电子线路课后习题答案

1、电子线路（I） 董尚斌编课后习题（1到7章）第1章1-1 本征半导体与杂质半导体有什么区别？解：本征半导体是纯净的，没有掺杂的半导体，本征半导体的导电性能较差，在温度为0K时，半导体中没有载流子，它相当于绝缘体。在室温的情况下，由本征激发产生自由电子空穴对，并达到某一热平衡值，本征载流子浓度与温度有关。杂质半导体是在本征硅或本征锗中掺入杂质得到的，若掺入5价元素的杂质可得到N型半导体，N半导体中的多子为自由电子，少子为空穴，由于掺入微量的杂质其导电性能得到了极大的改善，其电导率是本征半导体的好几个数量级。在杂质半导体中，多子的浓度取决于杂质的浓度，而少子的浓度与或正比，即与温度有很大的关系。若

2、掺入3价元素的杂质可得到P型半导体。1-2 试解释空穴的作用，它与正离子有什么不同？解：空穴的导电实际上是价电子导电，在半导体中把它用空穴来表示，它带正电是运载电流的基本粒子，在半导体中，施主杂质电离后，它为半导体提供了一个自由电子，自身带正电，成为正离子，但由于它被固定在晶格中，是不能移动的。1-3 半导体中的漂移电流与扩散电流的区别是什么？解：漂移电流是在电场力的作用下载流子定向运动而形成的电流，扩散电流是由于浓度差而引起的载流子的定向运动而形成的电流1-4 在PN结两端加反向偏压时，为什么反向电流几乎与反向电压无关？解：PN结加反偏电压，外加电场与内电场方向相同,PN结变宽，外加电压全部

3、降落在PN结上，而不能作用于P区和N区将少数载流子吸引过来。漂移大于扩散，由于在P区及N区中少子的浓度一定，因而反向电流与反偏电压无关。 1-5 将一个二极管看作一个电阻，它和一般由导体构成的电阻有何区别？解：将二极管看作一个电阻，其明显的特点是非线性特性。而一般由导体构成的电阻，在有限的电压、电流范围内，基本上是线性的。（1） 二极管的正反向电阻，其数值相差悬殊。正向电阻很小，而反向电阻很大。（2） 二极管具有负温度系数，而导体构成的电阻具有正温度系数。1-6 在用万用表的电阻档测二极管的正向电阻时，发现R10档测出的阻值小，而用R100档测出的阻值大，为什么？解：万用表测量电阻时，实际上是

4、将流过电表的电流换算为电阻值刻在表盘上，当流过电表的电流大时，指示的电阻小，测量时，流过电表的电流由万用表的内阻和二极管的等效直流电阻之和联合决定。通常万用表欧姆档的电池电压为1.5V，R×10档时，表头满量程为100A，万用表的内阻为150，R×100档时万用表的内阻为。用万用表测二极管所构成的电路如题图1-6（a）所示，图中虚线框内所示电路为万用表的等效电路。由图可得管子两端的电压V和电流I之间有下列关系： R×10档： R×100档： 这两个方程式在V-I坐标系中均为直线，如图（b）所示；从二极管本身的特性看，管子的电压和电流应满足特性曲线所表示的

5、规律。因此，同时受这两种关系约束的电压和电流必定在特性曲线与直流负载线的交点上。用R×10档测量时，交于图中A点，万用表读数为V1I1；用R×100档测时，交于图中B点，万用表读数为V2I2。显然前者的阻值较小，而后者的阻值大。1-18 在300K下，一个锗晶体中的施主原子数等于2×1014cm3，受主原子数等于3×1014cm3。（1）试求这块晶体中的自由电子与空穴浓度。由此判断它是N型还是P型锗？它的电功能主要是由电子还是由空穴来体现？提示 若Na受主原子（负离子）浓度，Nd施主原子（正离子）浓度，则根据电中性原理，可得又 （300K下，锗的ni2.

