模拟电子技术基础简明教程(第三版) 杨素行 课后答案

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习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。解：在20℃时的反向电流约为：2

3

10 A 1.25 A

在80℃时的反向电流约为：23 10 A

80 A

+

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习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流IZ、动态电阻rZ以及温度系数αU，是大一些好还是小一些好？

答：动态电阻rZ愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。

一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流IZ愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。

温度系数αU的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。

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习题1-6 某稳压管在温度为 ℃,工作电流为 mA时， 某稳压管在温度为20℃ 工作电流为5 习题 时 稳定电压U 稳定电压 Z=10V,已知其动态内阻 Z=8 ,电压的温度系 ，已知其动态内阻r 试问： 数α U=0.09%/ ℃,试问： / 当温度不变，工作电流改为20 约为多少？ ①当温度不变，工作电流改为 mA时， UZ约为多少？ 时 当工作电流仍为5 ②当工作电流仍为 mA,但温度上升至 ℃时， UZ约为 ，但温度上升至50℃ 多少？ 多少？ 3 解： ① U Z = I Z rZ = (20 5) ×10 × 8 = 0.12V

U Z = 10 + 0.12 = 10.12V

② U Z U Z = αU T = 0.09% × (50 20) = 2.7%U Z = 10 × (1 + 2.7% ) = 10.27

习题1-7 在下图中，已知电源电压 = 10V,R = 200 , 在下图中，已知电源电压U 习题 ， RL=1k ,稳压管的 Z = 6V,试求： 稳压管的U ,试求： ①稳压管中的电流 IZ = ? 当电源电压U升高到 升高到12V时， IZ 将变为多少？ 将变为多少？ ②当电源电压 升高到 时 仍为10V,但 RL改为 改为2k 时， IZ 将变为多少？ 将变为多少？ ③当 U仍为 仍为 ， R U 解：① I RL = Z = 6mA + RL IZ U VDZ U UZ I= = 20mA R

RL

∴ I Z = I I RL = 20 6 = 14mAU UZ = 30mA R

② I=

∴ I Z = I I RL = 30 6 = 24mA ∴ I Z = I I RL = 20 3 = 17 mA

③ I RL =

UZ = 3mA RL

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习题1-8 设有两个相同型号的稳压管，稳压值均为 ， 设有两个相同型号的稳压管，稳压值均为6V, 习题 当工作在正向时管压降均为0.7V,如果将他们用不同的方 当工作在正向时管压降均为 ， 法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值？ 法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值？试画出 各种不同的串联方法。 各种不同的串联方法。

+

+

+

(1) 12V

(1) 6.7V

(1) 1.4V

习题1-9 一个三极管的输出特性如图所示， 一个三极管的输出特性如图所示， 习题 试在图中求出u ①试在图中求出 CE=5V, iC =6mA处的电流放大系数 β 、α 、 , 处的电流放大系数 β 和 α,并进行比较。 并进行比较。 ②设三极管的极限参数为IC M=20mA, U(BR)CEO =15V, PCM 设三极管的极限参数为 ， , =100mW, 试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。 ,

试在特性曲线图中画出三极管的安全工作区。 解：① 由图可得： 由图可得：α≈iC 6 = = 0.993 iE 6.04iB = 100 µ A

i 6 β≈ C = = 150, iB 0.04

β≈

iC 9 3.2 = = 145, iB 0.06 0.02

80µ A60 µ A 40 µ A 20 µ A 0µ A

i 9 3.2 α≈ C = = 0.993 iE 9.06 3.22

②

安全 工作区

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习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流ICBO=1μA，

β=30；试估算该管在50℃的ICBO和穿透电流ICEO大致等于多少。已知每当温度升高10℃时，ICBO大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。解：20℃时，ICEO 1 ICBO 31 A

50℃时，ICBO 8 A

0 1 1%

t t0

50 20

30 1 1%

30 1 30 1% 39

ICEO 1 ICBO 320 A 0.32mA

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习题1-12一个实际PNP型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12(a)和(b)所示。

①查看该三极管的穿透电流ICEO约为多大？输入特性的死区电压约为多大？

②为了使PNP型三极管工作在放大区，其uBE和uBC的值分别应该大于零还是小于零？并与NPN型三极管进行比较。解：①查图可知，ICEO=0.5mA，死区电压约为0.2V；

②为了使三极管工作在放大区，对PNP型：uBE<0，uBC>0；对NPN型：uBE>0，uBC<0。

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解：判断

依据： 判断依据： NPN型： uBE>0, uBC <0,放大； uBE>0, uBC >0,饱和； 型 ， ,放大； , ,饱和； uBE<0, uBC <0,截止。 , ,截止。 PNP型： uBE<0, uBC >0,放大； uBE<0, uBC <0,饱和； 型 ， ,放大； , ,饱和； uBE>0, uBC >0,截止。 , ,截止。+5V +0.7V +2V +12V -5.3V 0V +10.75V +10.3V

