哈工大模拟电子技术基础习题册(计算机学院用)

1、习题解答【1-1】 填空： 1本征半导体是 ，其载流子是 和 。两种载流子的浓度 。 2在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 ，而少数载流子的浓度那么与 有很大关系。漂移电流是 在 作用下形成的。 3二极管的最主要特征是 ，与此有关的两个主要参数是 和 。 4稳压管是利用了二极管的 特征，而制造的特殊二极管。它工作在 。描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是 、 、 、和 。 5某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将 。6双极型晶体管可以分成 和 两种类型，它们工作时有 和 两种载流子参与导电。 7场效应管从结构上分成 和 两种类型，它的导电过程仅仅取决于 载流

2、子的流动；因而它又称做 器件。 8场效应管属于 控制型器件，而双极型晶体管是 控制型器件。 9当温度升高时，双极性晶体管的将 ，反向饱和电流ICEO将 ，正向结压降UBE将 。 10用万用表判断电路中处于放大状态的某个晶体管的类型与三个电极时，测出 最为方便。 11晶体管工作有三个区域，在放大区时，应保证 和 ；在饱和区，应保证 和 ；在截止区，应保证 和 。12当温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将 ，输出特性曲线将 ，而且输出特性曲线之间的间隔将 。 解：1. 完全纯洁的半导体，自由电子，空穴，相等。2. 杂质浓度，温度，少数载流子，(内)电场力。3. 单向导电性，正向导通压降UF和反向

3、饱和电流IS。4. 反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压UZ，工作电流IEmin，最大管耗PZmax和动态电阻rZ5. 增大;6. NPN，PNP，自由电子，空穴(多子，少子)。7. 结型，绝缘栅型，多数，单极型。8. 电压，电流。9. 变大，变大，变小。10. 各管脚对地电压;11. 发射结正偏，集电结反偏；发射结正偏，集电结正偏；发射结反偏，集电结反偏。12. 左移，上移，增大.。【1-2】在图1-2的各电路图中，E=5V，ui=10V，二极管D视为理想二极管，试分别画出输出电压uo的波形。(a) (b)图1-2 题1-2电路图 解：波形如图1-2ab 图1-2 (a) (b)【1-

4、3】 在图1-3中，试求以下几种情况下输出端对地的电压UY及各元件中通过的电流。1UA=10V，UB=0V；2UA=6V，UB=5V；3UA=UB=5V。设二极管为理想二极管。图1-3 题1-3电路图 解：1导通，截止 2导通，截止 3 均导通 【1-4】设硅稳压管Dz1和Dz2的稳定电压分别为5V和10V，正向压降均为0.7V。求图1-4中各电路的输出电压UO。图1-4 题1-4电路图 解：图(a)15V; 图(b)1.4V; 图(c)5V; 图(d)0.7V.【1-5】有两个稳压管DZ1和DZ2，其稳定电压值分别为5.5V和8.5V，正向压降都是0.5V。如果要得到3V的稳定电压，应如何连

5、接？ 解：连接方法如图1-5。图1-5【1-6】 有两个晶体管分别接在电路中，它们均工作在放大区，测得各管脚的对地电压分别如下表所列。试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管?是NPN型还是PNP型?晶体管 晶体管管脚号123管脚123电压(V)43.49电压(V)-6-2.3-2 解：晶体管为NPN型硅管，1、2、3管脚依次是B、E、C；晶体管为PNP型锗管，1、2、3管脚依次是C、B、E。【1-7】在某放大电路中，晶体管三个电极的电流如图1-7所示，试确定晶体管各电极的名称；说明它是NPN，还是PNP型；计算晶体管的共射直流电流放大系数。 图1-7 题1-7晶体管电极电流图 解：图中I3

