电子电路基础课后答案

第1页共36页各章内容要点及学时分配第一章半导体器件概述6学时1．熟悉二极管、三极管、场效应管的伏安特性、开关特性。2．熟悉二极管、三极管、场效应管及理想运放的主要参数，包括静态参数、动态参数和极限参数。3．掌握三极管、场效应管的微变等效电路模型及理想运放的电路模型。第二章基本运算电路7学时1．掌握TTL与非门电路原理、分析其电压传输特性和主要参数，熟悉其它形式的TTL与非门电路。2．掌握CMOS门电路的电压传输特性、特点及参数，熟悉CMOS传输门。3．掌握理想运放组成的基本线性运算电路，包括比例、求和、微分、积分、对数运算等。第三章基本放大电路8学时1．掌握三极管、场效应管的基本偏置方法，包括分压式偏置、电流源偏置，了解其它偏置方式。2．掌握共基、共射、共集、共源、共漏五种基本组态放大电路的静态及动态分析计算方法。3．掌握基本放大电路的高频特性分析方法，了解低频特性及其分析方法。第四章组合放大电路8学时1．掌握由五种基本组态组合而成的放大电路的静态及动态分析、计算方法。2．掌握差动放大电路分析、计算方法及其传输特性。3．熟悉通用集成运放的电路原理。4．熟悉运放的主要参数及误差分析模型。第五章反馈电路及其稳定性分析8学时1．熟悉负反馈的基本概念及对放大电路性能的影响。2．掌握四种类型负反馈电路的判断及估算。3．掌握负反馈电路稳定性判据及滞后补偿、超前滞后补偿方法。4．了解针对特殊情况的补偿方法。第六章波形产生与整形电路9学时1．熟悉正弦振荡的平衡条件、起振条件及判断方法。2．掌握RC文氏电桥振荡器、三点式振荡器、变压器反馈式LC振荡器的原理及分析估算方法，熟悉石英晶体振荡器的原理。3．熟悉集成电压比较器、集成定时器的电路原理及功能。4．掌握由集成比较器、集成定时器构成的波形产生及整形电路，并掌握电路的分析计算方法。第七章信号处理电路8学时1．掌握低通二阶有源滤波的电路实现方法及分析计算方法，熟悉二阶高通、带通、带阻滤波器的电路实现及计算方法。2．了解高阶滤波器的工程设计方法。3．掌握对数运算模拟乘法器的电路原理及分析方法，熟悉变跨导集成模拟乘法器的电路原理及应用。4．熟悉锁相环电路的原理及集成锁相环的应用。第2页共36页第八章功率电路10学时1．熟悉乙类功放电路的分析计算方法。2．熟悉集成功放电路的原理及应用（OTL，OCL电路）。3．掌握串联型稳压电路的分析计算方法，熟悉三端集成稳压器的电路原理及应用。4．掌握开关稳压电路的原理，熟悉无工频变压器开关稳压电路的组成原理及分析计算方法。第一章例题分析题1.1电路如题图1.1所示，试判断图中二极管是导通还是截止，并求出ＡＯ两端的电压ＵＡＯ。设二极管是理想的。解：分析：二极管在外加正偏电压时是导通，外加反偏电压时截止。正偏时硅管的导通压降为0.6～0.8V。锗管的导通压降为0.2～0.3V。理想情况分析时正向导通压降为零，相当于短路；反偏时由于反向电流很小，理想情况下认为截止电阻无穷大，相当于开路。分析二极管在电路中的工作状态的基本方法为“开路法”，即：先假设二极管所在支路断开，然后计算二极管的阳极（P端）与阴极（N端）的电位差。若该电位差大于二极管的导通压降，该二极管处于正偏而导通，其二端的电压为二极管的导通压降；如果该电位差小于导通压降，该二极管处于反偏而截止。如果电路中存在两个以上的二极管，由于每个二极管的开路时的电位差不等，以正向电压较大者优先导通，其二端电压为二极管导通压降，然后再用上述“开路法”法判断其余二极管的工作状态。一般情况下，对于电路中有多个二极管的工作状态判断为：对于阴极（N端）连在一起的电路，只有阳极（P端）电位最高的处于导通状态；对于阳极（P端）连在一起的二极管，只有阴极（N端）电位最低的可能导通。图（a）中，当假设二极管的VD开路时，其阳极（P端）电位PU为-6V，阴极（N端）电位NU为-12V。VD处于正偏而导通，实际压降为二极管的导通压降。理想情况为零，相当于短路。