6、4×1013cm3）由上二式可求出n、p之值。（2）若 NaNd1015cm3，重做上述内容。（3）若 Nd1016cm3，Na1014cm3，重做上述内容。解：（1）由与nNaPNd可得解之得 由于p0，故上式根号前应取“”号，已知ni2.4×1013cm3，Na3×1014cm3， Nd2×1014cm3代入上式得 np（NdNa）1.055×1014（23）×10145.5×1012cm3由此可知 np因而是P型锗。（2）由于 NaNd，因而由nNapNd得 npni2.4×1013cm3这是本征锗。（3）由

7、于NaNd，因而可得np nNd=1016cm3 np，故为N型锗。1-20 若在每105个硅原子中掺杂一个施主原子，试计算在T300K时自由电子和空穴热平衡浓度值，掺杂前后半导体的电导率之比。解： T300K时，n0Nd（4.96×1022105）cm34.96×1017cm3ni1.5×1010cm3则 本征半导体电导率 本（np）niq5.04×106S/cm杂质半导体电导率 杂nn0q119S/cm因此 杂本238×1051-21 在室温（300K）情况下，若二极管的反向饱和电流为1nA，问它的正向电流为0.5mA时应加多大的电压。设二

8、极管的指数模型为,其中m1，VT26mV。解：将代入公式得1-25 二极管的正向伏安特性曲线如题图1-25所示，室温下测得二极管中的电流为20mA，试确定二极管的静态直流电阻RD和动态电阻rd的大小。解：（1-25）从图中可见，IDQ=20mA、VDQ=0.67V，所以静态直流电阻RD为从图中可见，因而在静态工作点处其交流电阻为1-26 由理想二极管组成的电路如题图1-26所示，试求图中标注的电压V和电流I的大小。解：在图（a）电路中D2管优先导通，输出端电压=3V，D1截止，通过1k电阻的电流I=8mA；题图1-26（b）的变形电路如右图所示，从图中可见：假定D1截止D2导通，则输出端的电压

9、；由于D2是理想二极管，则A点电压也为3.33V，显然，假定D1截止是错误的。若D1导通，A点电压为零，则输出端电压也为零V0，则通过D1的电流为1-27 二极管电路如题图1-27所示，判断图中二极管是导通还是截止状态，并确定输出电压Vo。设二极管的导通压降为0.7V。解： 判断二极管在电路中的工作状态，常用的方法是：首先假设将要判断的二极管断开（图中A、B两点之间断开），然后求该二极管阳极与阴极之间承受的电压。如果该电压大于导通电压，则说明该二极管处于正向偏置而导通，两端的实际电压为二极管的导通压降；如果该电压小于导通电压，则二极管处于反向偏置而截止。在判断过程中，如果电路中出现两个以上二极

10、管承受大小不相等的正向电压，则应判定承受正向电压较大者优先导通，其两端电压为导通电压降，然后再用上述方法判断其余二极管的状态，具体分析如下：在图题1-27（a）中，首先将二极管D断开，求二极管两端将承受的电压VABVAVB5V（10V）5V。显然，二极管接入以后处于正向偏置，工作在导通状态。如果设二极管是理想器件，正向导通压降VD0V，则输出电压VOVAVD5V。若考虑二极管的正向压降VD(on)0.7V，则输出电压VOVAV(on)D5V0.7V5.7V。在图题1-27（b）中，断开二极管VD,有VABVAVB10V（5V）5V。可见，二极管VD接入以后，将承受反向电压，D处于截止状态（相当

11、于断开），电路中电流等于零（设反向饱和电流为零），R上的电压降等于零，故VOVB5V。在图题1-27（c）中，首先将D1和D2断开，求两管将承受的电压为：VD1： VB1A=VB1VA0V（9V）9VVD2： VB2AVB2VA12V（9V）3V二极管接入以后，VD1因正偏处于导通，则VOVAVB1VVD10V0.7V0.7V而VB2A12V（0.7V）11.3V，所以，VD2因反偏处于截止状态。在图题1-27（d）中，首先将VD1和VD2断开，求得两管将承受的电压。VD1： VAB1VAVB115V0V15VVD2： VAB2VAVB215V（10V）25V二极管接入以后，因VD2承受的正向

