模拟电子技术基础,课后习题答案

模拟电子技术基础,课后习题答案

篇一：模拟电子技术基础,课后习题答案

模拟电子技术基础

第一章

1.1电路如题图1.1所示，已知ui?5sin?t?V?,二极管导通电压

降UD?O.7V。试画出

ui和uo的波形，并标出幅值。

解：通过分析可知：

⑴当u当3.7V时,uo?3.7V（2）当？3.7V?ui?3.7V时,uo?ui（3）

当ui??3.7V时,uo??3.7V总结分析，画出部分波形图如下所示：

1.2二极管电路如题图1.2所示。（1）判断图中的二极管是导

通还是截止？（2）分别用理想模型和横压降模型计算A0两端的电

压UAO。

解：对于（a）来说，二极管是导通的。

采用理想模型来说，UAO??6V采用恒压降模型来说，UA0??6.7V

对于（c）来说，二极管D1是导通的，二极管D2是截止的。

采用理想模型来说，UAO?O采用恒压降模型来说，UAO??O.7V

1.3判断题图1.3电路中的二极管D是导通还是截止？用二极管

的理想模型计算流过二极管的电流ID??

解：（b）先将二极管断开，由KVL定律，二极管左右两端电压

可求出：

25

?15?=1.5V18?225?510

U右=15?=1V

140?1011左=?10?

故此二极管截止，流过的电流值为ID=O

(c)先将二极管断开，由KVL定律，二极管左右两端电压可求

出：

52

=2.5V,U左=2.5?20?=0.5V25?518?210

U右=15?=1V

140?10U左1=15?

由于U右?U左?0.5V,故二极管导通。运用戴维宁定理，电路可

简化为

ID?

0.5

?32.7uA15.3

1.6测得放大电路中六只晶体管的电位如题图1.6所示，在图中

标出三个电极，并说明它们是硅管还是楮管。

解：T1:硅管，PNP,11.3V对应b,12V对应e,0V对应c

T2:硅管，NPN,3.7V对应b,3V对应e,12V对应cT3:硅管,

NPN,12.7V对应b,12V对应e,15V对应cT4:楮管,PNP,12V对应

b,12.2V对应e,0V对应cT5:错管，PNP,14.8V对应b,15V对应

e,12V对应cT6:错管，NPN,12V对应：b,IT8V对应e,15V对应c

模拟电子技术基础第二章

2.2当负载电阻RL?lk?时，电压放大电路输出电压比负载开路

(RL??)时输出电压减少20%,求该放大电路的输出电阻ro。解：

由题意知：

UOC

?RL?O.8U0C

ro?RL

解得ro?0.25kQ

2.5电路如题图2.2所示,设BJT的UBE?O.6V,ICEO、ICES可

忽略不计，试分析当开关

S分别接通A、B、C三位置时一，BJT各工作在其输出特性曲线的

哪个区域，并求出相应的集电极电流ICo

解：ICS?12/4?3mA,IBS?3/80?0.0375mA

(1)开关打在A上：IB?

12?0.6

?0.285mA?IBS,故三极管工作在饱和区。40

IC?ICS?3mA

(2)开关打在B上：IB?

12?0,6

?0.0228mA?IBS,故三极管工作在放大区。500

IC??IB?1.8mA

(3)开关打在C上：发射结和集电结均反偏，故三极管工作在截

止区。IC=O

2.9题图2.6画出了某固定偏流放大电路中BJT的输出特性及

交、直流负载线，试求：(1)电源电压VCC,静态电流IB、IC和管

压降VCE的值；(2)电阻Rb、Rc的值；

(3)输出电压的最大不失真幅值；

(4)要使该电路不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多

少？

解：(1)由输出特性图中可以读到：IB?20uA,IC?lmA,

UCE?3V,VCC?6VO(2)Rb?

