(电子行业企业管理)模拟电子技术基础学习指导与习题解答(谢红主编)第三章思考题与习题
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第一章思考题与习题解答1-1 名词解释半导体、载流子、空穴、自由电子、本征半导体、杂质半导体、N型半导体、P型半导体、PN结。
解半导体——导电能力介乎于导体与绝缘体之间的一种物质。
例如硅(Si)和锗(Ge),这两种半导体材料经常用来做晶体管。
载流子——运载电流的粒子。
在导体中的载流子就是自由电子;半导体中的载流子有两种,就是自由电子与空穴,它们都能参加导电。
空穴——硅和锗均为共价键结构,属于四价元素。
最外层的四个电子与相邻原子最外层电子组成四个共价键,每一个共价键上均有两个价电子运动。
当环境温度升高(加热或光照)时,价电子获得能量摆脱原子核与共价键对它的束缚进入自由空间成为自由电子,在原来的位置上就出现一个空位,称为空穴。
空穴带正电,具有吸引相邻电子的能力,参加导电时只能沿着共价键作依次递补式的运动。
自由电子——位于自由空间,带负电,参加导电时,在自由空间作自由飞翔式的运动,这种载流子称为自由电子。
本征半导体——不掺任何杂质的半导体,也就是指纯净的半导体,称为本征半导体。
杂质半导体——掺入杂质的半导体称为杂质半导体。
N型半导体——在本征硅(或锗)中掺入微量五价元素(如磷P),就形成含有大量电子的N型杂质半导体,又称电子型杂质半导体,简称N型半导体。
P型半导体——在本征硅(或锗)中掺入微量的三价元素(如硼B),就形成含大量空穴的P型杂质半导体,又称空穴型杂质半导体,简称P型半导体。
PN结——将一块P型半导体与一块N型半导体放在一起,通过一定的工艺将它们有机地结合起来,在其交界面上形成一个结,称为PN结。
1-3 选择填空(只填a、b…以下类同)(1)在PN结不加外部电压时,扩散电流漂移电流。
(a.大于,b.小于,c.等于)(2)当PN结外加正向电压时,扩散电流漂移电流。
(a1.大于,b1.小于,c1.等于)此时耗尽层。
(a2.变宽,b2.变窄,c2.不变)(3)当PN结外加反向电压时,扩散电流漂移电流。
模拟电子技术第三章习题与答案第三章习题与答案3.1 问答题:1.什么是反馈?答:在电子线路中,把输出量(电压或电流)的全部或者一部分,以某种方式反送回输入回路,与输入量(电压或电流)进行比较的过程。
2.什么是正反馈?什么是负反馈?放大电路中正、负反馈如何判断?答:正反馈:反馈回输人端的信号加强原输入端的信号,多用于振荡电路。
负反馈:反馈回输入端的信号削弱原输入端的信号,使放大倍数下降,主要用于改善放大电路的性能。
反馈极性的判断,通常采用瞬时极性法来判别。
通常假设某一瞬间信号变化为增加量时.我们定义其为正极性,用“+”表示。
假设某一瞬间信号变化为减少量时,我们定义其为负极性,用“-”表示。
首先假定输入信号某一瞬时的极性,一般都假设为正极性.再通过基本放大电路各级输入输出之间的相位变化关系,导出输出信号的瞬时极性;然后通过反馈通路确定反馈信号的瞬时极性;最后由反馈信号的瞬时极性判别净输入是增加还是减少。
凡是增强为正反馈,减弱为负反馈。
3.什么是电压负反馈?什么是电流负反馈?如何判断?答:根据反馈信号的取样方式,分为电压反馈和电流反馈。
凡反馈信号正比于输出电压,称为电压反馈;凡反馈信号正比于输出电流,称为电流反馈。
反馈信号的取样方式的判别方法,通常采用输出端短路法,方法是将放大器的输出端交流短路时,使输出电压等于零,如反馈信号消失,则为电压反馈,如反馈信号仍能存在,则为电流反馈。
这是因为电压反馈信号与输出电压成比例,如输出电压为零,则反馈信号也为零;而电流反馈信号与输出电流成比例,只有当输出电流为零时,反馈信号才为零,因此,在将负载交流短路后,反馈信号不为零。
4.什么是串联负反馈?什么是并联负反馈?如何判断?答:输入信号与反馈信号分别加在两个输入端,是串联反馈;加在同一输入端的是并联反馈。
反馈信号使净输入信号减小的,是负反馈。
判断反馈的极性,要采用瞬时极性法。
3.2 填空题:1.放大电路中,为了稳定静态工作点,可以引入直流负反馈;如果要稳定放大倍数,应引入交流负反馈;希望扩展频带,可以引入交流负反馈;如果增大输入电阻,应引入串联负反馈;如果降低输比电阻,应引入电压负反馈。
第3章 习题1. 概念题:(1)在放大电路中,三极管或场效应管起的作用就是 将一种形式的电量转换为另一种形式的电量 。
(2)电源的作用是 为能量转换提供能源 ,如果离开电源,放大器可以工作吗?( 不能 )(3)单管放大器的讲解从电容耦合形式开始,这是因为 阻容耦合放大器设计和计算相对来说要简单点 ,如果信号和负载直接接入,其 工作点 的计算将要复杂的多。