6、0.03mA应改为I20.03mA，箭头向右。c，b，e ；PNP型 ； 40【1-8】 用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电压如图1-8所示，试判断晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)？图1-8 题1-8晶体管对地电压图 解：晶体管从左到右，工作状态依次为放大、饱和、截止、放大。【1-9】两个场效应管的转移特性曲线分别如图1-9(a)和(b)所示，分别确定这两个场效应管的类型，并求其主要参数开启电压或夹断电压，低频跨导。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S。(a) (b)图1-9 题1-9转移特性曲线 解：aP沟道增强型MOS管，开启电压UGSth2V，IDO= -1

7、mA 在工作点UGS5V， ID2.25mA处，gm= bN沟道耗尽型MOSFET，夹断电压，在工作点UGS2V， ID1mA处， gm=1【1-10】试分析图1-10所示电路的工作情况，图中二极管为理想，u2=10sin100p tV。要求画出uO的波形图，求输出电压的平均值UO(AV)。图1-10 题1-10电路图 解：当u2>0时，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，uO为正；当u2<0时， VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，uO仍为正。实现桥式整流，波形如图1-12。【1-11】分析图1-11所示电路的工作情况，图中I为电流源，I=2mA。设20时二极管的正向电压

8、降UD=660mV，求在50时二极管的正向电压降。该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？图1-11 题1-11电路图 解：该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数-2mV/。20时二极管的正向电压降UD=660mV，50时二极管的正向电压降 UD=660-2´30=600 mV 因为二极管的正向电压降UD是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降UD仅仅是温度一个变量的函数。【2-1】 填空、选择正确答案1对于阻容耦合放大电路，耦合电容器的作用是 A将输入交流信号耦合到晶体管的输入端； B将输入交流信号耦合到晶体管的输入端；同时防

9、止偏置电流被信号源旁路； C将输入交流信号加到晶体管的基极。 2在根本放大电路中，如果集电极的负载电阻是Rc，那么Rc中： A 只有直流； B 只有交流； C 既有直流，又有交流。 3 根本放大电路在静态时，它的集电极电流的平均值是 ；动态时，在不失真的条件下，它的集电极电流的平均值是 。ICQ；ICQ 4以下说法哪个正确： A根本放大电路，是将信号源的功率加以放大； B在根本放大电路中，晶体管受信号的控制，将直流电源的功率转换为输出的信号功率； C根本放大电路中，输出功率是由晶体管提供的。 5 放大电路如下图2.1.7，试选择以下三种情形之一填空。 a:增大、b:减少、c:不变包括根本不变

10、(1) 要使静态工作电流Ic减少，那么Rb1应 。a (2) Rb1在适当范围内增大，那么电压放大倍数 ，输入电阻 ，输出电阻 。b；a；c (3) Re在适当范围内增大，那么电压放大倍数 ，输入电阻 ，输出电阻 。b；a；c (4) 从输出端开路到接上RL，静态工作点将 ，交流输出电压幅度要 。 c；b (5) Vcc减少时，直流负载线的斜率 。c 6放大电路的输出电阻越小，放大电路输出电压的稳定性 。越好 7放大电路的饱和失真是由于放大电路的工作点到达了晶体管特性曲线的 而引起的非线性失真。饱和区 8在共射根本放大电路中，假设适当增加b，放大电路的电压增益将 。根本不增加 9在共射根本放大

11、电路中，假设适当增加IE，电压放大倍数将如何变化 。增加 10在共射根本放大电路中，适当增大Rc，电压放大倍数和输出电阻将有何变化。 A放大倍数变大，输出电阻变大 B放大倍数变大，输出电阻不变 C放大倍数变小，输出电阻变大 D放大倍数变小，输出电阻变小 11有两个电压放大电路甲和乙，它们的电压放大倍数相同，但它们的输入输出电阻不同。对同一个具有一定内阻的信号源进行电压放大，在负载开路的条件下测得甲的输出电压小。哪个电路的输入电阻大。对放大电路输出电压大小的影响，一是放大电路本身的输入电阻，输入电阻越大，加到放大电路输入端的信号就越大；二是输出电阻，输出电阻越小，被放大了的信号在输出电阻上的压降

