模拟电子技术基础胡宴如耿苏燕高等教育出版社第一章课后答案

1、第1章半导体二极管及其电路分析1. 1某二极管在室温(300K)下的反向饱和电流为O.lpA,试分析二极管外加电压 在0.5V7.7V之间变化时，二极管电流的变化范闹。解：由于 7d=Zs(A-1)由题意知Is=O.lpA,室温下(/严26mV,故当UD=0.5V时，紂沪0.1X102 x ( e26 -1 ) A22.5uA当Ud=0.7V时，得=0.1x IO-12 x(e 26 一 V)A « 49.3mA因此UD在0.50.7V之间变化时，m在22.5 u A49.3mA之间变化。1.2二极管电路如图P1.2所示，二极管的导通电压5x0” =07V,试分别求出R为lkQ、4k

2、Q时，电路中电流厶、I2> Zo和输出电压OS解：(1) R=lkQZ假设二极管断开，可求得输出电压图 P1.2可见，电路中二极管的阳极电位高丁阴极电位1.5V,所 以，二极管处丁导通状态，故U o =(一3-07)7 = -37710 = U0 /Rl = (3.7 /= 3.7mA -3 7-(-9)人=-*"1A = 5.3jhA 1Ix =10+I2 = (一3.7 + 5.3)i)iA 1.6mA(2) R=4kQ假设二极管断开，可求得输出电压可见，电路中二极管阳极电位低丁阴极电位，二极管处丁截止状态，所以A = oUo=uo= -1.87Io = Uo/Rl = (

3、-1.8/1)?U = 一1.8口12 = o = 11.3图P1.3所示各电路中，设二极管具有理想特性，试判断各二极管是导通还是截止,并求出AO两端电床UAOo图 P1.3解：图(a)中，断开二极管人、乙时，可得人、冬正极电位均为10V,而珂、血 的负极电位分别为0V和一6V,因此人的正偏电压大于V.的，冬优先导通，使C4o=-6V0 这样就迫使儿反偏截止。图(b)中，断开管旳、血时，兀、血负极电位均为10V,而正极电位分别为0V、 -6V,因此儿、冬均反偏截止，So=10V图(c)中，断开管人、血，则珂、人负极电位为-10V,正极电位分別为OV、-6V, 故人优先导通，使So=0,迫使“反

4、偏截止。图(d)中,断开管人、血，则人、血负极电位为一5V,正极电位分别为OV、+5V, 设冬优先导通，则= 5V-二一x 5V - (-5V)J = -W3 + 2这样5的负极电位为一IV,正极电位为0V,旳也正偏导通。人导通后使U府UZ 此 时V2仍正偏导通。1.4二极管电路如图P1.4所示，二极管导通电压Ob（on）=0.7V, 5=6V试求电路中电流厶、12、Zo和输出电压UOo解：由图可见，图中三个二极管均加正向电压而 导通，所以o=3b（on）=3X0.7V=2.1V叫）故厶=（62.1） V/560 Q =7niA厶=厶一7o=7mA2lmA=4.9mA1. 5图Pl.4所示电路

5、中，当防土 IV时, 试分析的变化范围。解：当5在6上有± IV的波动时，可视 为与6V恒压源审接了一个变化范围为土 IV的 信号源.图P1.4的小信号等效电路如图解PL5 所示。图中 5=±1V,二极管动态电阻为图 P1.4图解P1.5TTZo=Uq/RI . 1V/1 k Q =2.1 niA3#26? V由题 1.4 已求得 5=6V 时，ZD=4.9mA,故卩= 5.31Q4.9mA15.9560 + 15.9x(±ir)«±27.6mr由图解P1.5得'Uo R + RJI3J5由 T3；dl5.9Q« L=lkQ,

6、故#由题1.4己求得Go=2.1V,故当Gi=6±lV时，心的变化范国为2.1V±27.6mVo#1.6二极管电路如图P1.6所示，设二极管具 有理想特性,t/i=5sin3t(V),试画岀"。波形。解：(a)图P 1.6(a)中，在他正半周，理想二 极管导通,%=如;在他负半周，理想二极管截止, 。=0,故可对应输入波形画出"。波形如图解P 1.6(a) 所示。(a)u/V图 P1.6(b) fflP1.6 (b)'l',在q正半周理想二极管 导通，"。=0,在w；负半周，二极管截止，"。=他， 故得”。波形如图解P

7、1.6(b)所示。1.7在图P1.7所示电路中,设妒lOsinst(V), 且二极管具有理想特性，当开关S闭合和断开时,O-5SV试对应输入波形画出"。波形"t(V);S合上时,在他正半周，二极管截止，"o= 5sin3t(V)：在他负半周，二极管导通，w0=OVo故可画出输出电压波形如图解P1.7所示。图解P1.7t/s18图P1.8所示电路中,设他 =1.5sin3t(V), 关S处J：A、B、C时，输出电压妬的波形。二极管具有理想特性，试分别画出开5解：当S处于A时，理想二极管V导通,“0= (3+1.5sin3t) V。当S处于B时，V截止，”0=0。当S

8、处于C时，在正半周，V导通o Mo=1.5sin3t(V)；在的负半周，V 截止，”0=0。 故得上述3种情况下"。波形如图解P1.8所 /J<OA u/vs str a1.52n1.5S处于Bu/VS&TC02tt图解P1.8#1. 9图Pl.9所示电路中，耳，Q为硅二极管，耳为错二极管，试画出各电路的电 压传输特性，并画出各电路在相应输入电压作用下的输出电压波形。3kQ2k V2+ -(523vC)2.3 Vm./Vh0(b)图 P1. 9解：(a)由图(a)可知，当一3V<w,<3V时，儿、冬均截止，”。=：当w,>3V时,人导通，冬截止，wo=