(4)在共射放大器的发射极串接一个小电阻,还能认为是共射放大器吗?( 能 )在共集放大器的集电极串接一个小电阻,还能认为是共集放大器吗?( 能 )(5)在模电中下列一些说法是等同的,(A 、C 、F )另一些说法也是等同的。
(B 、D 、E )A. 直流分析B. 交流分析C. 静态分析D. 动态分析E. 小信号分析F. 工作点分析(6)PN 结具有单向导电性,信号电压和电流的方向是随时间变化的,而交流信号却能在放大电路中通过并获得放大,这是因为 放大器输出端获取的交流信号其实就是电流或电压的相对变化量 。
(7) β大的三极管输入阻抗 也大 ,小功率三极管的基本输入阻抗可表示为EQTbb'be I U )1(r r β++≈。
(8)画直流通路比画交流通路复杂吗?(不)在画交流通路时直流电压源可认为 短路 ,直流电流源可认为 开路 ,二极管和稳压管只考虑其 动态内阻 即可。
(9)求输出阻抗时负载R L 必须 断开 ,单管放大器输出阻抗最难求的是共 集电极 放大器,其次是共 源 放大器。
(10)对晶体管来说,直流电阻指 晶体管对所加电源呈现的等效电阻 ,交流电阻指 在一定偏置下晶体管对所通过的信号呈现的等效电阻 ,对纯电阻元件有这两种电阻之区分吗?( 无 )(11)在共射级放大器或共源放大器中,电阻R C 或R D 的作用是 把电流I C 或I D 的变化转换为电压的变化 。
(12)放大电路的非线性失真包括 饱和 失真和 截止 失真,引起非线性失真的主要原因是 放大器工作点偏离放大区 。
模拟电⼦技术基础学习指导与习题解答(谢红主编)第三章思考题与习题解答第三章思考题与习题解答3-1 选择填空(只填a 、b 、c 、d)(1)直接耦合放⼤电路能放⼤,阻容耦合放⼤电路能放⼤。
(a.直流信号,b.交流信号,c.交、直流信号)(2)阻容耦合与直接耦合的多级放⼤电路之间的主要不同点是。
(a.所放⼤的信号不同,b.交流通路不同,c.直流通路不同)(3)因为阻容耦合电路 (a1.各级Q 点互相独⽴,b1.Q 点互相影响,c1.各级Au 互不影响,d1.Au 互相影响),所以这类电路 (a2.温漂⼩,b2.能放⼤直流信号,c2.放⼤倍数稳定),但是 (a3.温漂⼤,b3.不能放⼤直流信号,c3.放⼤倍数不稳定)。
⽬的复习概念。
解 (1)a 、b 、c ,b 。
(2)a 、c 。
(3)a1,a2,b3。
3-2 如图题3-2所⽰两级阻容耦合放⼤电路中,三极管的β均为100,be1 5.3k Ωr =,be26k Ωr =,S 20k ΩR =,b 1.5M ΩR =,e17.5k ΩR =,b2130k ΩR =,b2291k ΩR =,e2 5.1k ΩR =,c212k ΩR =,1310µF C C ==,230µF C =,e 50µF C =,C C V =12 V 。
图题3-2(a)放⼤电路;(b)等效电路(答案)(1)求i r 和o r ;(2)分别求出当L R =∞和L 3.6k ΩR =时的S u A 。
⽬的练习画两级放⼤电路的微变等效电路,并利⽤等效电路求电路的交流参数。
分析第⼀级是共集电路,第⼆级是分压供偏式⼯作点稳定的典型电路,1V 、2V 均为NPN 管。
解 (1)求交流参数之前先画出两级放⼤电路的微变等效电路如图题3-2(b)所⽰。
注意图中各级电流⽅向及电压极性均为实际。
第⼀级中b1I 的⽅向受输⼊信号i U 极性的控制,⽽与1V 的导电类型(NPN 还是PNP)⽆关,i U 上正下负,因此b1I 向⾥流,输出电压o1U 与i U 极性相同;第⼆级中b 2I 的⽅向受o1U 极性的控制,o1U 上正下负,因此b 2I 向⾥流,也与2V 的导电类型⽆关,或者根据c1I 的⽅向(由1c 流向1e )也能确定b 2I 的⽅向是向⾥流。
第三部分 习题与解答习题1客观检测题一、填空题1、在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于掺入的 杂质浓度 ,而少数载流子的浓度则与 温度 有很大关系。
2、当PN 结外加正向电压时,扩散电流 大于 漂移电流,耗尽层 变窄 。
当外加反向电压时,扩散电流 小于 漂移电流,耗尽层 变宽 。
3、在N 型半导体中,电子为多数载流子, 空穴 为少数载流子。
二.判断题1、由于P 型半导体中含有大量空穴载流子,N 型半导体中含有大量电子载流子,所以P 型半导体带正电,N 型半导体带负电。
( × )2、在N 型半导体中,掺入高浓度三价元素杂质,可以改为P 型半导体。
( √ )3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的,即杂质浓度大,扩散电流大;杂质浓度小,扩散电流小。
(× )4、本征激发过程中,当激发与复合处于动态平衡时,两种作用相互抵消,激发与复合停止。
