模电-童诗白(第四版)课后题全解.pdf
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1、模拟电子技术(第四版)童诗白课后习I答案第一章半导体基础知识自测题一、(1)4 (2)x(3)1 (4)x(5)V (6 )x二、(1)A (2)C(3)C(4)B(5)A C三、0)1=1.3V U)2=0 Uo3-1.3V Lb4=2V tb5=2.3V Uo6-2/四、66i=6V tb2=5V五、根据 PcM=200mW 可 得:%E=40V 时 =5m A,%E=30V 时 6=6.67mA,%E=20V 时 6=10mA,%E=10V时 A=20mA,将改点连接成曲线,即为临界过损耗线。图略。六、1、/B =y B B zB E=2ARb%=0 屋=2.6mACE=Vcc-1c%2
2、V6b=6fcE=2Vo2、临界饱和时区ES=%E=0.7 V,所以/VC C-UCES=2.86mA/B=28&ARb=V Q熙 45.4k。,B七、T i:恒 流 区;丁2:夹断区;T3:可变电阻区。习题1.1(1 )AC(2)A(3)C(4)A1.2 不能。因为二极管的正向电流与其端电压成端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。指 数 关 系,当1.3 u 和 o的波形如图所示。1.4 u 和“。的波形如图所示。1.5 6b的波形如图所示。1.6 4D=(V-)/?=2.6mA,rb-51 h=10Q,h=UJfb-mA。1.7(1 )两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和
3、 14V等四种稳压值。(2 )两只稳压管并联时可得0.7V和 6V等两种稳压值。1.8/ZM=PZ.M1UZ=25mA,R=UzJhz=0.24 1.2kQo0.3OTLTLTLTFLT1.9(1 )当 U=10V 时,若仅)=S =6V,则稳压管的电流为4m A,小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。故=-3.33VR+RL当。=15V时,由于上述同样的原因,Uo=5VO当 a =35V 时,=a =5V。(2 )ZDz=(U1 U z)/H =29mA M =25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。1.10(1 )S 闭合。(2)=-年)0 2320,H1rax=(V-UD)/.=7 0 31
4、.1 1 波形如图所示。1.12 60时 6BO=32|JA。1.1 3 选用0=100、九BO=10RA 的管子,其温度稳定性好。1.141.1 5晶体管三个极分别为上、中、下管脚,答案如表管号TiT2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe1.16 当 B=0 时,T 截 止,tto=12Vo当 B=1V时,T 处于放大状态。因为,BQ=BB =601 A ,,CQ=B,BQ=3mA,u。=Vc c IC Q&=9 V小当B=3 V时,T处于饱和状态。因为,BQ=BB-1 6 a A,,CQ=P,BQ=8
5、mA,uo=Vc c,C Q&/RS,管子饱和;U c =UCES=0.5Vo(4)凡2开路,无基极电流,U c=Z c =1 5V。(5)凡2短 路,发射结将烧毁,可能为1 5V。(6)Rc 短路,Uc-Vcc=1 5V o2.7电路如图P2.7所 示,晶体管的后80,分=1 00。分别计算4=8和&=3攵。时的Q点、可、R 和 Ro o解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、均 相 等,它们分别为:2 小映_ 竿3=%。7 6 m A26m V展=*+(1 +)一 1 EQ空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为:UCEQ=VCC-ICQR产 6.2V;A,=一 如 a
6、-308rbe&=&,f 3 3 ;4“九 A产-93%+R.Rn=R=5kCL%=3 A Q 时,静态管压降、电压放大倍数分别为:UCEQ=/V%-3(6 R”2.3VKL+凡4=一伙“&)。-115 4s -A -3 4.7rherhe+RRi=垃 H r1K h%xL3k。Ro=Rc=5kCl o2.8 若将图P 2.7所示电路中的NPN管换成PNP管,其它参数不变,则为使电路正常放大电源应作如何变化?Q 点、4 R,和此变化吗?如变化,则如何变化?若输出电压波形底部失真,则说明电路产生了什么失真,如何消除?解:由正电源改为负电源;Q 点、A、R,和凡不会变化;输出电压波形底部失真对应输
