模拟电子技术作业题解答

模拟电子线路作业题参考答案第1章1.1在一本征硅中，掺入施主杂质，其浓度DN=21410cm3。（1）求室温300K时自由电子和空穴的热平衡浓度值，并说明半导体为P型或N型。（2若再掺入受主杂质，其浓度AN=31410cm3，重复（1）。解：（1）已知本征硅室温时热平衡载流子浓度值in=5.11010cm3，施主杂质DN=21410cm3in=5.11010cm3，所以可得多子自由浓度为0nDN=21410cm3少子空穴浓度0p=02nni=125.1610cm3。该半导体为N型。（2）因为DANN=14101cm3in，所以多子空穴浓度0p14101cm3少子电子浓度0n=02pni=25.2610cm3。该半导体为P型。1.3二极管电路如图1.3所示。已知直流电源电压为6V，二极管直流管压降为0.7V。（1）试求流过二极管的直流电流。（2）二极管的直流电阻DR和交流电阻Dr各为多少？解：（1）流过二极管的直流电流也就是图1.3的回路电流，即DI=A1007.06=53mA(2)DR=AV310537.0=13.2Dr=DTIU=AV3310531026=0.491.4二极管电路如题图1.4所示。（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载LR的电流为多少？（2）设二极管可看作是恒压降模型，并设二极管的导通电压7.0)(onDUV，试问流过负+6VDR100图1.3载LR的电流是多少？（3）设二极管可看作是折线模型，并设二极管的门限电压7.0)(onDUV，20onDr，试问流过负载的电流是多少？（4）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少？（5）增加电源电压E，其他参数不变时，二极管的交流电阻怎样变化？解：（1）100LREImA（2）93)(LonDRUEImA（3）5.77)(DLonDRRUEImA（4）0I或SII（5）E增加，直流电流DI增加，交流电阻DTIU下降。1.6在图1.6所示各电路中，设二极管均为理想二极管。试判断各二极管是否导通，并求Uo的值。题图1.6解：(1)在图(a)中，V2导通，V1截止，U0＝5V。(2)在图(b)中，V1导通，V2截止，U0＝0V。(3)在图(c)中，V1、V2均导通，此时有VRRRRREU984.12)051.0//1(426)//(4321401.7二极管限幅电路如图1.7(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型，且UD(on)=0.7V。若ui＝5sinωt(V)，试画出u0的波形。D题图1.410V+ERL100题图1.7解：(1)在图(a)中：当ui＞一2.7V时，V管截止，u0＝一2V；当ui≤一2.7V时，V管导通，u0＝ui+0.7。当ui＝5sinωt(V)时，对应的u0波形如图答图1.7(a)所示。(2)在图(b)中：当ui＞1.3V时，V管截止，u0＝ui；当ui≤1.3V时，V管导通，u0＝1.3V。其相应波形如答图1.7(b)所示。答图1.71.9在题图1.9(a)所示电路中，二极管等效为恒压降模型。已知输入电压u1、u2的波形如题图1.9(b)所示，试画出u0的波形。题图1.9解：该电路为高电平选择电路，即u1、u2中至少有一个为3V，则u0＝3一0.7＝2.3V。u1、u2均为0时，uo＝一0.7V。其波形答图1.9(c)所示。答图1.91.10在题图1.10所示电路中，设稳压管的Uz＝5V，正向导通压降为0.7V。若ui＝10sinωt(V)，试画出u0的波形。题图1.10解：当ui≥5V时，Vz击穿，u0＝5V。当ui≤一0.7V时，Vz正向导通，u0＝一0.7V。当一0.7V＜ui＜5V时，Vz截止，u0＝ui。由此画出的u0波形如答图1.10所示。答图1.101.11稳压管电路如题图1.11所示。（1）设%)101(20iUV，稳压管ZD的稳定电压ZU=10V，允许最大稳定电流maxZI=30mA，minZI=5mA,minLR=800,maxLR=。试选择限流电阻R的值。（2）稳压管的参数如（1）中所示，R=100，LR=250，试求iU允许的变化范围。解：（1）因为400301022mAV)(IIUURminLminZZmaximin式中，因maxLR，所以minLI=0，22102020.UmaxiV45751251018mA).(V)(IIUURmaxLminZmZminimax式中5.1280010maxLImA,).(Umini102020V=18V选择R应满足：400R457(2)当250LR时，4025010LImA。当ZI达到最大时，1710104030.)(UR)II(UZLmaxZmaxi（V）当ZI为minZI时，5141010405..)(UR)II(UZLminZmini（V）即iV的变化范围是14.5~17V。第2章2.1已知晶体管工作在线性放大区，并测得个电极对地电位如题图2.1所示。试画出各晶体管的电路符号，确定每管的b、e、c极，并说明是锗管还是硅管。2.3已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图2.3所示，试判别各晶体管的工作状态（放大、饱和、截止或损坏）。题图（a）3AX为PNP锗管，30.UBEV（正偏），74.UCEV（反偏），放大状态题图（b）：e结反偏，c结反偏，截止状态题图（c）：e结正偏，c结正偏，饱和状态题图（d）：e结开路，晶体管损坏2.6某晶体管的共射输出特性曲线如题图2.6所示（1）求IBQ=0.3mA时，Q1、Q2点的β值。