12、就越小，输出信号就越大。在负载开路的条件下，也就是排除了输出电阻的影响，只剩下输入电阻这一个因素。甲、乙两个放大电路电压放大倍数相同，甲的输出小，说明甲的输入电阻小，乙的输入电阻大。 12某放大电路在负载开路时的输出电压的有效值为4V，接入3负载电阻后，输出电压的有效值降为3V，据此计算放大电路的输出电阻。 A1； B1.5 C2 D4 13有一个共集组态根本放大电路，它具有如下哪些特点： A输出与输入同相，电压增益略大于1； B输出与输入同相，电压增益稍小于1，输入电阻大和输出电阻小； C输出与输入同相，电压增益等于1，输入电阻大和输出电阻小。【2-2】分别画出图2-2所示各电路的直流通路与

13、交流通路。题2-2电路图解：直流通路，见图2-2(1)。图2-2(b)交流通路，见图2-2(c)。图2-2(c)【2-3】 电路如图2-3所示，元件参数已给出，晶体管的b50、UBE=0.7V，求静态工作点。图2-3 题2-3电路图解：【2-4】 电路如图2-4所示，设VCC15V，Rb1=60、Rb2=20、Rc=3、Re=2、Rs=600，电容C1、C2和Ce都足够大，b60，UBE=0.7V，RL=3。试计算： 1. 电路的静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ； 2. 电路的中频电压放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻Ro； 3. 假设信号源具有Rs600的内阻，求源电压放大倍数Aus。图

14、2-4 题2-4电路图解：12 rbe=；Ri= Rb1/ Rb2/ rbe =1.36 kW ； Ro» Rc =3 kW3 【2-5】 假设图2-5中的电路出现故障，且经测量得知UE0，UCVCC。故障的原因是以下四种之一，请判明是 。A. Rc开路 B. Rc短路 C. Re短路 D. Rb1开路解：应是Rb1开路。因为对于A，Rc开路，UC不会等于VCC，也就是说UCVCC排除了Rc开路；对于B，Rc短路，可能有UCVCC，但此时有集电极和发射极电流，UE不为0；对于C，Re短路，UE0，但此时发射极、集电极电流不等于0，UCVCC。【2-6】图2-6为射极输出器，Vcc=1

15、2V，Rb=110，Re=3，RL=3，=50，rbe1，UBE=0.7V，耦合电容的容量足够大。试计算电路的电压放大倍数，输入电阻，输出电阻。 图2-6 题2-6电路图 解：此放大电路为共集组态。电压放大倍数输入电阻 输出电阻 【2-7】图2-7所示电路中，晶体管的b100，UBEQ0.6V，rbb100。 1. 求静态工作点； 2. 画中频微变等效电路； 3. 求Au和Aus； 4. 求Ri和Ro。 图2-7 题2-7电路图 解： 此从发射极输出，但集电极不是直接接电源交流接地，所以该电路不是纯粹的共集放大电路，Rc的存在，不影响放大电路的共集组态。求解该电路仍然可以使用微变等效电路。1

16、2 rbe=；3 4输入电阻输出电阻 源电压增益【2-8】在图2-8所示电路中，UGS=，管子参数IDSS4mA，UpUGS(off)= 。设电容在交流通路中可视为短路。 1. 求电流IDQ和电阻RS。 2. 画出中频微变等效电路，用已求得的有关数值计算Au，Ri和Ro设rDS的影响可以忽略不计。 3. 为显著提高Au，最简单的措施是什么？图2-8 题2-8电路图解： 场效应管是耗尽型，漏极电流可由下式算出 为显著提高|Au|，应在RS两端并联旁路电容。【2-9】场效应管放大电路如图2-9所示，其中Rg1=300，Rg2=120，Rg3=10，RS=Rd=10，CS的容量足够大，VDD16V，