12、电压较VD1高，优先导通；使A点的电位VAVB2VD2（on）10V0.7V9.3V。D1因承受电压而截止。故 VOVA9.3V1-28 题图1-28所示电路中稳压管的稳压值为6V，稳定电流为10mA，额定功率为200mW，试问 （1）当电源电压在18V 30V范围内变化时，输出Vo是多少？稳压管是否安全？（2）若将电源电压改为5V，电压Vo是多少？（3）要使稳压管起稳压作用，电源电压的大小应满足什么条件？解：由于稳压管的额定功率为200mW，而VZ为6V，则通过稳压管的最大允许电流为 （1）当电源电压在1830V范围内变化时，输出电压Vo6，而通过稳压管的电流IZ为，所以稳压管是安全的。（2

13、）若电源电压改为5V，电压Vo5V（不稳压）。（3）1-29 题图1-29中给出实测双极型三极管各个电极的对地电位，试判定这些三极管是否处于正常工作状态？如果不正常，是短路还是断路？如果正常，是工作于放大状态，截止状态还是饱和状态？ 解：三极管的三种工作状态的偏置特点为：放大状态发射结正偏、集电结反偏；饱和状态发射结正偏、集电结正偏；截止状态发射结反偏、集电结反偏。正偏时三极管的发射结电压为：硅管0.7V、锗管0.3V。若违反以上特点，则考虑管子是否损坏。综合分析后得：（a）放大状态；（b）发射结断路；（c）放大状态；（d）发射结短路；（e）截止状态；（f）饱和状态；（g）发射结断路；（h）放

14、大状态。1-32 已知电路如题图1-32所示，试判断下列两种情况下电路中三极管的状态：（1）VCC=15V Rb390k Rc3.1k 100（2）VCC18V Rb310k Rc4.7k 100解：（1）因为VCEQ1V ，所以T处于放大状态（2）假设放大管处于饱和状态，令VCES0则 所以T处于饱和状态。1-34 某三极管的输出特性曲线如题图1-34所示，从图中确定该管的主要参数：ICE0、PCM、V（BR）CE0,（在VCE10V，IC4mA附近）。答案：ICE00.2mA；PCM40mW；VCE0=25V；501-36 若测得某半导体三极管在IB20A时，IC2mA；IB60A时，IC

15、5.4mA，试求此管的、ICE0及ICB0各为多少？解：根据三极管电流分配关系IcIBICE0和已知条件，有 2000A20·ICE0 5400A60·ICE0 由此解得 85 ICE0300A 又 ICE0（1）ICB0,所以 ICB03.5A1-38 已知半导体三极管静态工作点电流ICQ=2mA，80，|VA|100V， ，试画出器件的混合型等效电路，并求其参数、gm和rce值。解： 混合型等效电路如图所示。由于，则IEQICQ2.025mA因此，1-42 N沟道JFET的输出特性如题图1-42所示。漏源电压的VDS15V，试确定其饱和漏电流IDSS和夹断电压VP。并计

16、算VGS2V时的跨导gm。解：由图可得：饱和漏电流IDSS4mA，夹断电压VP4V，VGS2V时，用作图法求得跨导近似为：1.2mS第2章 2-1 什么叫放大器？试述题图2-1放大电路中各元件的作用？2-2 根据放大电路的组成原则，判断题图2-2所示各电路能否正常放大。 题图2-2解答：图（a）电源电压为负值，晶体管没有合适的工作点，电路不能正常放大；图（b）电容Cb隔断了直流，晶体管处于截止状态，电路不能正常放大；图（c）电容Cb将输入信号短路，电路不能正常放大；图（d）晶体管的集电极为交流地电位，所以，电路不能正常放大；图（e）晶体管处于截止状态，电路不能正常放大；图（f）电路有放大作用2

