-2v时，传输特性。ii1)2v,5v2v,5voouuuu 2) 传输特性。uo-5v+5voui-2v34知识分析uo+6voui7.14 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。ui+uo-r3dzd3k+3vr1r210k20k解:(1)求阈值ut1231.5viurr 1.5vtu 2) 传输特性。izid1.5

16、v,6v1.5v,0voouuuuuu -1.5vu+ =0vu- =r1r1+r2 3+r2r1+r2 ui= u+=035知识分析例: 在图示电路中，已知rf=4 r1 ，求输出电压uo与ui1和 ui2的关系式。+ui1+ui2uo1r1rfuoo1o1uu 解：111fo14,ioouurruu 作用时：作用时：用叠加原理用叠加原理221f25)1(iioiuurruu 作用时：作用时：12o45iioouuuuu 叠加：叠加：36知识分析例： 电路如图所示，设运放是理想的，试计算uo。+r1rf1ui=0.6vuo1u2=0.8vuor250kr4rf2100k50k33k100ka

17、1a2r333k解:v2 . 1i1f11 urruo第一级为反相比例器第一级为反相比例器v8.1)1(o12f222f2 urrurruo第二级为减法运算器第二级为减法运算器37知识分析例： 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。uo_+urui10k10k1kdzuzuouio+6v-6v+2v。则则，时，时，；则则，时，时，v6v2v6v2v2)1(oioi uuuuuuuuur电压传输特性解:输出uo波形otuiotuo+6v6v+2v38知识分析uo_+urui10

18、k10k1kdzuzuouio+6v -6v。则则，时，时，；则则，时，时，v6v0v6v0v0)1(oioi uuuuuuuuur电压传输特性解:输出uo波形ur= 0 uituoot+6v6v39知识分析uo_+urui10k10k1kdzuzuouio+6v-6v-2v。则则，时，时，；则则，时，时，v6v2v6v2v2)1(oioi uuuuuuuuur电压传输特性解:输出uo波形+6v6v-2votuiotuo 40知识分析 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知识分析(1);faba

19、bccd() ();fababccd (2)()()();fabacac ;fabacac (3)();fa bcde() ;fab cd e (4)() ();fabcd ;fabcd 42知识分析(5);fabcde ;fa b c de (6)();fabcdabcd();fabcdabcd 43知识分析(1);fabcdac () () ();fabcdac (2);fabbcac() () ();fabbcac (3)fabcabcabcabc (1,2,4,7);m (0,3,5,6);fmabcabcabcabc 44知识分析(4)();fabccd ();fabcc d (5)

20、();fab cd();fabcd (6);fab cde ()()fabcde 45知识分析(1)() ();fa bcabcabc () ()()()()fa bcabcabca bcabcabcabacabcabcabacaca bcffabc 46知识分析(1)() ()() () ()() () ()() ()fa bcabcabcabcabcabcabcabcabcabcacabc47知识分析(2);facabcacdcd()()()()()()facabcacdcda cbcc adda cbc ada cbaccda cbccdacd48知识分析(3);fabcabcabcab

21、c ()()()fabcabcabcabcac bbbc aaab ccacbcab(4);fabcabfabcababcababc49知识分析(6);fabbab fabbabababab(5)() () ();fabcababc ()fabcababcab ccabababb () () ()() ()fabcababcababbfb 50知识分析10376()()(0,1,3,6,7)fabbcabab bcabab bcababacbcababcabcabcabcabcmmmmmm fabbcab51知识分析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:52

22、知识分析8.11 用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式： 解: 7) 5,6, 2, (0, m) , ,( 1 cbaf）（cab000111100111111cbac c af fa c acab 最简与或式不唯一 15) 13, 8, 7, 5, 3, (1, m) , ,( 2 d,cbaf）（cdab000111100001111011111bddad c baf 1153知识分析( 3 ) ( , , ,)()()f a b c dbcdd bcadb ( , , ,)()()()()f a b c dbcdd bcadbbcdbcadbbcdabdacdcdab000111100

23、00111101111111111 ( , , ,)f a b c dbcd 54知识分析( 4 ) ( , , ,)f a b c dabacdacbc( , , ,)f a b c dabacdacbccdab000111100001111011111111111111( , , ,)f a b c dabc55知识分析8.13 oc门有什么主要特点？它有什么重要的作用？解: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8.14 三态门有什么主要特点？它有什么重要作用？解:56知识分析例 写出下列逻辑函数的对偶函数：解:cdabba f 1 ）（ edc

24、ba f)() (2 3 edcba f ）（ )()()( dcbabaf e dcbaf )( edcbaf 57知识分析例 写出下列逻辑函数的反函数：解:ac dcab f (1 )（abc c bac ba cb af 2 ( ) dcb)(a f (3) )( )()( cadcbaf )()()()( cba cbacb ac b af )( dcbaf 58知识分析 ac aba,b,cf )( 1 )( )()( (2)cbaa,b,cf )( (3) c badbcada,b,c,df m(5,6,7) (1) m 5)11,13,14,1m(2,3,6,9,解:59知识分析