17、设FET的饱和电流，夹断电压Up=UGS(off) = -2V，求静态工作点，然后用中频微变等效电路法求电路的电压放大倍数。假设CS开路再求电压放大倍数。 图2-9题2-13电路图 解： 解 1. 求静态工作点该放大电路采用耗尽型场效应三极管，分压偏置电路。由于栅极回路无静态电流，所以Rg3中无电流。所以，Rg1和Rg2分压点的电位与栅极电位相等，这种分压偏置可以提高放大电路的输入电阻。由电路得： 上述方程组代入数据得两组解： 第一组：ID=0.46mA UGS= -0.6V 第二组：ID2=0.78mA UGS= -3.8VUp 第二组数据不合理，故工作点为：ID=0.46mA ，UGS=

18、-0.6V 2. 用微变等效电路求电压放大倍数放大器的微变等效电路如图2-13b； 图2-13(b) 2-13题的中频微变等效电路 图2-13(c) 无CS的微变等效电路 对转移特性曲线方程式求导数，可得 Au=6.9 3. CS开路时的电压放大倍数CS开路实际上就是电路出现电流串联负反应，电压增益下降。如果没有学习反应，仍然可以用微变等效电路法求解。放大器微变等效电路如图2-13(c)。 因为rd>>Rd、Rs 故 于是 【3-1】在图31所示的电路中，A均为理想运算放大器，其中的图e电路，运放的最大输出电压大于UZ，且电路处于线性放大状态，试写出各电路的输出与输入的关系式。a

19、(b)(c) (d) (e)图31题3-1电路图 解： 图a：uO=2uI； 图b： ； 图c：uO=uI+2uI =uI； 图d：； 图e： 故得。【3-2】用理想运放组成的电路如图3-2所示，试求的值。图3-2 题3-2电路图 解： 【3-3】在图33所示的增益可调的反相比例运算电路中，R1Rw=10k、R2=20k、UI=1V，设A为理想运放，其输出电压最大值为±12V，求：1 当电位器Rw的滑动端上移到顶部极限位置时，Uo=?2 当电位器Rw的滑动端处在中间位置时，Uo=?3 电路的输入电阻Ri=？图33题3-3电路图 解： 1. 2. 3. ri=R1=10k。【3-4】图

20、34中的D为一个PN结测温敏感元件，它在20时的正向压降为0.560V，其温度系数为2mV/，设运放是理想的，其他元件参数如下图，试答复：1 I流向何处？它为什么要用恒流源？2 第一级的电压放大倍数多少？3 当Rw的滑动端处于中间位置时，Uo20=？Uo30=？4 Uo的数值是如何代表温度的Uo与温度有何关系？5 温度每变化一度，Uo变化多少伏？图34题3-4电路图 解： 1. I全部流入二极管VD。因uD=fiD，T，为使测温时uD=fT，应使iD为常数， 此处的二极管电流I要采用恒流源提供。 2. Au1=5；3. uO120=2.8V，uO130=2.7V；Up= -3V；于是，uO20

21、=0.2V，uO130=0.3V 4. uO=0.20V代表20，uO=0.30代表30，以此类推。总之，在数值上，T与100uOV相当。5. 温度每变化1，uO变化10mV。【3-5】在图3-5所示电路中，运放为理想的，电阻，电容C=100mF。设时，求当时的输出电压值。图3-5 题3-5电路图 解： = 3 V此电流为电容C充电当 t = 10 s 时, = 3.67 V【3-6】设图36中的运算放大器都是理想的，输入电压的波形如图36b所示，电容器上的初始电压为零，试画出uo的波形。 a (b)图36题3-6电路图 解： (t的单位为 s )UO=3UI1+0.1。【3-7】 用集成运算

22、放大器实现以下运算关系要求所用的运放不多于三个，画电路图，元件要取标称值，取值范围为 1kR1M 0.1FC10F 解：图3-7【3-8】 图3-8是利用两个运算放大器组成的具有较高输入电阻的放大电路。试求出uO与uI1、uI2的运算关系式。图38 题3-8电路图 解：【3-9】图3-9是应用运算放大器测量电压的原理电路，共有0.5、1、5、10、50V五种量程，求、的阻值。(输出端接有满量程5V，500A的电压表。)图3-9 题3-9电路图 解： ，【4-1】填空题 1电压负反应可以稳定输出_，也就是放大电路带负载能力_，相当于输出电阻_，输出电压在内阻上的电压降就_，输出电压稳定性_。理论

