模电期中解答及部分典型习题

1、一 填空题（每空1分，共38分）1. 实际电路的组成是多种多样的，但通常由（ 电源 ）、（负载 ）和（ 中间环节 ）三部分组成。电荷在电场力的作用下的定向移动形成（ 电流 ），电流的实际方向规定为（ 正电荷 ）运动的方向。电路中a,b两点间电压等于电场力把单位正电荷从a点移动到b点所作的（ 功 ），规定电压的实际方向是从（高电位指向低电位 ）。取同一元件上电压和电流的参考方向一致，称（ 关联 ）的参考方向。2. 理想电压源输出的电压是（保持定值(直流)或一定的时间函数(交流)3. ），实际电压源模型可等效为一个电压源Us和内阻R0的（串联 ），其端口的伏安关系式为（ ），电压源与电流源模型的等

2、效变换是指对（ 外电路 ）的等效。实际电压源模型“20V、1”等效为电流源模型时，其电流源（ 20 ）A，内阻（ 1 ）。4. 实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值，都是交流电的（ 有效 ）值。工程上所说的交流电压、交流电流的数值，通常也都是它们的（ 有效 ）值，此值与交流电最大值的数量关系为：（ 有效 值=最大值/ ）。已知一正弦量，则该正弦电流的最大值是（ 7.07 ）A；有效值是（ 5 ）A；角频率是（ 314 ）rad/s；频率是（ 50 ）Hz；周期是（ 0.02 ）s；初相是（ -/6 ）弧度。5. 电路分析中，电路状态的改变称为换路。电路在换路时能量不能跃变，即换路瞬间

3、，电容两端的（ 电压 ）不能跃变，通过电感的（ 电流 ）不能跃变。一阶电路含有（ 1 ）个动态元件，若换路和电路的外加激励为零，仅由储能元件的初始储能的产生的电路响应，称为（零状态）响应；求解一阶电路完全响应的方法称为（三要素）法。6. 本征半导体中载流子是（电子-空穴 ）对，N型半导体中多子是（自由电子），型半导体中多子是（空穴 ），PN结具有（单向导通 ）特性。半导体三极管具有（ 电流放大 ）作用，三极管的输出特性分为（截止 ）区、（ 放大 ）区和（ 饱和 ）区。三极管处于放大状态的条件是：发射结（ 正偏 ），集电结（ 反偏 ）。二 分析计算题（共62分）1.（8分）求下图所示电路的等效电

4、阻。解：标出电路中的各结点，电路可重画如下： （a）图 Rab=8+3|3+4|（7+5）=8+3|（3+3）=8+2=10 （b）图 Rab=7|(4|4+10|10)=7|7=3.52.（6分） 将下图所示电路化成等效电流源电路。解：（a）两电源相串联，先将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个电压源，最后再变换成电流源；等效电路为3.（10分） 利用支路电流法求下图中各支路电流。解根据KCL、KVL列方程有整理得解得4. （10分）用叠加原理求下图所示电路的电压。解：12V电压源单独作用：1A的电流源单独作用：由叠加原理得5. （10分）用戴维南定理求下图所示电路的电流。解：将

5、电阻支路开路求将所有独立源置为零，求戴维南等效电阻6.（10分） 在下图所示电路中，开关接在位置“1”时已达稳态，在时开关转到“2”的位置，试用三要素法求时的电容电压及。解开关在位置1时：， 由换路定则得初始值：稳态值：时间常数：由三要素法得：7.（8分） 求下图戴维南和诺顿等效电路。解 （1）开路电压的计算等效电阻的计算短路电流计算其戴维南等效电路和诺顿等效电路如图a和b所示（a） 戴维南等效电路 （b） 诺顿等效电路部分典型习题1 确定图中晶体管其它两个电流的值图6.1 习题6.1图(a) IC=IB=200×0.125=25(mA) IE=IB+IC=25.125(mA)(b)

6、 IB=IE/(1+)=5/(1+100)=49.5(A) IC=IEIB=4.95(mA)(c) IB=IC/=3/120=25(A) IE=IB+IC=3.025(mA)2 测得放大电路中的晶体三极管3个电极、的电流大小和方向如图6.1所示，试判断晶体管的类型（NPN或PNP），说明、中哪个是基极b、发射极e、集电极c，求出电流放大系数。图6.2 习题6.2图(a) -c -b -e PNP =1.2/0.03=40(b) -b -e -c NPN =1.5/0.01=1503 有两只工作于放大状态的晶体管，它们两个管脚的电流大小和实际流向如图6.3所示。求另一管脚的电流大小，判断管子是N