0V (a)

+12V (b)

-6V (c)

+10V (d)

放大

截止

放大

饱和

-5V +0.3V +4.7V

+4.7V -1.3V

-10V +11.7V

+8V

0V (e)

+5V (f)

-1V (g)

+12V (h)

截止

临界饱和

放大

放大

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习题1-14 已知图 已知图P1-14(a)~(f)中各三极管的β均为 ， 习题 中各三极管的 均为50, UBE≈ 0.7V,试分别估算各电路中的 C和uCE,判断它们各自 ，试分别估算各电路中的i 工作在哪个区(截止、放大或饱和),并将各管子的i ),并将各管子的 工作在哪个区(截止、放大或饱和),并将各管子的 C和 uCE对应在输出特性曲线上的位置分别画在图 对应在输出特性曲线上的位置分别画在图P1-14(g)上。 上 2k 20k 2V (a) I B = 0.065mA 10V 200k 2k 10V (b) I B = 0.0465mA

I C ≈ 3.25mA U CE = 3.55V 三极管工作在放大区， 三极管工作在放大区， 见图P1-14(g)中 A点。 见图 中 点

I C ≈ 2.325mA U CE = 5.35V三极管工作在放大区， 三极管工作在放大区， 见图P1-14(g)中 B点。 中 点 见图

2k 20k 10V (c) 20k

2k 10V

2V

I B = 0.465mA I C ≈ 23.25mA U CE = 36.5V以上算出的I 以上算出的 C 与 UCE值是荒谬 的，实质上此时三极管巳工作 在饱和区， 在饱和区，故 IB =0.465 mA, , IC≈ VCC/ RC=5mA, UC E=UCES , ≈ 0.3V,见图 ，见图P1-14(g)中 C点。 中 点

(d) IB ≈ 0

IC ≈ 0 U CE ≈ VCC = 10V三极管工作在截止区， 三极管工作在截止区， 见图P1-14(g)中 D点。 中 点 见图

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20k 20k 200k 10V (e) (c) 10V

IB ≈ 0 IC ≈ 0 U CE ≈ VCC = 10V三极管工作在截止区， 三极管工作在截止区， 见图P1-14(g)中 E点 见图 中 点 点重合)。 (与 D点重合)。 点重合

I B = 0.0465mA I C ≈ 2.325mA U CE = VCC = 10V三极管工作在放大区， 三极管工作在放大区， 见图P1-14(g)中 F点 。 见图 中 点

C A B F

图 P1-14(g)

D、 E 、

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习题1-15 分别测得两个放大电路中三极管的各极电位如图 习题 P1-15所示。试识别它们的管脚，分别标上 、 b、 c,并判断 所示。 所示 试识别它们的管脚，分别标上e、 、 , 这两个三极管是NPN型还是 型还是PNP型，硅管还是锗管。 这两个三极管是 型还是 型 硅管还是锗管。

1 3 (+3V) 2 (+3.2V) (+9V) (a)

1 3 (-11V) 2 (-6.7V) (-6V) (a)

解：本题的前提是两个三极管均工作在放大区。 本题的前提是两个三极管均工作在放大区。 (a)1——发射极 ， 3——基级 ， 2——集电极 ，三极管 发射极e, 基级b, 集电极c, 发射极 基级 集电极 类型是NPN锗管。 锗管。

类型是 锗管 (b)2——发射极 ， 3——基级 ， 1——集电极 ，三极管 发射极e, 基级b, 集电极c, 发射极 基级 集电极 类型是PNP硅管。 硅管。 类型是 硅管

习题1-16 已知一个 沟道增强型 已知一个N沟道增强型 沟道增强型MOS场效应管的输出特性 习题 场效应管的输出特性 曲线如图P1-16所示。试作出uDS =15V时的转移特性曲线，并 所示。试作出 时的转移特性曲线， 曲线如图 所示 时的转移特性曲线 由特性曲线求出该场效应管的开启电压U 由特性曲线求出该场效应管的开启电压 GS(th)和 IDO值，以及 时的跨导g 当 uDS =15V, uGS =4V时的跨导 m。 , 时的跨导 uDS =15V

由图可得，开启电压 由图可得，开启电压UGS(th)=2V, IDO =2.5mA, , ,

gm =

iD 4 1.2 = = 2.8mS uGS 4.5 3.5

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习题1-17试根据图P1-17所示的转移特性曲线，分别判断各相应的场效应管的类型（结型或绝缘栅型，P型沟道或N型沟道，增强型或耗尽型）。如为耗尽型，在特性曲线上标注出其夹断电压UGS(off)和饱和漏极电流IDSS；如为增强型，标出其开启电压UGS(th)。