VCCV?UCE

?300kQ,RC?CC?3kQIBIC

(3)U0M?min(UCE?UCEQ,UCEQ?UCES)?min(4.5?3,3?0.8)?1.5V(4)

要使电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值取20uA

2_11＞单管放大电路如图题3.4.2所示已知BJT的电流放大系数

6=50。(1)估算Q点；

(2)画出简化H参数小信号等效电路；(3)估算BJT的朝人电

阻rbe；(4)如

??VV??0输出端接入4k。的电阻负载，计算AV?及AVS?0?。?iS

解(1)估算Q点

IB?

vcc

?40?AIC??IB?2mARb

VCE?VCC?ICRC?4V

(2)简化的H参数小信号等效电路如图解3.4.2所示。(3)求

rbe

rbc?200??(l??)

26mV26mV

?200??(1?50)?863?IE2mA

'?V?(RC||RL)?ROL??(4)A??????116VrberbeVi

?V?V?VRiRb|IrbeOO?

??AVS???i?A?A??73VVRi?RsRs?Rb|IrbeVsViVs

2-14.电路如图所示,设耦合电容和旁路电容的容量均足够大,对

交流信号可视为短路.

⑴求Au=Uo/Ui,ri,ro(2)求Au=Uo/Us

(3)如将电阻Rb2逐渐减小,将会出现什么性质的非线形失真?画

出波形图.

(2)

us

(3)Rb2减小将会产生饱和失真

2.15电路如题图2.11所示。

(1)画出放大电路的微变等效电路；

UCC

UB?Rbl

Rbl?Rb2

UB?UBE

IE??1.2mA

Rel?Re2

(2)写出电压放大倍数Aul?(3)求输入电阻ri；

(4)画出当Rc?Re时的输出电压uol、uo2的波形(输入ui为正

弦波，时间关系对齐)解：(1)

26

rbe?rbb???l????2.5k?

IE

Rc

Au?????38

rbe?l??Rel

ri?Rbl//Rb2//?rbe??1???Re1?

ro?Rc?6.8k?

ri

A?Au??34.5

ri?Rs

UolUi

Au2?

Uo2Ui

的表达式；

篇二：吴友宇主编《模拟电子技术基础》课后习题答案

第三部分习题与解答

习题1

客观检测题

一、填空题

1、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的，而

少数载流子的浓度则与温度有很大关系。

2、当PN结外加正向电压时，扩散电流电压时，扩散电流小于漂

移电流，耗尽层变宽。

3、在N型半导体中，电子为多数载流子，为少数载流子。

二.判断题

1、由于P型半导体中含有大量空穴载流子，N型半导体中含有

大量电子载流子，所以P型半导体带正电，N型半导体带负电。

(X)

2、在N型半导体中，掺入高浓度三价元素杂质，可以改为P型

半导体。(J)