( × )5、PN 结在无光照无外加电压时,结电流为零。
( √ )6、温度升高时,PN 结的反向饱和电流将减小。
( × )7、PN 结加正向电压时,空间电荷区将变宽。
(× )三.简答题1、PN 结的伏安特性有何特点?答:根据统计物理理论分析,PN 结的伏安特性可用式)1e (I I T V Vs D -⋅=表示。
式中,I D 为流过PN 结的电流;I s 为PN 结的反向饱和电流,是一个与环境温度和材料等有关的参数,单位与I 的单位一致;V 为外加电压; V T =kT/q ,为温度的电压当量(其单位与V 的单位一致),其中玻尔兹曼常数k .J /K -=⨯2313810,电子电量)(C 1060217731.1q 19库伦-⨯=,则)V (2.11594TV T =,在常温(T=300K )下,V T =25.875mV=26mV 。
当外加正向电压,即V 为正值,且V 比V T 大几倍时,1eTV V >>,于是TV V s eI I ⋅=,这时正向电流将随着正向电压的增加按指数规律增大,PN 结为正向导通状态.外加反向电压,即V 为负值,且|V|比V T 大几倍时,1eTV V <<,于是s I I -≈,这时PN 结只流过很小的反向饱和电流,且数值上基本不随外加电压而变,PN 结呈反向截止状态。
《模拟电子技术基础》典型习题解答第一章半导体器件的基础知识1.1 电路如图P1.1所示,已知u i=5sinωt (V),二极管导通电压U D=0.7V。
试画出u与u O的波形,并标出幅值。
i图P1.1 解图P1.1解:波形如解图P1.1所示。
1.2 电路如图P1.2(a)所示,其输入电压u I1和u I2的波形如图(b)所示,二极管导通电压U D=0.7V。
试画出输出电压u O的波形,并标出幅值。
图P1.2解:u O的波形如解图P1.2所示。
解图P1.21.3 已知稳压管的稳定电压U Z =6V ,稳定电流的最小值I Zmin =5mA ,最大功耗P ZM =150mW 。
试求图P1.3所示电路中电阻R 的取值范围。
图P1.3解:稳压管的最大稳定电流 I ZM =P ZM /U Z =25mA电阻R 的电流为I ZM ~I Zmin ,所以其取值范围为Ω=-=k 8.136.0ZZ I ~I U U R1.4 已知图P1.4所示电路中稳压管的稳定电压U Z =6V ,最小稳定电流I Zmin =5mA ,最大稳定电流I Zmax =25mA 。
(1) 别计算U I 为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压U O 的值; (2) 若U I =35V 时负载开路,则会出现什么现象?为什么?图P1.4解:(1)当U I =10V 时,若U O =U Z =6V ,则稳压管的电流小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故V33.3I LLO ≈⋅+=U R R R U当U I =15V 时,若U O =U Z =6V ,则稳压管的电流小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故LO I L 5VR U U R R =⋅≈+当U I =35V 时,稳压管中的电流大于最小稳定电流I Zmin ,所以U O =U Z =6V 。
(2)=-=R U U I )(Z I D Z 29mA >I ZM =25mA ,稳压管将因功耗过大而损坏。
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答山东大学物理与微电子学院目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确,用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其改型为P 型半导体。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。
( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时,结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管,集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压,才能保证R大的特点。
( √)其GSU大于零,则其输入电阻会明显变小。
( ×) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时,空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时,能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压U D=0.7V。