17、-3 画出题图2-3放大电路的直流通路和交流通路以及的波形图（设，放大器处于线性状态工作，而且在工作频率下耦合电容和Ce足够大，它们所呈现的阻抗很小，可视为短路）。 题图2-3 题图2-4解：题图2-32-4 在题图2-4所示的电路中，已知管子的mArce不计，信号源设试求三极管各极电压和电流值、。解： ICQ2.17mA则 iBIBQib（21.78.92sint）A BEVBE(on)be（0.70.01sint）V iCICQiC（2.170.892sint）mA CEVCEQ+o（7.660.27sint）V 2-8 试用估算法确定题图2-8所示放大电路的Q点。已知三极管的。 题图2-

18、8 解： 1）2）ICQIBQ2.7mA 3）VCEQVCC（ICIB）（RcRe）3.46V 2-10 设计一个如题图2-10所示的分压式偏置电路。已知它的静态工作点。试选择Rb1、Rb2、Rc和Re。 解：因为VBQ（35）V，这里取VBO4V，所以 VBQVBQ0.7V3.3V取标称值Re3.3k又因为 取 I1（510）IBQ（100200）A，这里取I1I2200A所以 取标称值Rb220k取标称值Rb139k取标称值Rc4.3k2-13 已知题图2-13所示放大电路中三极管的参数为，试估算它的工作点及电压增益，如果放大器输出端外接的负载，问这时放大器的电压增益下降到多少？题图2-1

19、3 题图2-14解：（1）静态工作点依据题意有 （2）电压增益因为 当放大器输出端外接4k的负载时，由于RL4k， 所以 2-14 题图2-14所示电路，属于何种组态？若输入信号波形为正弦波，试定性画出及的波形，并说明与的相位关系。解：该电路属于共基组态2-24 由N沟道耗尽型场效应管组成的源极输出器电路如题图2-24，设静态值VGS0.2V，gm1.2mA/V，试求：（1）静态值ID和VDS；（2）电压放大倍数A，输入电阻Ri和输出电阻Ro。解：（1）求静态值ID和VDS由该电路的直流通路可求得： 题 又 VGVGSIDRS所以 题图2-24VDSVDDIDRS15.8V（2）计算电压放大倍

20、数A，输入电阻Ri和输出电阻Ro先画出微变等效电路如图所示由微变等效电路可得 RiRgRg1/Rg21M2M/500k1.4M输出电阻Ro的求法：将输入端信号源短路，断开负载电阻RL，输出端外加交流o，则gso，从而输出电阻为第3章3-3 在题图3-3所示的差分放大器中，已知i15.01V，i24.98V，100，VBE0.7V，试求T1和T2管的集电极静态电流ICQ，共模输入电压ic和差模输入电压id。解：由于，则idi1i230mV3-4 在题图3-4所示共发-共基组合差分放大器电路中，VB为共基管T3、T4提供偏置。设超管T1、T2的125000，T3、T4的34200，设T3、T4管的

21、|VA|。试求差模输入电阻Rid，双端输出时的差模电压增益。 解：由于ICQ1ICQ2=13.25A，则因此 3-6 比例式电流源电路如题图3-6所示，已知各三极管特性一致，VBE0.7V，100，|VA|120V，试求IC1、IC3和T3侧的输出交流电阻Ro3。解：参考电流则 输出交流电阻 其中3-7 题图3-7所示为有源负载差分放大器，已知各管参数相同，VBE0.7V，100， |VA|100V，试画出差模交流通路和等效电路，并求差模输入电阻Rid、差模输出电阻Rod、 差模电压增益od/id。 题 题图 3-7解：1）2）由于 则，因此 由于其中 ，因此 ，3-9 电路如题图3-9所示，