3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度大，扩

散电流大；杂质浓度小，扩散电流小。（X）

4、本征激发过程中，当激发与复合处于动态平衡时，两种作用

相互抵消，激发与复合停止。（X）

5、PN结在无光照无外加电压时，结电流为零。（J）

6、温度升高时，PN结的反向饱和电流将减小。（义）

7、PN结加正向电压时，空间电荷区将变宽。（X）

三.简答题

1、PN结的伏安特性有何特点？

V

答：根据统计物理理论分析，PN结的伏安特性可用式

ID?Is?（eVT?l）表示。

式中，ID为流过PN结的电流；Is为PN结的反向饱和电流，是

一个与环境温度和材料等有关的参数，单位与I的单位一致；V为

外加电压；VT=kT/q,为温度的电压当量（其单位与V的单位一

致），其中玻尔兹曼常数k?1.38?10?23J/K,电子电量

q?1.60217731?10?19c（库伦），则VT?T（V）,在常温（T=300K）

下，115.294

V

VTVT=25.875mV=26mVo当外加正向电压，即V为正值,且V比

VT大几倍时,e

是I?Is?eVVT??l,于，这时正向电流将随着正向电压的增加按

指数规律增大，PN结为正向导通状

V

VT态.外加反向电压,即V为负值,且|V|比VT大几倍时,

e??l,于是I??Is,这时PN结

只流过很小的反向饱和电流，且数值上基本不随外加电压而变，

PN结呈反向截止状态。PN结的伏安特性也可用特性曲线表示，如图

1.1.1所示.从式（LL1）伏安特性方程的分析和图

1.1.1特性曲线（实线部分）可见：PN结真有单向导电性和非线

性的伏安特性。

图

1.1.1PN伏安特性

2、什么是PN结的反向击穿？PN结的反向击穿有哪几种类型？

各有何特点？

答：“PN”结的反向击穿特性：当加在“PN”结上的反向偏压超

过其设计的击穿电压后，PN结发生击穿。

PN结的击穿主要有两类，齐纳击穿和雪崩击穿。齐纳击穿主要

发生在两侧杂质浓度都较高的PN结，一般反向击穿电压小于4Eg/q

（Eg—PN结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量，Eg/q指PN结量子

阱外加电压值，单位为伏特）的PN的击穿模式就是齐纳击穿，击穿

机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电，使的少子浓度

增加，反向电流上升。

雪崩击穿主要发生在“PN”结一侧或两侧的杂质浓度较低“PN”