7、入信号正半周失真,对 PNP管而言,管子进入截止区,即产生了截止失真;减小小。2.9 已知图P2.9所示电路中,晶体管6=100,=1.4kQo现已测得静态管压降UcE Q=J,估 算Rb;(2)若测得,和 的 有 效 值 分 别 为/和1 006匕则负载电阻勺为多少?可得:凡=2.62 5左Q。图P2.92.1 0 在图P2.9所示电路中,设静态时4=2泊,晶体管饱和管压降UCES=0.6Vo试 问:当负载电阻&=o o和 凡=3左Q时,电路的最大不失真输出电压各为多少伏?解:由于 I.=2 m A ,所以 Uc m-Vr r Ic oRr=6V o空载时,输入信号增大到一定幅值,电路首先出
8、现饱和失真。故生 文33.82 VV2%=3 K 1时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。故2.1 1 电路如图P2.1 1所 示,晶体管6=1 00,%,=1 00。求电路的Q点、4、6和R。;(2)若改用6=2 00的晶体管,则Q点如何变化?(3)若电容G开 路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?解:(1)静态分析:U RC=-V rr=时&+耳2 C C5kdU a;5叫+Lw,n&h no/,他 仙 300叫 5kQLJ5叫M LT 1B Q-UU B E Q5 Rf+Re=ltnAG=1 AUCEQ=Z c -/EQ(凡+勺+R J =5.7V 图 P2.1
9、 1动态分析:展=狠,+(1 +/)二26m竺V=2.732 0I E Q必.”)一7%+(l+0)R,4=6/%演+(I +0 R/卜 3.7 kQ4=&=5 3(2)p=2 00 时,UBQ=c =2 V (不变);Ri,+RbiI E Q =?Q=1 mA (不变);IB Q=-=5 M(减小);Kf+Ke 1 +夕。强=%-%(4+%+R e)=5.7V (不变 b Ce 开路时,4 =-双&R)&=7.92 (减小);鼠+(1 +0(4 +勺)Re+Rf%=R /%偃%+Q+(&+RfXa4.1kQ (增大);R0=R,=5kQ(不变卜2.1 2 电路如图P2.1 2 所示,晶体管的
10、6=80,=1 kQo求出Q 点;(2)分别求出a=8和凡=3kQ时电路的A、凡和凡。解:(1)求解Q 点:伙 VCC-UB E Q,32 34晚凡+(1 +0 凡/=(1 +如BQ-2.61mAU c EQ=%cG6 “7.1 7V(2)求解放大倍数和输入、输出电阻:a=8时;4 =(1+0R,联+(1+)凡 0.996图 P2.1 24 =与 噎+(1+0凡 引1 0攵。/?z.=3kQ 时;A,(1+夕)(凡4)演+(1 +尸)(凡&)x 0.992&=%麻 +(1 +/?)(”)卜 7 6 2输出电阻:R,=R,/4%+演工37。0 1 +/72.1 3电路如图P2.1 3所 示,晶体
11、管的后60,rhh=1 00。+凡),4.56V4、H,和R。的分析:“(中)取.952 Q,A(._ m),_9 5%演K=6 z 9 5 2 Q ,Ro=R(=3Z O o 设a=1 061/(有效值),则U i=U,=3.2加V;凡+R,t/()=|A|=304w V若 Q 开 路,则:N=晨+(l+m.J 5 1.3AQ,-L 5KeU;=U,=9 6 W ,&=|4“|u =14.4W。R s+Ri 1 H|2.1 4 改正图P2.14所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。解:(a)源极加电阻Rs;(b)漏极加电阻RD;(c)输入端加耦合电容;(d)
12、在Rg支路加-论G,+16D改为-%D改正电路如解图P2.14所示。(c)(d)解图P2.142.15已知图P2.21(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。(1)利用图解法求解。点;(2)利用等效电路法求解用、/?,和&o图 P2.15解:(1)在转移特性中作直线G S=T。叫,与 转 移 特 性 的 交 点 即 为Q点;读 出 坐 标 值,得出/3 =mA,UGSQ 2V o 如解图 P2.15(a)所不。解图P2.21在输出特性中作直流负载线如S=%DTD(扁+K),与。0=-2 V 的那条输出特性曲线的交点为Q点,UDSQ X 3 V 如解图P2.21(
