太原理工大学电路与电子技术基础作业及重点练习解答

1、目 录,第1章 习题,第2章 习题,第5章 习题,第7章 习题,第8章 习题,第9章 习题,第10章 习题,第1章 习题,重点例题：例1.5，例1.8,重点作业：1.9；1.15,1.4 试求图1.30所示电路在下列三种情况下的电流I1、 I2 、 I3电压U2。（1） R3=8k （2）R3= （3） R3=0,解:,1.6 如图1.31所示电路，方框分别代表一个元件，各电压、电流的参考方向均已设定。已知I1 = 2 A，I2 = -1 A，I3 = 3 A，I4 = 1 A，I5 = -4 A，I6 = -5 A，U1 = 4 V，U2 = -2 V，U3 = 3 V，U4 = -1 V，

2、U5 = -1 V，U6 = 2 V。求各元件的功率，并说明它们是吸收功率还是向外提供功率。,P1=I1U1= 8W；吸收功率,P2= -I2U2= -2W；提供功率,P3= I3U3= 9W；吸收功率,P4= I4U4= -1W；提供功率,P5= -I5U5= -4W；提供功率,P6= -I6U6= -10W；提供功率,1.9 试求图1.34所示各电路中独立电源的功率。并指出功率性质。,解: 图（a）,吸收功率,提供功率,吸收功率,解: 图（b）,吸收功率,提供功率,解: 图（c）,提供功率,提供功率,吸收功率,解: 图（d）,提供功率,提供功率,吸收功率,吸收功率,1.15 试求图1.40

3、所示电路中各元件的功率。,解: 由KVL,提供功率,功率平衡。,吸收功率,吸收功率,提供功率,第2章 习题,重点例题：例2.2；例2.4；例2.8,重点作业： 2.2（a）；2.6；2.12（a）,2.2 试用网孔法求图（a）电路的电流I和图（b）电路中的电压U。,解:（a）,由网孔法得,Im1=1,-5Im1+40Im2-30Im3=30,-20Im1-30Im2+50Im3=-5,解:（b）,设电流源电压为UIS方向如图,+ -,UIS,得网孔方程如下：,Im1=2,-3Im1+7Im2=-UIS,-Im1+Im3=UIS-24,R可等效去掉,Im3-Im2=8,解得：Im2=-3A Im

4、3=5A,则：U=-4Im2=12V,2.6 试用节点法求5电阻消耗的功率。,解:,由节点,由节点,由(2)式,代入(1)式,2.12 求含源二端网络的戴维南等效电路。,解:（1）求开路电压UOC,解:（2）求内阻RO,令 I =1A,则 U端 =9V,I端,I端 =1+3/6=1.5A,RO =6,解:（1）求开路电压UOC,解:（2）求内阻RO,U端,3U端,I端,令 U端 =10V,由KVL得,I端 =4A,则 RO =2.5,4U端-10 I端= 0,2.19电路如图2.45所示，负载电阻RL可任意改变，问RL为何值时其上可获得最大功率，并求出该最大功率PLmax。 。,解:（1）求开

5、路电压UOC,U=10(2 0.1U),U=10V,UOC= 2 5+U+20 = 40W,（2）求内阻RO,I端,将二端网络内部的电压源短路，电流源开路,当：RL=RO= 10时,则：I端= 0.1U+U/10 =2A,U端= 5I端+U =20A,RO= U端/I端=10,（3）求最大功率PM,PM= = 40W,这是两个网孔的电路，其网孔电流分别为2A和0.1U,则流过10的电流为（2 0.1U),第5章 习题,重点例题：例5.1；例5.9,重点作业：5.1；5.11；5.12（b）,答: 杂质半导体有N型和P型两种。 N型半导体中多子为自由电子；少子为空穴。 P型半导体中多子为空穴；少

6、子为自由电子。 杂质半导体中多子的浓度由掺杂浓度确定； 少子的浓度与温度有关。,5.1 杂质半导体有几种？它们当中的多子还少子分别是什么？ 它们的浓度分别由什么决定？,5.11已知放大电路中晶体管各极电位，试判断晶体管的类型和材料，x、y、z各是何电极？,解: 由-6-(-6.2) = 0.2V,可见为锗晶体管；,由UCUB UE，可见为PNP晶体管；,|UBE|=0.60.7V，硅管， |UBE|=0.20.3V，锗管， NPN型C点电位最高，UBE0 ， PNP型C点电位最低， UBE0 .,5.12 电路如图所示， D、 D1、D2为理想二极管，判断图中 的二极管是导通还是截止，并求ab