结，一般反向击穿电压高于6Eg/q的“PN”结的击穿模式为雪崩击

穿。击穿机理就是强电场使载流子的运动速度加快，动能增大，撞

击中型原子时把外层电子撞击出来，继而产生连锁反应，导致少数

载流子浓度升高，反向电流剧增。

3、PN结电容是怎样形成的？和普通电容相比有什么区别？

PN结电容由势垒电容Cb和扩散电容Cd组成。

势垒电容Cb是由空间电荷区引起的。空间电荷区内有不能移动

的正负离子，各具有一定的电量。当外加反向电压变大时，空间电

荷区变宽，存储的电荷量增加；当外加反向电压变小时，空间电荷

区变窄，存储的电荷量减小，这样就形成了电容效应。“垫垒电

容”大小随外加电压改变而变化，是一种非线性电容，而普通电容

为线性电容。在实际应用中，常用微变电容作为参数，变容二极管

就是势垒电容随外加电压变化比较显著的二极管。

扩散电容Cd是载流子在扩散过程

中的积累而引起的。PN结加正向电压

时，N区的电子向P区扩散，在P区形

成一定的电子浓度(Np)分布，PN结边缘

处浓度大，离结远的地方浓度小，电子

浓度按指数规律变化。当正向电压增加

时，载流子积累增加了4Q；反之，则减

图1.3.3P区中电子浓度的分布曲线及电荷的积累

小，如图1.3.3所示。同理，在N区内

空穴浓度随外加电压变化而变化的关系与P区电子浓度的变化相

同。因此，外加电压增加时所出现的正负电荷积累变化4Q,可

用扩散电容Cd来模拟。Cd也是一种非线性的分布电容。

综上可知，势垒电容和扩散电容是同时存在的。PN结正偏时，

扩散电容远大于势垒电容；PN结反偏时，扩散电容远小于势垒电

容。势垒电容和扩散电容的大小都与PN结面积成正比。与普通电容

相比，PN结电容是非线性的分布电容，而普通电容为线性电容。

习题2

客观检测题

一、填空题

1、半导体二极管当正偏时，势垒区漂移电流。

2、在常温下，硅二极管的门限电压约，导通后在较大电流下的

正向压降约V；错二极管的门限电压约，导通后在较大电流下的正

向压降约Vo

3、在常温下，发光二极管的正向导通电压约，

考虑发光二极管的发光亮度和寿命，其工作电流一般控制在

5"10mAo

4、利用硅PN结在某种掺杂条件下反向击穿特性陡直的特点而制

成的二极管，称为普通（稳压）二极管。请写出这种管子四种主要

参数，分别是最大整流电流、反向击穿电压、反向电流和极间电

容。

二、判断题

1、二极管加正向电压时，其正向电流是由（a）。

a.多数载流子扩散形成b.多数载流子漂移形成

c.少数载流子漂移形成d.少数载流子扩散形成

2、PN结反向偏置电压的数值增大，但小于击穿电压，（c）。

a.其反向电流增大b.其反向电流减小

c.其反向电流基本不变d.其正向电流增大

3、稳压二极管是利用PN结的（d）。

a.单向导电性b.反偏截止特性

c.电容特性d.反向击穿特性

4、二极管的反向饱和电流在20c时是5nA,温度每升高

10℃,其反向饱和电流增大一倍，

当温度为40℃时，反向饱和电流值为（c）。

a.10uAb.15uAc.20uAd.40uA

5、变容二极管在电路中使用时，其PN结是（b）。

a.正向运用b.反向运用

三、问答题

1、温度对二极管的正向特性影响小，对其反向特性影响大，这

是为什么？

答：正向偏置时，正向电流是多子扩散电流，温度对多子浓度几

乎没有影响，因此温度对二极管的正向特性影响小。但是反向偏置

时，反向电流是少子漂移电流，温度升高少数载流子数量将明显增

加，反向电流急剧随之增加，因此温度对二极管的反向特性影响

大。

2、能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？

答：根据二极管电流的方程式

I?IS?eqV/KT?l?

将V=1.5V代入方程式可得：

I?20?10?12?el500/26?l??20?10?12?el500/26

15001gI?lg20?12?lge?14.3426

故I?2.18?1014?A?

虽然二极管的内部体电阻、引线电阻及电池内阻都能起限流作

用，但过大的电流定会烧

坏二极管或是电池发热失效，因此应另外添加限流电阻。

3、有A、B两个二极管。它们的反向饱和电流分别为5mA和

0.2?A,在外加相同的正向电压时的电流分别为20mA和8mA,你认

为哪一个管的性能较好？

答：B好，因为B的单向导电性好；当反向偏置时，反向饱和电

流很小，二极管相当于断路，其反向偏置电阻无穷大。

4、利用硅二极管较陡峭的正向特性，能否实现稳压？若能，则

二极管应如何偏置？

答：能实现稳压，二极管应该正向偏置，硅二极管的正偏导通电

压为0.7V；因此硅二极管的正向特性，可以实现稳压，其稳压值为

0.7VO

5、什么是齐纳击穿？击穿后是否意味着PN结损坏？

答：齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN结，其空间

电荷区较窄，击穿电压较低（如5V以下），一般反向击穿电压小于

4Eg/q（Eg—PN结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量，Eg/q指PN结

量子阱外加电压值，单位为伏特）的PN的击穿模式就是齐纳击穿，

击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电，使的少子

浓度增加，反向电流上升。

发生齐纳击穿需要的电场强度很大，只有在杂质浓度特别大的

PN结才能达到。击穿后并不意味着PN结损坏，当加在稳压管上的

反向电压降低以后，管子仍然可以恢复原来的状态。但是反向电流

和反向电压的乘积超过PN结容许的耗散功率时，就可能由电击穿变

为热击穿，而造成永久性的破坏。电击穿PN结未被损坏，但是热击

穿PN结将永久损坏。

主观检测题

2.1.1试用电流方程式计算室温下正向电压为0.26V和反向电压

为IV时的二极管电流。（设IS?10?A）

解：由公式ID?IS?qVDe/KT?l??IS?DVeT/V?l?

由于IS?10?A,VT=0.026V

正向偏置VD=0.26V时

ID?ISe?VD/VT?l?10?e0.26/0.026?l??10?el0?l??220264??A??0.22A

?

当反向偏置VD??1V时

ID??IS??10?A

篇三：《模拟电子技术基础》(国防工业出版社)课后习题答案

K题1.(1)杂质浓度，温度(2)呈电中性，呈电中性

(3)等于，大于，变窄，小于，变宽(4)反向击穿(5)增大，增

大，减小(6)左移，上移，加宽(7)、发射结，集电结(8)一种

载流子参与导电，两种载流子参与导电，压控，流控。

K题1.23二极管电路如图T1.2所示，判断图中二极管是导通

还是截止，并确定各电路的输出端电压U0。设二极管的导通压降为

UD=O.7VO

(a)

(b)

(c)(d)

图Tl.2

解：(a)U0=UA-UD=-5V-0.7V=-5.7V(b)U0=UB=UC=-5V

(c)UO=UA=-O.7V(d)U0=UA=-9.3V

K题1.31二极管电路如图Tl.3(a)所示，已知

ui?10sin?t(mV),E?l.2V,

电容C和直流电源E对交流视为短路，二极管的伏安特性曲线如

图TL3(b)所示，R?100?,

求二极管两端的电压和流过二极管的电流。

解：iD?ID?id?(5?1.92sin?t)mA

uD?UD?ud?(O.7?0.01sin?t)V

(题1.43设图Tl.4中的二极管D为理想二极管，试通过计算

判断它们是否导通？。

iD

8D??

uD

(a)

(b)

图Tl.3

(a)(b)

图Tl.4

解:(a)UA??10?