13、b)所示。(2)首先画出交流等效电路(图 略),然后进行动态分析。西7 7二=i w/vU GS(啪)A =-g,%=5;K=Rg=lMQ;R=Rd=5kQ2.16 已知图P2.16(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。求解电路的Q 点和A,。图 P2.16解:求。点:根据电路图可知,UGSQ=%G=3V。从转移特性查得,当UGSO=3V时的漏极电流:/00=1加4因此管压降 5阳=%=5丫。(2)求电压放大倍数:4,=-g“R=-2 02.17 电路如图P2.17所示。(1)若输出电压波形底部失真,则可采取哪些措施?若输出电压波形顶部失真,则可采取哪些措施?(2)若想增大|AJ,
14、则可采取哪些措施?解:(1 )输出电压波形底部失真,类似于NPN型三极管的饱和失真,应降低Q,故可减小段或增大R、Rs;若输出电压波形顶部失真,则与上述相反,故可增大Q 或减小用、Rs。(2)若 想 增 大,就要增大漏极静态电流以增大g,“,故 可 增 大&或 减 小 用、Rs。2.18 图 P2.18中的哪些接法可以构成复合管?标出它们等效管的类型(如 N PN 型、PN P型、N 沟道结型.)及管脚(b、e、c、d、g、s)。(a)(b)(c)图 P2.18(d)解:(a)不能。(b)不能。(c)构成N P N 型 管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。(d)不能。(e)不能。构成P
15、 N P型 管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。(g)构 成 NPN型 管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。第 3 章多级放大电路自测题一、现有基本放大电路:A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路D.共 源 电 路 E.共漏电路根据要求选择合适电路组成两级放大电路。(1)要求输入电阻为12至2 kQ,电压放大倍数大于3000,第一级应采用(A),第二级应采用(A)。(2)要求输入电阻大于10W ,电压放大倍数大于300,第一级应采用(D),第二级应采用(A)。(3)要求输入电阻为100始 200抬,电压放大倍数数值大于100,第一级应采用(B),第二级应采用(A)。(4)要求
16、电压放大倍数的数值大于10,输入电阻大于10的,输出电阻小于100。,第一级应采用(D),第二级应采用(B)。(5)设信号源为内阻很大的电压源,要求将输入电流转换成输出电压,且=|牛 卜 100。,输出 电 阻R。0,则应如何调节凡2的 值 才 能 使=0?若 静 态=0 I/,贝 Ua2=?,电压放大倍数为多少?解:(1)石管的集电极电流/C3=(UZUBEQ3)/&3=0-3 以静态时7T管和石管的发射极电流/E I=/E2=0 1 5M(2)若静态时0,则应减小凡2。当%=0 时=0,7;管的集电极电流/版4=%/6 4=6 九 4。26/?V“2=分+(1 +0 R 35K l。02图
17、 T3-3展4=%,+(1+)26mV,E Q 4a 8.9 人 O4 i=/凡2 展4+(1+尸)6/-h 13.3A)2-%+(1 +)凡4a 18.3A =A,IA,2 335习题3.1判断图P3.1所示各两级放大电路中 不和石管分别组成哪种基本接法的放大电路。设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。图 P3.1解:(a)共 射,共基(b)共射,共射(c)共射,共射(d)共 集,共基(e)共 源,共集 共 基,共集3.2 设图P3.2所示各电路的静态工作点均合适,分别画出它们的交流等效电路,并 写 出 凡、鸟 和 此的表达式。(a)(b)(c)(d)图 P3.2解:(1)图示各电路的交流
18、等效电路如解图P3.2所示。各电路的A“、凡 和 凡 的 表 达 式 分 别 为::A片 鼠+(1 +四 网 (1 +乩)&N +rberhe2+(1 +夕2/3K =R+rbe R 殳1土1+A(0).aA 7 H-(-1-+-片-)-(-为-/-/-4-/-/-展-2-)-(-J-3-2-R-)%+(1+4)凡心)kK=R a+(1+片)(鸟62);氏=氏g.4 _ 4/?2 +(1 +相 色&.a -L-j%+用 展2+(四解用=鸟+&1 ;K,=尺3(d):A,=-gm(&/&k)H 始)rbe2(b)(d)解图P3.23.3基本放大电路如图P3.3(a)、(b)所 示,图(a)虚线框