7、两端的电压Uab。,解：,解：,D导通，,D两端的开路电压: 18-12=6V,D2两端的开路电压= 6V D2导通,D1两端的电压: -12-0=-12V； D1截止,解：,(c),5k,5V,D1,1V,a,b,D2,D1两端的开路电压=5-1=4V D1导通,D2两端的电压= -5V D2截止,5.13 试分析各晶体管的工作状态（放大、截止、饱和或损坏）。,NPN管 UBE=0.71V0 UBC=0.41V0 UBUCUE UCEUBE 饱和,PNP管 UBE=-0.2V0 UCUBUE 放大,PNP管 UBE=-4V0 损坏,NPN管 UBE=0.3V0 UBC=-5.7VUBUE 放

8、大,NPN管 UBE=0.67V0 UBC=-5.33VUBUE UCEUBE 放大,PNP管 UBE=-0.3V0 UBC=-0.2V0 UBUCUE 饱和,PNP管 UBE=-0.7V0 UBC=0 损坏,PNP管 UBE=1V0 UBC=4V0 UBUEUC 截止,5.16 图示电路中， UCC =12V,晶体管为硅管, UBE=0.7V ,=50，试分析ui分别为0V、1V、1.5V时，晶体管的工作状态，并计算uo的值 。,（1）由ui= 0V，即UBE = 0V,小于管子的导通电压，管子的发射结反偏，集电结也反偏，晶体管工作在截止状态。 Uo = 12V,（2）由Ui=1V时，1V大

9、于晶体管的导通电压，故发射结正偏,集电结反偏则:,晶体管工作在放大状态,解：,（3）由Ui=1.5V时，1.5V大于晶体管的导通电压，故发射结正偏,集电结反偏则:,因为 ICICS，所以管子工作在放大区。,因为 UCEUBE，所以管子工作在放大区。,第7章 习题,重点例题：课件中的例题；例7.7；例7.9,重点作业：7.7；7.14,课件中例: 电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。 求: 1. Auf 、R2 ； 2. 若 R1不变, 要求Auf为 10, 则RF 、 R2 应为多少？,解：,7.7 电路如图7-52所示，试求输出电压uo的表达式。,解：,由虚断：,

10、由分压：,由虚短：,输出电压uo的表达式,7.8 电路如图7-53所示， 试求输出电压uo。,解：,由等效电路（反相比例器）：,7.9 电路如图7-54所示，问：,（1）若ui1=0.2V，ui2=0V时，uo=？,（2）若ui1=0V，ui2=0.2V时，uo=？,（3）若ui1=0.2V，ui2=0.2V时，uo=？,解：（1）为反相比例器,解：（2）为同相比例器,解：（3）为减法器,7.10 电路如图7-55所示，问： R5 =？才能使uo= -55 ui 。,解：第一级为同相比例器,第二级为反相比例器,7.13 电压比较器如图7-58所示，UZ =5V。画出传输特性。,若在同相输入端接

11、-2V，则传输特性有何变化？,解:(1)同相输入端接地时，传输特性。,2) 传输特性。,解:(2)同相输入端接-2V时，传输特性。,2) 传输特性。,7.14 电压比较器如图7-59所示，UZ =5V， UD =0V 。 求阈值UT 并画出传输特性。,解:(1)求阈值UT,2) 传输特性。,U+ =0V,例: 在图示电路中，已知RF=4 R1 ，求输出电压uo与ui1 和 ui2的关系式。,解：,例： 电路如图所示，设运放是理想的，试计算Uo。,解:,例： 电路如图示，运放的最大输出为12V，稳压管 UZ= 6V 。输入ui是幅值为3V的三角波。试分别画出 UR 为2V、0V、2V三种情况下的

12、传输特性和uo波形。,电压传输特性,解:,输出uo波形,电压传输特性,解:,输出uo波形,电压传输特性,解:,输出uo波形,第8章 习题,重点例题：例8.5；例8.7；例8.10；例8.12,重点作业：8.4（4）；8.7（1）； 8.8（1）；8.11（2）,8.4 写出下列逻辑函数的对偶函数,解:,解:,解:,解:,解:,解:,8.7 写出下列逻辑函数的反函数,解:,解:,解:,解:,解:,解:,8.8 用逻辑代数法化简下列逻辑函数：,解: 其反函数的最简与或式为：,F的最简与或式为：,解: 其最简与或式为,解: 其最简与或式为,解: 其最简与或式为,解: 其对偶函数的最简与或式为,F的最

13、简与或式为：,或：,解: 其最简与或式为,8.9 已知,，求F的最小项表达式。,解: 其对偶函数的最简与或式为,8.10: 用卡诺图化简逻辑函数，如何才能保证写出最简单的逻辑表达式？,解:,填1方格（将函数用卡诺图表示）,画卡诺圈(对2k个 1方格相邻矩形区域画圈 )(kn),画圈的原则,先小圈，后大圈,圈要画大，圈要画少,每个圈中至少有一个1方格未被其它圈包含,（圈内必须有自有的1方格）,画圈的步骤,先单圈孤立的1方格,再将仅与一个1方格相邻的方格，两两圈出，,（注意：某些1方格可以重复圈）,依次将四个1方格、八个1方格等相邻区域圈出,列化简的与或式,将圈内互反变量消去，保留公有变量因子得与