22、T1与T2管为超管，电路具有理想的对称性。选择合适的答案填入空内。（1）该电路采用了_C_。A共集共基接法 B共集共射接法 C共射共基接法（2）电路所采用的上述接法是为了_C_.A增大输入电阻 B增大电流放大系数 C展宽频带（3）电路采用超管能够_B_.A增大输入级耐压值 B增大放大能力 C增大带负载能力（4）T1与T2管的静态管压降VCEQ约为_A_A . 0.7V B. 1.4V C. 不可知3-20 在题图3-20中，已知VCC15V，R4R50.5，RL8，三极管的饱和压降均为2V，在输入电压足够大时，求： （1）最大不失真输出电压的有效值Vom；（2）负载电阻RL上的电流的最大值IL

23、 max。（3）最大的输出功率Pomax和效率。解：（1）题图3-20所示电路中， 故有 （2）（3） 3-22 在题图3-22所示电路中，已知二极管的导通电压VD(on)0.7V，三极管导通时的VBE0.7V，T2和T3管发射极静态电位VEQ0。试问：（1）T1、T3和T5管基极的静态电位各为多少？（2）设R210 k，R3100。若T1和T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集电极静态电流约为多少？静态时i为多少？（3）若静态时IB1IB3，则应调节哪个参数可使IB1IB3 ? 如何调节？（4）电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗？你认为哪个最合适？为什么？ 题图3-22 解：（1）

24、在题图3-22所示电路中，VEQ0，故有VB1VBE1VBE2=(0.70.7)V=1.4V，VB30.7V，VB5VBE5（VCC）（0.718）V17.3V（2） （3） 若静态时iB1iB3，则可以向电阻增大方向调节电阻R3使iB1iB3。（4） 在电路中采用题图3-22的方式就很好，即用两支二极管和一个小电阻相串联，因为这样可以调整小电阻的阻值以满足要求。如果采用三支二极管相串联也可以，因为晶体管T1与T3之间刚好有三个PN结。 第4章 4-1 试求题图4-1所示框图的 增益（或）。 解：对于题图4-1（a）可列出 所以，闭环增益为 对于题图4-1（b）由A1、B1构成的闭环增益Af1

25、因此，总闭环增益 对于图题4-1（c），设A1、A2的净输入信号分别为、，则 4-2 判断题图4-2中的反馈放大器是什么类型的反馈电路？哪些是负反馈的？哪些是正反馈的？标出反馈支路。并说明其特点（仅说明负反馈放大器的）。解：图（a）电压并联负反馈，稳定输出电压，具有低输入，输出电阻。 图（b）电压串联负反馈，稳定输出电压，具有高输入电阻，低输出电阻。 图（c）电流并联负反馈，ibiiifii输入电阻低，输出电阻高稳定输出电流。 图（d）电压串联正反馈。 图（e）ibiiifii，电压并联正反馈。 图（f）电压串联负反馈，输入电阻高，输出电阻低。 图（g）Rf、Rg引入级间电压串联负反馈（1）R

26、f一端接在T3管输出端上，另一端接在差分放大器同相输入端（T2管）上，因此Rf引入级间反馈。（2）假设输出端短路，Rf引入的反馈消失，故为电压反馈。假设输入端短路（令id0）电阻Rg上的反馈作用依然存在，故为串联反馈。（3）假设输入端i1为则c2为e3为Rg上端为。显然，作用在反相输入端电阻Rg上的反馈电压f，使差模输入电压id减小（idi1f），故为负反馈。 图（h）ibiiifii，电压并联负反馈，稳定输出电压，输入、输出电阻低。4-10 判断题图4-10所示电路的反馈极性和组态，估算深度负反馈条件下的电压放大倍数（电容的容抗很小可忽略不计）。解：该电路的级间反馈为: 电压并联负反馈 该电

27、路的深度负反馈条件为 若与相交节点处的电压用表示有： 其中：将上式代入深度负反馈条件得 4-12 由理想集成运放组成的反馈电路如题图4-12所示，请指出反馈的极性和组态，并求出i1V时的o值。答案：电压并联负反馈，o3V。4-13 判断题图4-13中各电路反馈的极性及交流反馈的组态。答案：图（a）：电流串联负反馈；图（b）：电流并联负反馈；图（c）：电压并联负反馈。4-27 设两级放大电路如题图4-27所示。（1）为了使输出电阻减小，应引入何种反馈，在图中标明反馈支路；（2） 引入反馈后的电路在深度负反馈条件下输出电阻Rof和闭环增益Af分别为多大？ 解： （1）为使输出电阻减小，应为电压负反