模电第三章习题答案模电第三章习题答案模拟电子技术(模电)是电子工程中的重要学科,它研究的是模拟电路的设计与分析。
模电的第三章主要涉及放大器的基本概念和特性,包括放大器的分类、放大器的增益计算、放大器的频率响应等内容。
在学习模电的过程中,习题是巩固知识和提高解题能力的有效工具。
下面将给出模电第三章习题的详细解答。
1. 问题:计算电压放大倍数Av。
解答:电压放大倍数Av的计算公式为Av = Vout / Vin,其中Vout为输出电压,Vin为输入电压。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过欧姆定律和基尔霍夫定律来计算。
2. 问题:计算共模抑制比CMRR。
解答:共模抑制比CMRR的计算公式为CMRR = 20log10(Ad / Ac),其中Ad为差模增益,Ac为共模增益。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
3. 问题:计算输入阻抗Zin。
解答:输入阻抗Zin的计算公式为Zin = Vin / Iin,其中Vin为输入电压,Iin为输入电流。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
4. 问题:计算输出阻抗Zout。
解答:输出阻抗Zout的计算公式为Zout = Vout / Iout,其中Vout为输出电压,Iout为输出电流。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
5. 问题:计算最大输出功率Pmax。
解答:最大输出功率Pmax的计算公式为Pmax = Vout^2 / (4Rl),其中Vout为输出电压,Rl为负载电阻。
根据题目中给出的电路图和元件参数,可以通过电路分析方法来计算。
通过以上习题的解答,我们可以加深对模电第三章内容的理解。
在实际应用中,我们需要熟练掌握放大器的基本概念和特性,以便能够正确设计和分析模拟电路。
同时,通过解题过程,我们也可以培养自己的逻辑思维和问题解决能力。
模电作为电子工程的重要学科,对于电子工程师的培养具有重要意义。
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)要求输入电阻为至2kQ,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10MQ,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1002”200皿,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)要求电压放大倍数的数值大于10 ,输入电阻大于1OM0输出电阻小于1000 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|4.|= ¥ >1000,输出电阻X100 ,第一级应采用釆用(C ),第二级应(B )。
二、选择合适答案填入空内。
(1)直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是(C、D )。
A.电阻阻值有误差B.晶体管参数的分散性C.晶体管参数受温度影响D.电源电压不稳(2)集成放大电路采用直接耦合方式的原因是(C )。
A.便于设计B.放大交流信号C.不易制作大容量电容(3)选用差动放大电路的原因是(A )。
A.克服温漂B.提高输入电阻C.稳定放大倍数(4)差动放大电路的差模信号是两个输入端信号的(A ),共模信号是两个输入端信号的(C )。
A.差B.和C.平均值(5)用恒流源取代长尾式差动放大电路中的发射极电阻,将使单端电路的(B )。
A.差模放大倍数数值增大B.抑制共模信号能力增强C.差模输入电阻增大(6)互补输出级采用共集形式是为了使(C )。
A.放大倍数的数值大B.最大不失真输出电压大C.带负载能力强三、电路如图T3・3所示,所有晶体管均为硅管,B均为200,加=2000 ,静态时%①0.7V。
试求:(1)静态时4管和4管的发射极电流。