7、PN型还是PNP型，三个管脚各是什么电极；并求它们的值。图6.3 习题6.3图(a) -c -e -b NPN IE=IB+IC=4+0.1=4.1(mA) =4/0.1=40(b) -e -c -b NPN IC=IEIB=5.10.1=5(mA) =5/0.1=504 试判断图6.4所示电路中开关S放在1、2、3哪个位置时的IB最大；放在哪个位置时的IB最小，为什么？图6.4 习题6.4图在时，发射极相当于一个二级管导通，此时IB就等于此导通电流。在时，三极管相当于两个并联的二极管，此时IB等于两个二级管导通电流之和，所以此时的电流最大。在时，发射极导通，集电结反偏，集电结收集电子，所以I

8、B电流下降，此时电流最小。5测得某放大电路中晶体三极管各极直流电位如图6.5所示，判断晶体管三极管的类型（NPN或PNP）及三个电极，并分别说明它们是硅管还是锗管。图6.5 习题6.5图(a) -e -c -b 硅 NPN(b) -b -c -e 锗 PNP(c) -b -e -c 锗 PNP6在工作正常的放大电路中，测得四个晶体管相对于电路公共端的电压如图6.6所示，是判断各晶体管的类型及各管脚对应的电极名称。图6.6 习题6.6图(a) -e -b -c 硅 NPN (b) -c -e -b 锗 PNP(c) -c -b -e 硅 PNP (d) -b -c -e 锗 NPN7 用万用表直

9、流电压挡测得晶体三极管的各极对地电位如图6.7所示，判断这些晶体管分别处于哪种工作状态（饱和、放大、截止或已损坏）。图6.7 习题6.7图(a) 截止 (b) 饱和 (c) 放大 (d) 饱和 (e) 截止 (f) 损坏8 图6.9所示电路对正弦信号是否有放大作用？如果没有放大作用，则说明理由并将错误加以改正（设电容的容抗可以忽略）。图6.9 习题6.9电路图(a) 无放大作用。电容C使得集电结反偏不成立。应将电容C改为阻值合适的电阻。(b) 无放大作用。VBB使得交流输入信号无法加到三极管上。应在此支路串联一阻值合适的电阻。(c) 无放大作用。PNP三极管要求VC<VB<VE，同

10、时电容C使得发射结正偏不成立。应将VCC的+12V改为12V，同时将电容C取消。(d) 无放大作用。发射极正偏不成立。将电阻Rb接地那一端改为接到VCC。9 电路如图6.10所示，试判断各电路可否正常放大交流输入信号，若不能正常放大，则说明原因，并加以改正。图6.10 习题6.10电路图(a) 无放大作用。电容C2使得交流通路中输出直接接地了。应将电容C2去掉。(b) 无放大作用。PNP三极管要求VE>VB>VC，同时三极管集电极直接接在VCC上使得在交流通路中输出直接接地了。应将+VCC改为VCC，同时在集电极和VCC之间增加阻值合适的电阻RC。(c) 无放大作用。三极管基极直接

11、接在VCC上使得集电结反偏不成立，同时也使得交流输入信号不能够加到三极管上。在基极和VCC之间添加一阻值合适的电阻Rb。(d) 无放大作用。电容C2使得交流输入信号不能够加到三极管上。应将电容C2去掉。10. 放大电路如图6.15(a)所示。设所有电容对交流均视为短路， = 0.7V，。（1）估算该电路的静态工作点Q；（2）画出小信号等效电路；（3）求电路的输入电阻和输出电阻；（4）求电路的电压放大倍数；（5）若出现如图6.15（b）所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应该调整电路中哪个元件，如何调整？图6.15 习题6.15电路图(1) (2) (3) (4) (5) 此

12、为截止失真，为减小失真，应减小Rb使Q点上移。11. 求解图6.16所示电路的静态工作点图6.16 习题6.17电路图(a) (b) 12放大电路如图6.20所示，设所有电容对交流均视为短路。已知，。（1）估算静态工作点（ICQ，UCEQ）；（2）画出小信号等效电路图；（3）求放大电路输入电阻和输出电阻；（4）计算交流电压放大倍数源电压放大倍数。 图6.19 习题6.20电路图 图6.20 习题6.21电路图(1) (2) (3) (4) 13.由于功率放大电路中的晶体管常处于接近极限工作的状态，因此，在选择晶体管时必须特别注意哪3个参数？最大集电极电流ICM 、最大集电结耗散功率PCM 和反