28、馈；若是电压串联反馈，Rf接在和之间形成的是正反馈。所以应引入电压并联负反馈，即把电阻Rf接在和之间。（2）满足深度负反馈条件时，Rof0；利用虚断概念得分析依题意连接反馈线路时，应考虑不同类型负反馈对电路性能的影响，同时应注意是否满足深度负反馈条件。第5章5-4 已知传输函数，试用近似作图法画出波特图。解： 式中 ，由此可画出波得图5-4（a）、（b）所示，图中I、II分别是分子和分母的幅频特性，、是分子分母的相频特性，III和是总的幅频特性和相频特性。5-7 设只含一个RC环节的单级放大电路如题图5-7所示。已知三极管的特征频率；电路中频区电压增益，通频带范围为。（1）计算电容C1的大小；

29、（2）确定Rc的的数值。解：由于 所以 由于 则 由 所以 5-8 设题图5-8所示电路参数为：060，IE2.4mA，VBE0.6V，RL5k， Rs=500，计算电路的上限频率及增益-带宽积，写出高频区频率特性表达式。解：（1）题图5-8所示电路的高频小信号等效电路如题图5-8（a）所示（三极管极间电容经密勒等效变换处理）。题图5-8（a）中的等效电容Ct为电容Ct两端的等效电阻为 上限频率为 放大器的源电压增益为 则增益带宽积为 高频区频率特性表达式为 第6章6-1 分别选择“反相”或“同相”填入下列空内。（1） 比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而 比例运算电路中集成运放两个输入

30、端的电位等于输入电压。（2） 比例运算电路的输入电阻大，而 比例运算电路的输入电阻小。（3） 比例运算电路的输入电流等于零，而 比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。（4） 比例运算电路的比例系数大于1，而 比例运算电路的比例系数小于零。解 （1） 反相 比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而 同相 比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。（2） 同相 比例运算电路的输入电阻大，而 反相 比例运算电路的输入电阻小。（3） 同相 比例运算电路的输入电流等于零，而 反相 比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。（4） 同相 比例运算电路的比例系数大于1，而 反相

31、比例运算电路的比例系数小于零。 6-5 电路如题图6-5所示，已知R150 k，R2100 k，R32 k，R4100 k，R5R1(R2R3R4)，试求：（1）输入电阻；（2）比例系数。解：（1）由题图6-5所示电路可见，这是一个反相比例运算电路。RiR150 k（2）由以下联立方程可解得 比例系数。6-8 试求题图6-8所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。解 在题图6-8所示电路中，除图（c）电路为减法运算电路外，其余三个电路均为加减运算电路。在图（a）中在图（b）中在图（c）中 在图（d）中， 6-13 在题图6-13（a）所示电路中，已知输入电压i的波形如图（b）所示，当t0时o

32、0，试画出输出电压o的波形。解：题图6-13（a）所示电路为反相积分电路。故有 （为常数） o的波形如题图6-13（c）所示。6-25 设一阶LPF和二阶HPF的通带放大倍数均为2，通带截止频率分别为100 Hz和2 kHz。试用它们构成一个带通滤波电路，并画出幅频特性。解：将一阶LPF和二阶HPF相串联，就构成如题图6-25（a）所示的带通滤波器。在电路中，带通滤波器的通带放大倍数为，。幅频特性如题图6-25（b）所示。第7章7-1 单相半波整流电路中，负载电组RL上平均电压等于 。 A. 0.9V2 B. 0.45V2 C. 1V2 答案：B7-2 单相桥式或全波整流电路，电容滤波后，负载电阻RL上平均电压等于 。 A. 0.9V2 B. 1.2V2 C. 1.4V2 答案：B7