14、项。,将各圈的与项或起来写出最简与或式,8.11 用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式：,解:,1,1,1,1,1,最简与或式不唯一,1,1,1,1,1,1,1,1,8.13 OC门有什么主要特点？它有什么重要的作用？,解:,三态输出门输出三种状态。当控制端为高电平1时，实现正常的逻辑关系,当控制端为低电平0时，输出 F处于开路状态，也称为高阻状态。三态输出门可以实现单向总线、双向总线传输。,普通集成逻辑门输出端直接并联将烧坏内部的晶体管。 OC门输出端可以直接并联。OC门可以实现线与逻辑、逻辑电平的转换、输出端可直接驱动负载。,8.14 三态门有什么主要特点？它有什么重要作用？,解:,例 写

15、出下列逻辑函数的对偶函数：,解:,例 写出下列逻辑函数的反函数：,解:,例 将下列逻辑函数展开为最小项表达式。,解:,例 用卡诺图化简下列逻辑函数为最简与或式：,解:,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,第9章 习题,重点例题：例9.2；例9.6；例9.10,重点作业：9.3（1）；9.9；9.12,（1） 三变量的判奇电路，输入奇数个1输出为1，否则为0。,设输入变量A、B、C,输出变量Y:,输入奇数个1输出为1，否则为0,列出逻辑真值表,写出逻辑表达式,画出逻辑图,9.3 试用门电路设计如下逻辑功能的组合逻辑电路。,解:,=A(BC+BC)+A(BC+BC),解:,列真

16、值表,化简逻辑式,1,1,1,1,1,画出 逻辑图,(2) 试设计四变量的多数表决电路，当输入变量A、B、 C、D中有3个或3个以上为1时输出为1。,用与非门实现,9.9 试用一个74LS138，3线-8线译码器和若干与非门组成全加器,并画出电路接线图。,解:,74138使能时,9.12 试用74LS153和少量门实现 2个判断功能。 输入ABC中有奇数个1输出Y1为1，否则为0。 输入ABC中有多数个1输出Y2为1，否则为0。,解：,741LS53使能时,令：,令：, 真值表, 逻辑式,接线图,A,B,C,Y2,1,Y1,例 分析图所示的电路，写出Y的逻辑表达式。,解:,异或功能,例 分析图

17、所示的电路，写出Y的的逻辑表达式。,解:,例 试设计用3个开关控制一个电灯的电路，要求任何一个开关都能控制电灯的亮灭。,（1）设输入变量A、B、C,输出变量Y:,灯亮为“1”,灯不亮为“0”,（2）列出逻辑真值表,（3）写出逻辑表达式,（4）画出逻辑图,例 一个由3线-8线译码器电路如图所示，试写出Y1和Y2的逻辑表达式。,解:,已知74138使能时,同理:,例 画出用3-8译码器74138和门电路产生如下多输出函数的逻辑图。,解:,已知74138使能时,例 八选一数据选择器电路如图所示，其中ABC为地址，D0D7为数据输入，试写出输出Y的逻辑表达式。,解:,例 试用8选1数据选择器74151

18、实现函数,解:,74151使能时,令:,接线图,第10章 习题,重点例题：例10.1；课件中的例题,重点作业：10.4； 补充作业：用74LS161构成一个十进制计数器，要求：列出有效状态转换图画出连线图,10.4 时序逻辑电路按照触发器动作方式可分为哪两类？对同步时序逻辑电路的描述需要用哪三个方程来完成。,同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。,输出方程、驱动（激励）方程、状态方程。,解:,0 1 0,0 0 0,1 0 0,1 1 0,10.5 时序逻辑电路如图所示，试写出驱动方程、状态方程， 试作出状态表及状态图，并指出电路是几进制计数器。,解：,（1）观察变量,状态变量Q3,Q2,Q1,

19、（2）驱动方程,（3）状态方程,（4）状态表,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,0 0 1,0 1 1,1 0 0,1 1 0,能自启动的五进制计数器,010 ，101 ，111三个为非循环状态,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,0 0 1,0 1 1,1 0 0,1 1 0,0 0 0,0 1 0,1 0 0,1 1 0,（5）状态图,补充题1：采用清零法，用集成计数器74161组成6进制计数器。,解：74LS161为十六进制计数器。,反馈码QD QC QB QA = （0110)2 = 6,模反馈码6,用 CLR 实现反馈清零法,电路为六进制计数器,74LS161构成六进制计数器的状态图,例 试说明图示电路为几进制计数器。,解：74LS160为十进制计数器。, 预置数DCBA =(0011)2=， 反馈码QD QC QB QA = （1001)2 =,模反馈码预置数+1931=,电路为七进制计数器,等待第7个CP脉冲置入0011,74LS160构成七进制计数器的状