(a)绝缘栅型N沟道增强型；(b)结型P沟道耗尽型；(c)绝缘栅型N沟道耗尽型；(d)绝缘栅型P沟道增强型。

习题1-18已知一个N型沟道增强型MOS场效应管的开启电压UGS(th)

= +3V，IDO=4mA

，请示意画出其转移特性曲线。

习题1-18图

习题1-19图

习题1-19已知一个P型沟道耗尽型MOS场效应管的饱和漏极电流IDSS= -2.5mA，夹断电压UGS(off)=4V，请示意画出其转移特性曲线。

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习题2-1试判断图P2-1中各电路有无放大作用，简单说明理由。

答：(a)无放大作用（发射结反偏）；

(b)不能正常放大（发射结无直流偏臵）；(c)无放大作用（集电结无直流偏臵）；(d)无放大作用（发射结无直流偏臵）；(e)有放大作用（是射极跟随器）；(f)无放大作用（输出交流接地）；(g)无放大作用（输入交流接地）；(h)不能正常放大（栅极无直流偏臵）；(i)无放大作用（电源极性接反）；

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+VCC R3 R1 R4 + & U R4 +i

R2

R5

-

R1

R2

& Uo-

(b)直流通路 直流通路

(b)交流通路 交流通路

Rb2 Rb1

+VCC + & U′i

Re

(c)交流通路 交流通路

′ RL

(c)直流通路 直流通路

& N & 图 (c)中， U i′ = 2 U i 中 N1

N ′ RL = 3 RL N4

2

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习题2-3在NPN三极管组成的单管共射放大电路中，假设电路其他参数不变，分别改变以下某一参数时，试定性说明放大电路的IBQ、ICQ和UCEQ将增大、减少还是基本不变。①增大Rb；②增大VCC；③增大β。

答：①增大Rb，则IBQ减少，ICQ减少，UCEQ增大。

②增大VCC，则IBQ增大，ICQ增大，UCEQ不确定。③增大β，则IBQ基本不变，ICQ增大，UCEQ减少。

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习题2-5 设图 设图P2-5中的三极管β =100,UBEQ =0.6V, 习题 中的三极管 ， , VCC=12V, Rc=3k ,Rb=120k 。求静态工作点处的 ， IBQ、 ICQ 和UCEQ值。 Rc 解： 3k +VCC 120k + C1 VCC = ( I CQ + I BQ ) Rc + I BQ Rb + U BEQ Rb iC + uO = ( β + 1) Rc + I BQ Rb + U BEQ iB uI V U BEQ I BQ = CC = 0.027mA (1 + β ) Rc + Rb

U CEQ = VCC ( I CQ + I BQ ) Rc = 3.82V

习题2-6 设图 设图P2-6(a)中 ： Rb=510k ,Rc=10k ,RL=1.5k , 习题 中 VCC =10V。三极管的输出特性曲线如图(b)所示。 。三极管的输出特性曲线如图 所示。 所示 试用图解法求出电路的静态工作点， ①试用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选 得是否合适； 得是否合适； ②在 VCC和三极管不变的情况下，为了把三极管的静态集电极 和三极管不变的情况下， 电压U 提高到5V左右 可以改变那些参数？如何改法？ 左右， 电压 C EQ提高到 左右，可以改变那些参数？如何改法？ 和三极管不变的情况下，为了使I ③在 VCC和三极管不变的情况下，为了使 CQ=2mA, UCEQ =2V, , , 应改变那些参数？改成什么数值？ 应改变那些参数？改成什么数值？ Rb C1 + & U (a) +i

Rc

+VCC C + 2 RL

+

& Uo(b)

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Q1

解：①可先用近似估算法求IBQ 可先用近似估算法求

10 0.7 ≈ 0.02mA = 20 µ A Rb 510 直流负载线方程： 直流负载线方程： uCE = VCC iC RC = 10 10iC I BQ = =静态工作点Q 点处， 静态工作点 l 点处， U CEQ ≈ 0.5V ,

VCC U BEQ

I CQ ≈ 0.95mA

由图可见Q 点靠近饱和区，易产生饱和失真。 由图可见 1 点靠近饱和区，易产生饱和失真。

提高到5V左右 可同时减小只R 左右， 如图中Q ②为将UCEQ 提高到 左右，可同时减小只 c和Rb,如图中 2 为将 也可以R 不变，减小R 不变，增大R 点，也可以 b不变，减小 c;或 Rc不变，增大 b;或同时增大 Rc和 Rb等。

Q2Q1