所以VUAO6−=；图（b）中，断开VD时，阳极电位VUP15−=，阴极的电位VUN12−=，∵NPUU∴VD处于反偏而截止∴VUAO12−=；图（c），断开VD1,VD2时第3页共36页∵VUP01=VUN121−=11NPUUVUP152−=VUN122−=22NPUU∴VD1处于正偏导通，VD2处于反偏而截止VUAO0=；或，∵VD1，VD2的阴极连在一起∴阳极电位高的VD1就先导通，则A点的电位VUAO0=，而ANPUUVU=−=2215∴VD2处于反偏而截止图（d），断开VD1、VD2，∵VUP121−=VUN01=11NPUUVUP122−=VUN62−=22NPUU；∴VD1、VD2均处于反偏而截止。题1.4电路如题图1.4所示，稳压管ＤＺ的稳定电压ＵＺ=8V，限流电阻Ｒ=Ωk3，设)(sin15VtuIω=，试画出ou的波形。解：分析：稳压管的工作是利用二极管在反偏电压较高使二极管击穿时，在一定的工作电流限制下，二极管两端的的电压几乎不变。其电压值即为稳压管的稳定电压Uz。而稳压管如果外加正向偏压时，仍处于导通状态。设稳压管具有理想特性，即反偏电压只有达到稳压电压时，稳压管击穿。正偏时导通压降为零，则tuiωsin15=(V)Uz=8V当≥iuUz时，稳压管击穿而处于稳定状态，uO=Uz；而0iu8V时，稳压管处于反偏而截止，uO=iu；当0≤iu时，稳压管将处于正偏而导通，uO=0。题1.6测得工作在放大电路中几个半导体三极管三个电极电位1U、2U、3U分别为下列各组数值，试判断它们是ＮＰＮ型还是ＰＮＰ型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。第4页共36页①VU5.31=，VU8.22=，VU123=；②VU31=，VU8.22=，VU123=；③VU61=，VU3.112=，VU123=；④VU61=，VU8.112=，VU123=解：分析：工作在放大电路中的三极管应满足发射结正偏，集电结反偏的条件。且有PN节正偏特性可知，其正偏结电压不会太大。硅管的5.0=BEU～V0.7，锗管的1.0=BEU～V0.3。所以首先找出电位差在0.1～0.3V或0.5～0.7V的两个电极，则其中必定一个为发射极，一个为基极，另一个电位相差较大的必定为集电极。由PN结反偏特性可知，若集电极电位最高，则该管必定为NPN型三极管；若集电极电位最低，则该管必定为PNP型三极管。若为NPN型三极管，则发射极电位必定为最低电位；若为PNP型三极管，则发射极电位必定为最高电位。由此即可确定发射极。电位值处于中间的一个电极必定为基极。由此可知：(1).,5.31VU=VU8.22=,VU123=，结论：硅NPN型三极管（VUUU7.08.25.32112=−=−=）bU→1，eU→2，cU→3(2).,31VU=VU8.22=,VU123=，结论：锗NPN型三极管（VUUU2.08.232112=−=−=）bU→1，eU→2，cU→3(3).,61VU=VU3.112=，VU123=结论：硅PNP型三极管（VUUU7.0123.113223−=−=−=）cU→1，bU→2，eU→3(4).,61VU=VU8.112=，VU123=结论：锗PNP型三极管（VUUU2.0128.113223−=−=−=）cU→1，bU→2，eU→3题1.8已知题图1.8(a)—(f)中各三极管的β均为50，VUBE7.0=，试分别估算各电路中三极管的CI和CEU，判断它们各自工作在哪个区(放大区，截止区或饱和区)，并将各管子的工作点分别画在题图1.8(g)的输出特性曲线上。第5页共36页解：分析：三极管在发射结正偏时，管子可能工作在放大区或者饱和区，取决于其基极电流是否超过基极临界饱和电流BSI，若BSBII，则三极管工作在饱和区；若BSBII，则三极管工作在放大区，且BCIIβ=。若三极管发射结反偏或者零偏，则该三极管一定工作在截止区。