13、向击穿电压U(BR)CEO14乙类互补对称功率放大电路的效率在理想情况下可以达到多少？/4=78.5%15. 一双电源互补对称功率放大电路如图6.34所示，设，为正弦波。求：（1）在晶体管的饱和压降UCES可以忽略的情况下，负载上可以得到的最大输出功率；（2）每个晶体管的耐压|U(BR)CEO|应大于多少；（3）这种电路会产生何种失真，为改善上述失真，应在电路中采取什么措施。(1) (2) (3) 会产生交越失真，工作于甲乙类工作状态可以消除这种失真。 图6.34 习题6.39电路图 16. 振荡电路与放大电路有何异同点。振荡电路和放大电路都是能量转换装置。振荡电路是在无外输入信号作用时，电路

14、自动地将直流能量转换为交流能量；放大电路是在有外输入信号控制下，实现能量的转换。17. 正弦波振荡器振荡条件是什么？负反馈放大电路产生自激的条件是什么？两者有何不同，为什么？。正弦波振荡电路的振荡条件为，电路为正反馈时，产生自激的条件。 负反馈放大电路的自激条件为，电路为负反馈时，产生自激的条件。18. 根据选频网络的不同，正弦波振荡器可分为哪几类？ 各有什么特点？正弦波振荡电路可分为RC正弦波振荡器，LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。 RC正弦波振荡器通常产生低频正弦信号，LC正弦波振荡器常用来产生高频正弦信号，石英晶体振荡器产生的正弦波频率稳定性很高。19. 正弦波信号产生电路一般由几个部

15、分组成，各部分作用是什么？正弦波振荡电路通常由四个部分组成，分别为：放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅网络。放大电路实现能量转换的控制，选频网络决定电路的振荡频率，正反馈网络引入正反馈，使反馈信号等于输入信号，稳幅网络使电路输出信号幅度稳定。20. 当产生20Hz20KHz的正弦波时,应选用什么类型的振荡器。当产生100MHz的正弦波时,应选用什么类型的振荡器。当要求产生频率稳定度很高的正弦波时，应选用什么类型的振荡器。产生20Hz20KHz的正弦波时,应选用RC正弦波振荡器。产生100MHz的正弦波时,应选用LC正弦波振荡器。当要求产生频率稳定度很高的正弦波时，应选用石英晶体振荡器。20.

16、 求题9.1图所示电路中的、和。解：A1构成反相比例电路A2构成同相比例电路u0=u01-u02=-21uI21. 试证明题9.2图所示电路的输出电压。解：A1构成同相比例电路由虚短可得 u2-=uI2， 由虚断可得 将前二式代入上式可得22. 求题9.3图所示运算电路的输入输出关系。解A1构成反相比例电路，A2则构成反相加法电路 23. 求题9.4图所示运算电路的输出电压。设，。解：由虚断可得 由虚短u+=u- 得u0=-2uI1+2uI2+uI324. 求题9.7图所示电路中各运放输出电压的表示式。解：A1为反相比例电路A2为同相比例电路A3为减法电路25. 在题9.17图所示电路中，试画

17、出电路的电压传输特性和输出电压波形。解：（a）uI>4V时，uo=6V，uI<4V时，uo=-6V，电压传输特性和输出电压波形如图所示。（b），时，输出跳变，因此门限电压UT=-2V。 由于输入端接在同相端，因此，当uI>UT时，u0=+6V, uI<UT时，u0=-6V，电压传输特性和输出电压波形如图所示。26. 在题9.18图所示电路中，设，求门限电压和回差电压，并画出电路的电压传输特性和输出电压波形。解：（a）门限电压，回差电压，电压传输特性和输出电压波形如图(a)所示。（b）由叠加定理可得 门限电压满足方程 门限电压，回差电压,传输特性和输出波形如图(b)所示。

18、如图10.3所示各元器件：（1）请将各元器件正确连接，组成一个RC文氏桥正弦波振荡器；（2）若短路，电路将产生什么现象；（3）若断路，电路将产生什么现象；（4）若短路，电路将产生什么现象；（5）若断路，电路将产生什么现象。图10.3 习题10.8电路图若短路，电路没有稳幅网络，电路可能输出方波；若断路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零； 若短路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零； 若断路，电路没有稳幅网络，电路可能输出方波。电路如图10.2所示：（1）保证电路振荡，求的最小值；（2）求振荡频率的的调节范围。图10.2 习题10.7电路图电路为RC文氏桥振荡器，根据振荡条件， 11.1 在图11.1.2 所示桥式整流电路中，已知变压器副边电压为10V（有效值），RL=10 。不考虑二极管的正向压降，求(1) 负载RL 上的直流电压UO； (2) 二极管中的电流ID 和承受的最大反向电压URM； (3) 如果D1 断开，画出uI和uo 的波形，并求UO 的值。解：（1）直流电压UO=0.9U2=0.9×10=9V （2）二极管电流 0 1 1 9 0 . 4 5 2 2 1 0 D L U I A R = = ´ = 二极管承受的最大反向