23、推导可以证明电压负反应可以使输出电阻变为_。电压，强，减小，小，强，原来的1/1+AF 2电流负反应可以使输出电流稳定，使放大电路接近电流源，因此放大电路的输出电阻_。理论推导可以证明电流负反应可以使输出电阻_倍。增加，增加到原来的1+AF倍 3负反应只是对反应环_的产生的噪声、干扰和温度漂移有效，对环 的无效。内，外 4放大电路无反应称为_，放大电路有反应称为_。开环，闭环 5称为_，它反映了反应对放大电路影响的程度。可分为以下三种情况 (1) 当 |_1时，|，电压增益下降，相当于负反应 (2) 当 |_1时，|，电压增益上升，相当于正反应 (3)当 |_0 时，|= ，相当于自激状态 反

24、应深度， 6. 反应信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，那么为_反应，此时反应信号与输入信号是电流相加减的关系。反应信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极，那么为_反应，此时反应信号与输入信号是 相加减的关系。 并联，串联，电压【4-2】试分析图4-2(a)和(b)电路的级间反应组态。 (a) (b)图4-2 题4-2电路图 解： (a) 交流电压串联正反应 (b) 交流电压并联负反应【4-3】对于图4-3 的电路，答复以下问题：判断图中电路的反应组态，写出深度负反应时的电压增益表达式；图4-3 题4-3电路图解：级间经Cf、Rf构成交流电压串联负反应。电阻Re11上为反应电

25、压，反应系数 电压增益为 【4-4】求图4-4 示电路的反应系数Fuu与闭环增益A uuf ；图4-4 题4-4电路图解： ， 。此题相当同相输入比例运算电路，将运放A1和A2合为一个运算放大器看，即可直接写出电压放大倍数表达式。【4-5】判断图4-5a和图4-5b电路的反应组态。 (a) (b)图4-5 题4-5电路图解： a电流串联负反应 b电流并联负反应。【4-6】图4-6 中各运算放大器是理想的。说明 1 图(a)、(b)、(c)、(d)各电路是何种反应组态？ 2写出图(a)、(c)的输出电压表达式，图(b)、(d)是输出电流表达式。 3说明各电路具有的功能。(a) (b)(c) (d

26、)图4-6 题4-6电路图解： a电压串联负反应 ，电压放大。b电流串联负反应 ，电压电流变换电路。c电压并联负反应 ，电流电压变换电路。d电流并联负反应 ，电流放大。【4-7】电路如图4-7所示，运算放大器是理想的。要求： 1. 判断电路存在何种反应？ 2. 写出电压放大倍数的表达式。图4-7 题4-7电路图解： 级间存在电压串联负反应。 ， 【4-8】 对于图4-8 的电路，答复以下问题 1. 判断电路的反应组态，写出深度负反应时的电压增益表达式； 2. 如果将电阻R3改接到虚线位置，写出闭环电压增益表达式； 3. 如果将电阻R3去掉，写出闭环电压增益表达式； 4. 上述三种接法的闭环电压

27、增益，哪一种的稳定性最好？ 图4-8 题4-8电路图 解： 1电压串联负反应。深度负反应条件下的电压增益表达式 2同上，因为改接R3的位置，对反应环内的电压增益没有明显的改变，不改变深度负反应的状态。 3如果将R3去掉，AF更大，反应深度更大，表达式仍为上式。 4第3种电压增益稳定性最好，因为第3种，开环增益最大，反应深度最大。【4-9】判断图4-9中存在的反应类型，列写出输出，输入的关系：计算图示电路中的闭环增益与反应系数，。图4-9 题4-9电路图解： 电压串联负反应。 【4-10】分析图4-10中的电路具有什么样性质的反应？图4-10 题4-10电路图解： UF与VREF之间为电压串联负