对图（a），发射结正偏，且AmAKIBµ65065.0207.02==−=AmAKUICEBBSµβ1001.025010210==×≈×−=∵BSBII∴三极管工作在放大区且mAIIBC3.3065.050=×==βVKIUCCE4.323.310210=×−=×−=图（b），∵AmAUICESBSµβ1001.025010210==×≈×−=AmAIBµ5.460465.02007.010==−=∵BSBII∴三极管工作在放大区且：mAIIBC3.20465.050≈×==βVUCE4.523.210=×−=第6页共36页图（c），∵AmAUICESBSµβ1001.025010210==×≈×−=AmAIBµ465465.0207.010==−=∵BSBII∴三极管工作在饱和区mAIIIBSCSC5===βVUUCESCE0≈=图（d），∵发射结反偏，∴三极管处于截止状态VVUICCCEC100===图（e），∵三极管发射结零偏，0=BI∴三极管处于截止状态VVUICCCEC100===图（f），∵∞→BSI,AmAIBµ5.460465.02007.010==−=∴三极管工作在放大区且VVUmAIICCCEBC103.2====β第二章例题分析题2.3一个三态ＴＴＬ与非门如题图２.３所示，试列出该逻辑电路的真值表。图中Ｅ为使能端，Ｄ为数据输入端。第7页共36页解分析：以虚线为界将电路分成前后两部分，前半部分为一反相器，后半部分为一三态与非门电路。设前半部分电路输出为F当输入端E为低电平时，＋Vcc通过R1使VT1处于饱和状态此时，VT5.VT2的发射结电压达不到其开启电压，所以VT5.VT2均处于截止状态。＋Vcc通过R2使VT4饱和导通，所以输入端F为高电平，而当输入端为高电平时，＋Vcc通过R1使VT1的集电结正偏，同时使VT5.VT2均处于饱和导通。而VT2的集电极电位不可能使VT4及VD1导通。所以此时输出F为低电平。后半部分的分析与前半部分相类似。只是当F高电平时，电路的输出状态取决于D的输入端，满足与非的逻辑关系，而当F为低电平时，由VT6、VT7及VT10通路确定VT10截止，而通过VD2到VT8、VT9必定使VT9也处于截止状态，所以此时输出L为高阻态。真值表如下：注：VD2的P端与VT7集电极应相交题2.5试分析题图２.5所示逻辑电路的逻辑功能，写出其逻辑表达式。解分析：CMOS构成逻辑门电路的标准电路结构应满足EFD1D2L0100101011011010111010－－高阻态第8页共36页（1）PMOS与NMOS管成对出现（2）成对的PMOS管与NMOS管的栅极必定相连（3）每对CMOS管之间从漏源之间考虑满足PMOS管串联。NMOS管必定并联，而PMOS管并联，则NMOS管必定（4）NMOS管串联时满足与逻辑关系，NMOS管并联时满足或逻辑关系（5）由于真正输出在PMOS管与NMOS管之间，所以在逻辑关系的最后取“非”运算由上述规律对本题分析可得对于A,B输入的NMOS管串联，“与”逻辑对于C,D输入的NMOS管串联，也是“与”逻辑而A,B与C,D串联后又相并联，所以满足“或”逻辑，输出最后取“非”。所以ZABCD=+ii“与或非”逻辑注：原图中PMOS管源漏极位置画反。题2.6某ＣＭＯＳ器件的电路如题图２.6所示，试写出其逻辑表达式，说明它是什么逻辑电路？解分析：VT1与VT2构成CMOS反相器，VT3与VT4也构成CMOS反相器。VT5与VT6构成CMOS传输门，VT7、VT8与VT9及VT4构成CMOS三态门，而VT10与VT11又构成一反相器。本题分析关键在CMOS传输门与三态门之间的关系。由传输门特性可知，当B=0时，传输门导通，而三态门处于高阻态，所以输出L=A，（经过两个反相器获得）。而为B=1时，传输门截止，而三态门实现反相逻辑，VT8、VT9构成反相器，所以A经过三个反相器后输出到L，即L=A。真值表LABABAB=+=⊕ii从而实现异或逻辑。题2.7在题图２.7所示的放大电路中，已知Ω=====