（2）确定该管的U(BR)CEO和PCM。-5V-0.3V0V3AX81(a)12V3V0V(d)3DG86.6V6.3V7V3CG21(c)8V2.5V3V(b)3BX1题图2.38V0V0.7V硅NPN-8V0V-0.7V硅PNP1V4V3.7V锗PNP9V4.3V锗NPN4V题图（a）：题图（b）：题图（c）：题图（d）：0.7V8V0V(a)-0.7V-8V0V(b)4V1V3.7V(c)4V4.3V9V(d)题图2.1题图2.6解：（1）Q1点：。点：0,502Q（2）。mWPVUCMCEOBR330,40)(2.7硅晶体管电路如题图2.7所示。设晶体管的7.0)(onBEUV，100。判别电路的工作状态。解：。。因而管子处于截止状态中，由于在题图VUU,UaCCCBE120题图（b）：因0BEU而使发射结导通，假设管子工作在放大状态。则有ARRIEBBQ25)1(7.015，mAIIBQCQ5.2，VVUCEQ7.0)(5.735.215，故假设成立，管子处于放大状态。题图（c）：因0BEU而使发射结导通，假设管子工作在放大状态。则有AIBQ71，1.7CQImA，VVUCEQ7.03.6)12(1.715不可能，表明晶体管处于饱和状态。2.9晶体管电路如题图2.9所示。已知β＝100，UBE＝0.3V(1)估算直流工作点ICQ、UCEQ。9V1VD0.3V（a）TRB470kRC2kRE1k（b）TRB100kRC2kRE1k（c）15V15V题图2.7(2)若偏置电阻RB1、RB2分别开路,试分别估算集电极电位UC值，并说明各自的工作状态。(3)若RB2开路时要求ICQ＝2mA，试确定RB1应取多大值。题图2.9VRRIUUUmARUIVURRRUCECQCCECQCEQERBCQCCBBBRB4.5)23.1(212(23.13.09.23.09.212154715)1()22122解：（2）当RB1开路时，IBQ=0，管子截止。UC=0。当RB2开路时，则有VRRRUUUIImARRUUImARRUICECsatCECCCsatBBCEsatCECCsatBEBCCB1.723.123.012035.0100)23.1(3.012)(066.03.1101473.012)1(3.0)()()()(1状态。此时，所以晶体管处于饱和因为KRmARRRUUIRBBEBBECCCQB45423.11013.012100)1()3(1112＝由此解得开路时，由于当2.14试判别题图2.14所示各电路能否对正弦信号进行电压放大？为什么？各电容对电信号可视作短路。(e)(f)题图2.14解：图（a），输出信号被短路，不能进行电压放大。图（b），输入信号被BC短路，不能进行电压放大。图（c），e结零偏，管子截止，不能正常放大。图（d），e结零偏，不能进行放大。UCCRBRCC2REC1ui++uoTCECB(a)UCCRBC2REC1ui++voT(b)(c)RBRCC2RCC1ui++uoTUCCRCC2REC1ui+T(d)RBREuouiuiui图(e)，会使e结烧坏且输入信号短路，电路不能正常放大。图(f)，电路可以正常放大。2.17放大电路如图2.17（a）所示，正常工作时静态工作点为Q。（1）如工作点变为图2.17（b）中的'Q和''Q，试分析是由电路中哪一元件参数改变而引起的？（2）如工作点变为图2.17（c）中'Q和''Q的，又是电路中哪一元件参数改变而引起的？解：（1）CCU不变，BQI不变，故BR不变。斜率变，故CR变化，若CR减小，移至Q，CR增加，移至Q。（2）负载线斜率不变，故CR不变。CCU变，BQI不变，故BR变。若CCU，BR增加，工作点移至Q，反之，CCU，BR下降，工作点移至Q。2.18放大电路及晶体管三极管的输出特性如题图2.18（a）和（b）所示。设0)(onBEU，各电容对信号视作短路。（1）晶体管的和cer各为多少？（2）在图2.18（b）上作直流负载线和交流负载线。（3）如图2.18（a）电路中加接2LRk的负载，重复（2）。（4）当kkRRRLCL2//2//'时，为得到最大的输出电压振幅值Uom，工作点如何选取（调节BR）？此时Uom=？BR的值又应为多少?C1RBRCC2TRL+uo(a)+uiUCC0uCE(b)ic''Q'QQUCC0uCE(c)ic''Q'QQUCC题图2.17解：（1）输出特性理想化，100,r,UceA。（2）先求工作点20100500121EB)on(BECCBQR)(RUUI（A），直流负载线CECCCCCEI)RR(IUU312，取两点VU,I;mAI,UCECCCE12040，可得直流负载线如图2.18（b）中①线，工作点Q(6CEQUV，2CQImA)，交流负载线的斜率为211CR，可得图2.18（b）中②线（交流负载线）。（3）此时直流负载线不变，仍如图2.14（b）中①线，而交流负载线的斜率为11//1LCRR，如图2.18（b）中③线。（4）为得最大omU，工作点应选在交流负载之中点。将图2.18（b）中③线（LR'=1k）平移使之与直流负载线①线的交点是此交流负载线之中点，即'Q点（3CEQ'UV，3'CQImA）。此时，omU=3V。调节BR使30'BQIA，则36101011211030BEBonBECCRR)(RUU，解得300BRk。C1RB500kRC2kC2T+uo(a)CERE1k(b)题图2.182468101221345610A20A30A40A50A60AuCE/ViCE/mA'QQ①②③④0ui+2.20放大电路如题图2.20（a）所示，已知β＝50，UBE=0.7V，UCES=0，RC=2K