28、反应。该电路是串联型稳压电源的根本原理电路。【5-1】判断以下说法是否正确只要具有正反应，电路就一定能产生振荡。 否，还要看相位平衡条件。只要满足正弦波振荡电路的相位平衡条件，电路就一定振荡。 否，还要看幅度平衡条件。 凡满足振荡条件的反应放大电路就一定能产生正弦波振荡。 否，需要有选频网络。 正弦波振荡电路自行起振荡的幅值条件是。 否，应大于1。 正弦波振荡电路维持振荡的条件时=-1。 是。 在反应电路中，只要安排有LC谐振电路，就一定能产生正弦波振荡。 否，还需要有正反应。 对于LC正弦波振荡电路，假设已满足相位平衡条件，那么反应系数越大越容易起振。 是，反应系数决定振荡的幅度条件。 电容

29、三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式的大，因此波形较差。 否，因电容三点式振荡电路的反应信号从电容器上取出，反应信号中的高次谐波分量较小，所以振荡波形相对于电感三点式振荡电路输出的波形要好一些。【5-2】解： 正确连线分别见图5-2中的(d)、(e)、(f)。图5-2 题5-2的解【5-3】解： 图a电路不满足自激振荡相位条件，故不能振荡。改良方法见电路图5-3(a)。图b电路不能振荡。因为LC并联回路在谐振时阻抗趋于无穷大，因而电路不能形成正反应通路。将LC并联回路改为串联谐振回路，见电路图5-3(b)。图c电路虽满足自激振荡相位条件，但由于发射极有耦合电容，反应量将被短接至地，因此该电

30、路不能振荡。去掉发射极与地之间的电容Ce即可，见电路图5-3(c)。图5-3(a) 图5-3(b) 图5-3(c) 【5-4】解：图(a)、图(c)不满足相位平衡条件；图(b)、图(d)满足相位平衡条件，可能振荡。图(b)是电感三点式LC振荡器，图(d)是电容三点式LC振荡器。二者的振荡频率表达式分别为还有C【5-5】解：电路满足正反应，但石英晶体必须工作在串联谐振频率，此时，石英晶体的阻抗近似为0，不影响反应信号的传输。对于离开串联谐振频率的信号，正反应十分微弱，不能满足幅度平衡条件，不能产生振荡。所以该电路只能在石英晶体的串联谐振频率上产生振荡，且为正弦波。【5-6】图5-6是由逻辑门电路

31、组成的石英晶体振荡器，请问： 石英晶体的作用是什么？它为什么能起到这一作用？ 振荡器的输出频率是多少？ 控制信号C有何作用？解：C起控制作用，当C=1时，电路产生正弦波，振荡频率等于石英晶体的串联谐振频率电阻R将与非门偏置到线性区，即过渡区；C1和C2为耦合电容，容量大，对振荡频率可视为短路。【5-7】【6-1】 解：1. 要求uI20，即为正极性，该电路只能在第一、第二象限工作。2. ，该电路具有除法运算功能。3. 【6-2】 解： 在保证VREF>0的条件下，乘法器引入的是负反应，用虚短、虚断的概念不难得到： uo=1/K1+R1/R2ui/UREF【6-3】 解： 【6-4】 解： M1构成平方电路，A1构成积分器，M2和A2构成开平方电路。整体为一个均方根电路。【7-1】 解：12；。3如果VD2的极性接反，那么变压器的二次侧绕组在输入信号的正半周被短路，造成回路电流过大，引起整流二极管和变压器的损坏。4假设输出端短路，结果同上。【7-2】图7-2为桥式整流电容滤波电路。RL=50W，C=1000mF，用交流电压表量得变压器次端电压的有效值U2=20V。如果用直流电压表测得的UO(AV)有以下几种情况： 28V， 18V， 24V， 9V，试分析它们