9、3V,当的v-3V时，乙截止，人导通，”°=-3V。故可画出图(a) 电路的电压传输特性和如波形分别如图解P1.9(a)所示。(b)由图(b)可知,当5>28V时,人截止，血=3V；当 %2.8V时，乃导通,w0=(oy-o.2)Vo因此当5=5V时，"o=3V：当3=0丫时，“。=0.2V。故得电压传输特性和"。30.22.8(b)7图解P1.91.10二极管电路及二极管伏安特性曲线如图P1.10所示,R分别2kQ、500Q,用图解法图 P1. 10#图解1. 10解:(1) R=2kQ 时二极管的立流负载方程为w；>=2-2X103zz)故可得T流

10、负载线的纵、横截点分别为Ni (0V, 1mA)、M (2V0inA)o 连接 M可得该fi流负载线，它与二极管伏安特性曲线的交点为#Qi (055；07mA),故(2) R=500 Q 时Zo=0.7mA, UD =0.557#同理可求得克流作点为Q (0.7V,2.7inA),故=2.7mA,Lp=0.7Vo1. 11图Pl.11所示电路中，设二极管导通电压6伽丿=0.7V,他 =5sin3t(mV),C对交流信号的容抗近似为零，试求二极管两端的电压"D和流过二极管的电流解：(1)求静态量険、Ido画出图Pl.11电路的氏流通路如图解Pl.11 ( a)所示，由该图可知静态时二极

11、管正偏导通，Lz)o=0.7V,故5-0.72.5mA = 1.12mA(2)求动态量心力画出图Pl.ll电路的小信号等效电路如图解Pl.11 (b)所示。由该图得"d=Mf=5sin 3 t(mV)由于 r = 26/?U =Q15.1Q d InA) 1.72故 J = = sin cotfjnA) « 33 Sin cot (mA) 心 15.1(3)求总量uD. iDUD = UDo +=(0.7+0.005sin 3 t)Vin = Ido=(1.72+0.33sin 3 t)mA1. 12图Pl.12所示电路中，稳压管旳、血的稳定电压(h)图解P1.11分别为t

12、/zi=8.5 /2=6V,试求A、B两端的电压5b。解：由图P1.12可知，兀、血均处于稳压状态，故Uab=Uz -%=85V-6V=25V1. 13稳压电路如图Pl.13所示，L>10V,稳压管参数为1 1 OniA> JM=30mA,试求：(1 )稳压管的丄1/j=I6V680 Q图 P1. 12作电流Idz和耗散功率；(2)限流电阻R所消耗的功率。解： (1)设稳压管已稳压工作，则由图P1.13可得9IDZ=IR-IRl=-u=0.02/4 = 20hiA由于ZzV/dzvZzm，故电路中的稳压管确实处于稳斥状态,且能安全工作。R 1=>- 100Q （5s300 胡

13、 U。#稳圧管管耗为Pz=Zdz 5=20X6 （川炉）=120加炉图 P1.13#1.14试求图Pl.13所示电路安全稳压匸作所充许的输入电压Ui变化范节I。解：为了保证图P1.13所示电路既能稳压乂能安全I：作，当5变人时，相应的血应 不超过 滋=30必，3变小时，相应的尬应不低于Zz=10mA,故可得_ 6 一_ =30x10-3100300%川 _6 一_=10x10-3100300由此可求得Q=11V, UInun =9V,即允许的5变化范围为10V±lVo1 kQo+/dz| +入 宀即。O图 P1. 151. 15稳压管稳压电路如图P1.15所示，稳压管的参数 为 S=

14、6V, Zz=5mA, Pzw=250mW,输入电压 5=20V,试分 析：(1)求 心、尬；(2)当&开路、3增加10%时，稳压 管是否能安全工作？ (3)当5减小10%, &=lkQ时，稳 压管是否工作在稳压状态？解：(1)设稳压管已稳压工作，则由图可得一 mA = 8niA1250加炉6Vill Iz =5inAjflj=42 mA故Iz】dz VIzm，稳压菅能安全稳压工作，o S=6V, Iz =8niA0(2)当&开路、3=20X(l+10%)=22V 时"_6IDZ = jrtiA = 16mA VIzm，故稳压管仍能安全匸作。#(3)当 &am

15、p;=lkQ, 3=20X(l-10%)=18V 时IDZ =-HiA = 6mA >心,故稳压管仍能工作在稳压状态。1. 16 图 P1.16 所示电路中，=10sii2t(V),稳压管参数为 /i=02=5V, UD(on)=0.7V试画Uo波形。V|v2图 P1. 16解：由图可知,当ui>5.7V时,Vi正偏导通，V2稳压工作,Uo=0.7V+5V=5.7V；当 Ui<-5.7V 时,Vi 稳压工作,V2正偏导通,Uo=-5V-0.7V=-5.7V；当-5.7V<ui<5.7V时，V2均截止,Uo=UP故得uo波形如图解P1.16所示。1.17设计-稳压管稳压电路，要求输出电压为5V,负载电流允许范用为010mA,己知输入直流电压为9V,其变化范围不超过±10%,试画出电路,I】确定稳压管型号、限流电阻的阻值及功率。R图解P1.17o+ Ur 一R| Uo解:可采用图解P1.17所示电路由于 U0=5V, U0=Uz,故选择 UZ=5V由丁Io变化范国为010mA,为了能实现稳压.稳压管的稳压电