41

?(?20)???9V4?61?45

UB??20???10V,UA?UB,二极管导通；

5?525

(b)UA??10??(?15)???4V

2?185?201

UB??15???1V,UA?UB,二极管截止。

1?14

(a)K题1.5』在图Tl.5所示电路中,已知ui=10sin3t(V),二

极管的正向压降和反向电流均可忽略。分别画出它们的输出波形和

传输特性曲线uO=f(ui)。

解：

(b)图T1.5

uo

5

5

U000

UOUOUO

(a)

(d)

K题1.62有两只硅稳压管DZ1、DZ2,它们的正向导通电压U

D=0.7V,稳压值分

别为UZ1=6V,UZ2=9VO试问：

(1)将它们串联相接时可以得到几种稳压值，各为多少？(2)

将它们并联相接时又可以得到几种稳压值，各为多少？解：(1)

6.7V,9.7V,15V；(2)0.7V,6V。

UI?10V,(题1.7》已知稳压管DZ的稳压值UZ?6V,最小稳定电

流IZmin=5mA,

求图T1.7所示电路中U01和U02的值。

9

9

U01?

02?

图Tl.7

解：(a)假设稳压管DZ能够稳压则：IZ?IR?IRL?

假设成立，所以U01=6V；

(b)若稳压管DZ能够稳压则：IZ?IR?IRL?

UI?UZUZ

??5mA?IZmin,RRL

UI?UZUZ???lmA?IZmin,RRL

RL

?5Vo

RL?R

假设不成立，稳压管不导通，所以Uo2?UI?

K题1.82电路如图TL8所示,已知E=20V,Rl=400Q,R2=800

Qo稳压管的稳定电压UZ=10V,稳定电流IZmin=5mA,最大稳定电

流IZmax=20mA求流过稳压管的电流IZ=?如果R2断开，将会出现什

么问题？R2的最大值为多少？

解：假设稳压管能够稳压，则：

DZ

E?UZUZ

IZ?I1?I2???12.5mA?IZmin,

R1R2

假设成立，且IZ?IZmax,IZ?12.5mA,如果R2断开，稳压管中电

流过大将被烧坏；IZ?H?I2?

图T1.8

E?UZUZ

??IZmax,R2的最大值为2kQ。

R1R2

(题1.93测得放大电路中的两个晶体管的两个电极电流如图

T1.9所示。(1)另一个电极的电流，并在图中标出实际方向；

(2)判断它们的管型，并标出e、b、c极；

(3)估算它们的B值和？值。

mAmA

(b)(a)

图T1.9

解：图(a)：(1)2mA,流入电极，(2)NPN型管，上e左c

右b,(3)6=100,a=0.99；图(b)：(1)0.3mA,从电极流

出，(2)PNP型管，上c左b右e,(3)8=40,

a=0.975o

(题1.10》有两只晶体管，A管的?=200,ICE0?200uA；B管

的?二50,

ICE0=10uA,其它参数大致相同，用作放大时最好选用哪只管?

解：B管。（选用BJT时，一般希望极间反向饱和电流尽量小

些，以减小温度对BJT性能的影响）。

（题1.113在放大电路中，测得三只晶体管各个电极的电位如

下，A管：①2V,②2.7V,③6VB管：①2.2V,②5.3V,③6VC管：

①一4V,②一L2V,③-1.4V试判断晶体管的类型、材料、电极。

解：A管：NPN型，硅，①e,②b,③c；

B管：PNP型，硅，①c,②b,