25、例 用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式： 解: 7) 5,6, 2, (0, m) , ,( 1 cbaf）（ 15) 13, 8, 7, 5, 3, (1, m) , ,( 2 d,cbaf）（abcd000111100001111011111bddad c baf 11abc000111100111111cbac c af 60知识分析dabcdcbc abdbad,cbaf ) , ,( 3 ）（)(c)a(c)ba()() , ,( 4 cbbacbaf ）（abcd00011110000111101111111 12,13,14) 6,10, 4, (2, mdbdccab f 5

26、,7) 3, (2, mabc00011110011111acbaf cbcacabbaf abc00011110011111cab af ac baf f 61知识分析abc acbc abcbaf ) , ,( 5 ）acbc ab f abc0001111001111162知识分析 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；9.1263知识分析（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y(a,b,c)(1,2,4,7)m abccbacbacba cba

27、写出逻辑表达式画出逻辑图yabc=1=19.3 试用门电路设计如下逻辑功能的组合逻辑电路。=a(bc+bc)+a(bc+bc)64知识分析解:abcdf00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111列真值表化简逻辑式cdab000111100001111011111bcdacdabdabcy 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。fabcd&165知识分析用与非门实现cd bacdabdabccd bacd

28、abdabcy fabcd& &66知识分析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: )7421(:,ms本本位位和和iimy 7421mmmms 7421mmmm 7421yyyy )7653(:o,mc进进位位7653oyyyyc 67知识分析1(1,2,4,7)ym iidmy 1yabcabcabcabc 2(3,5,6,7)ym 0123m cm cm cm c 103121; 11; 11;yyddcddc 2yabcabcabcabc 1233m cm cm cm c 201232; 20 ; 22; 21y

29、ydddcd123m cm cm68知识分析69知识分析例 分析图所示的电路，写出y的逻辑表达式。解:abbabababababay 异或功能例 分析图所示的电路，写出y的的逻辑表达式。 解:ba ba 1 yaby&aabby=1=1=70知识分析例 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 (1,2,4,7)c)b,(a,y0mabccbacbacba cba （3）写出逻辑表达式（4）画出逻辑图yabc=1=171知识分析例 一个由3线-8线译码器电路如图所示，

30、试写出y1和y2的逻辑表达式。 解:已知74138使能时,iimy )(1a,b,cy6210yyyy 6210mmmm (0,1,2,6)6410mmmmm同理:c)b,(a,2y6542yyyy 6542mmmm (2,4,5,6)6542mmmmm&y015y114y213y312y411y510y69y77a1b2c3g16g2a4g2b574ls138y1y2cba1&72知识分析例 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:7575751cbaabcacyyymmmm 74312(1,3,4,7)bccbacb ayyyyym 6403(

31、0,4,6)cabcbyyyym 已知74138使能时,iimy acy1 bccbacbay2 cabcby3 73知识分析751yyy 74312yyyyy 6403yyyy 1012364515141312111097yyyyyyyyabcggg0123456712b2a74138y2acby3y1&74知识分析例 八选一数据选择器电路如图所示，其中abc为地址，d0d7为数据输入，试写出输出y的逻辑表达式。 w6d04d13d22d31d415d514d613d712a11g7c9b10y574151cb1a0y7766554433221100dmdmdmdmdmdmdmdmy

32、 解:1 ; 054176320 ddddddddcbac bacb ammmmy (1,4,5)54175知识分析例 试用8选1数据选择器74151实现函数 dcbbccdbadcay 解: 74151使能时,iidym abcddabcdcabdcabdcbabcdadbcadcbacdbadcbbccdbadcay 764321776643321ddddddddddddmmmmmmmmmmmmmmm dd d,dd1,ddd0,dd24176350 a,cbb c,a ,76知识分析接线图10abcdy(a,b,c,d)71110943211514131256abcgddddddddyw

33、0123456774151177知识分析 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知识分析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知识分析0 1 00 0 01 0 01 1 0q1dc1 qcpq1dc1 qq1dc1 q&q1q2q310.5 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

34、制计数器。 解： （1）观察变量 状态变量q3,q2,q1（2）驱动方程132nndq q 21ndq 32ndq （3）状态方程11132nnnqdq q 1221nnqdq 1332nnqdq （4）状态表次 态现 态0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 11 0 01 1 080知识分析能自启动的五进制计数器010 ，101 ，111三个为非循环状态次 态现 态321nnnqqq111321nnnqqq0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 11 0 01 1 00 0

35、00 1 01 0 01 1 0（5）状态图q3q2q10 0 00 0 10 1 11 1 01 0 01 0 10 1 01 1 181知识分析补充题1：采用清零法，用集成计数器74161组成6进制计数器。82知识分析83知识分析例 84知识分析85知识分析86知识分析87知识分析1例 试用74160构成七进制、二十四进制计数器并上机仿真。解：1.已知74160为10进制计数器,将其构成七进制计数器qdqcqbqa0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1 74160是同步置数， 设预置数s0=0000， 其反馈码sx1 = s7-1 = 0110反馈置数法反馈置数函数load =qc qb 画连线图及状态图clr1load9ent10enp7clk2rco15a3qa14b4qb13c5qc12d6qd1174160cp1 26 011070000取前七个状态&88知识分析011110001001等待第7个cp脉冲置入000074160构成7进制计数器的状态图0000000100100011010001010110初始