19、内为电路I,图(b)虚线框内为电路II。由电路I、II组成的多级放大电路如图(c)、(d)、(e)所 示,它们均正常工作。试说明图(c)、(d)、(e)所示电路中(1)哪些电路的输入电阻较大;(2)哪些电路的输出电阻较小;(3)哪个电路的电压放大倍数最大。(d)(c)图 P3.3解:(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻比较大;(2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻比较小;(3)图(e)所示电路的电压放大倍数最大。3.4 电路如图P3.I(a)(b)所 示,晶体管的6 均 为 1 5 0,均为2&Q,。点合适。求解4、尺和解:在图(a)所示电路中.4=2 2 5;rbe%2A=A l -A
20、,2 -2 2 5舄=R、H%/rM a L35A C;&,=%=3K1。在图(b)所示电路中.一旦比遢6;一强=-75rbel 演 2认=4/2 1 02 00.=(+&)如 H 22;氏=&=也。3.5 电路如图P3.I、(e)所 示,晶体管的6 均为2 0 0,%均 为 女 Q。场效应管的枷为15mS;Q 点合适。求解A、K 和 凡。解:在图(c)所示电路中4 =_(/演2)125 ;&,=_ 必=733.3%24 =A i ,4/2 x 1 6666.7;&=R H rb e X 3 k Q;Ro=7?4=2 k。在图(e)所示电路中A.=金4+(1+力)&。g“,鸟”3。4 2=-一
21、(M3“1演+(1+尸)&4 =4 4,2 -30;Ri=R=1 0 M Q ;Rn=&/彳 x 2 5。3.6 图 P3.6所示电路参数理想对称,晶体管的6 均 为 100,rhh=100Q,UBEQ 0.7 V o 试 求 力 的滑动端在中点时 管和T2管的发射极静态电流IE0以及动态参数4 和Ri。T2/4(r-IAV10+O-ll图 P3.6图 P3.7解:小滑动端在中点时不管和石管的发射极静态电流分析如下:.UBEQ+,E Q,+2 1 EQR=VEE丝。O-517mA A3+2R2 e动态参数4 和用分析如下:26 7 v=.+(1 +/?)-5.18QI EQAd、+皆)2 2
22、-4=2 噎+(1+夕 阳 尸 20.5%。3.7电路如图P3.7所 示,不 和“两管的6 均为140,%均 为 4kQ。试问若输入直流信号”“=20m V,u,2=Q m V,则电路的共模输入电压为c=?差 模 输 入 电 压=?输 出 动 态 电 压=?解:电路的共模输入电压“匕、差模输入电压对、差模放大倍数4和动态电压4%分 别 为:ulc=巴 丁 U!2-1 5mV;uId uIX-u/2=lOmV%=AMVQS,MOSFET 处于非饱和状态-%(优 乂-V=ix0.1%xl02(5-0.8)x0.2-0.22=0.82mA(d)当%=%=5丫时,%-%(,),MOSFET处于饱和状态
23、=件X%-%的)2 皂 x 0.1%x 10 x(5-0.8)2=8.82/M4-4 N 沟道 EMOSFET 的 VGs(th)=1V,pnCox(W/L)=0.05mA/V2,VGS=3VO 求 VDS分别为 1V和 4V时的lDo解:(1 )当/=1V时,由 于%(向=3V-1V=2V即/,N-EMOSFET工作于非饱和区=乩 以 华)2(%-匕/.x0.05%2(3-l)x l-l2=0.75 核(2)当 喂=4V时,由 于%(向,N-EMOSFET工作于饱和区 件X&-商=1x0.05%(3-1)2=0.1mA4-5 EMOSFET的VA=50V,求 EMOSFET工作在1mA和 1
24、0mA时的输出电阻为多少?每种情况下,当VDS变化10%(即VDS/VDS=10%)时,漏极电流变化(AID/ID)为多少?解:(1 )当/。=1 加工,匕=50V时q a=骰=5()K。o ID tnA当/o=10mA,%=50V 时乙o方=骷=5KQID 10 认(2)当V“s变化10%时,即 矍=10%AVncd 丁 y _ M _、DS%由于A/D 一也 S D,In-_ 1。%5 _ 1。外 _ JO%1/一 至 kF喂=0.2%(对二种情况都一样)或者:由于=长M产 g s%=先警 3 0 2%普=0.2%嚷4-6 一个增强型 PMOSFET 的|JpCx(W/L)=80pAA/2
25、,VGs(th)=-1.5V,A=-0.02V-1,栅极接地,源极接+5V,求下列情况下的漏极电流。(a)VD=+4V;(b)VD=+1.5V;(c)VD=0V;(d)VD=-5V;解:根据题意%=%-匕=0-5V=-5 V%=-1.5V,P-EMOSFET 导通(以 僧)=8 0%=0.0 8%,2=-0.02(a)当%=M V时,由于此时%=%=0 V 4V=T V%.(,)P-EMOSFET处于非饱和状态-E/C式豹|2(%一%向 底-唱 =/。.08%2(-5 +1.5卜1)一(-1月=0.24/1A(b)当%=+L5V 时,此时=0V-L5V=-L5V=%(,)P-EMOSFET处于
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