⑵若静态时u() > 0 ,则应如何调节屆的值才能使=0若静态=0 V t则屆==,电压放大倍数为多少解:⑴盂管的集电极电流I C 3 = (i/z -U BEQ3)/R E3= 0.3mA 静态时71管和乃管的发射极电流I El =/^=0.15mA⑵若静态时5 > 0 ,则应减小 屁当M, =0时u o = 0,力管的集电极电流I CQ4 = V EE /R C 4 = 0.6mA o加=久+(1 + 0)护"9也 仮4A_0{尺2〃[也+(1+")心]}zA,, ---------------------------------- 10.3屁的电流及其阻值分别为:2-0认2-譽0・⑷皿,p_ 人 4尺£4 + BEQ4f2=—兀—电压放大倍数求解过程如下:=6.8M八 26mV oc/.久2 f+(1 + 0)—P 35K1lEQ2 图 T3 • 3(-6V )/<2R10kQ-o ----习题判断图所示各两级放大电路中7;和誥管分别组成哪种基本接法的放大电路。
第一章 半导体基础知识自测题一、( 1)√ (2)× ( 3)√ ( 4)× ( 5)√ ( 6)× 二、( 1) A (2)C ( 3)C (4) B ( 5)A C 三、 U O1≈ 1.3VU O2= 0 U O3≈- 1.3VU O4≈ 2V U O5≈ 2.3V U O6≈- 2V四、 U O1= 6V U O2=5V五、根据 P CM = 200mW 可得: U CE = 40V 时 I C = 5mA ,U CE = 30V 时 I C ≈ 6.67mA , U CE= 20V 时 I C = 10mA , U CE = 10V 时 I C = 20mA ,将改点连接成曲线,即为临界过损耗线。
图略。
六、 1、I BVBBUBE26μAR bI CI B2.6mAUCEVCCI C R C 2VU O = U CE =2V 。
2、临界饱和时 U CES = U BE =0.7V ,所以VCC UCES2.86mAI CR cI C28.6μAI BV BBU BE45.4kR bI B七、 T 1:恒流区; T 2:夹断区; T 3:可变电阻区。
习题u i /V101.1( 1) A C ( 2)A(3) C( 4)AtO1.2 不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系, 当端电压为 1.3V 时管子会因电流过大而烧坏。
u o /V101.3 u i 和 u o 的波形如图所示。
tO1.4u i和 u o的波形如图所示。
u i/V53O-3u O/V3.7O-3.7 1.5u o的波形如图所示。
u I1/V t t30.3Otu I2/V30.3tOu O/V3.71O t1.6I D=( V - U D) /R=2.6mA , r D≈ U T/I D= 10Ω, I d= U i/r D≈ 1mA 。
1.7( 1)两只稳压管串联时可得 1.4V 、6.7V 、 8.7V 和 14V 等四种稳压值。
《模拟电子技术基础简明教程》课后习题答案第一章1-1 二极管的正向电阻愈小愈好,反向电阻愈大愈好。
1-7 ① I Z =14mA ② I Z =24mA ③ I Z =17mA1-13 (a )放大区(b )截止区(c )放大区(d )饱和区(e )截止区(f )临界饱和(g )放大区(h )放大区1-15 (a )NPN 锗管(b )PNP 硅管第二章2-1 (a )无(b )不能正常放大(c )有(d )无(e )有(f )无(g )无(h )不能正常放大(i )无2-7 ②U BQ =3.3V ,I CQ = 2.6mA ,U CEQ =7.2V2-8①饱和失真2-10 ① I BQ = 10μA ,I CQ = 0.6mA ,U CEQ ≈3V②r be = 2.6k Ω③uA =-51.7,R i ≈2.9k Ω, R o =5k Ω 2-11 先估算Q 点,然后在负载线上求Q 点附近的β,最后估算r be 、 u A 、R i 、R o ,可得r be ≈1.6k Ω,uA =-80.6,R i =0.89k Ω, R o =2k Ω 2-14 ① I BQ = 20μA ,I CQ = 1mA ,U CEQ ≈6.1V②r be = 1.6k Ω,uA =-0.94,R i =84.9k Ω, R o =3.9k Ω 2-16 ① I BQ ≈10μA ,I CQ = 1mA ,U CEQ ≈6.4V②r be = 2.9k Ω,当R L =∞时,R e /= R e ∥R L = 5.6k Ω,uA ≈0.99; 当R L =1.2k Ω时,R e /= R e ∥R L = 0.99k Ω,uA ≈0.97。
③当R L =∞时,R i ≈282k Ω;当R L =1.2k Ω时,R i ≈87k Ω ④R o ≈2.9k Ω2-19 (a )共基组态(b )共射组态(c )共集组态(d )共射组态(e )共射-共基组态第三章3-2 如︱u A ︱=100,则20lg ︱uA ︱=40dB; 如20lg ︱u A ︱=80dB,则︱uA ︱=10000。
第1章绪论1.1 教学要求本章是模拟电子技术课程教学的开篇,旨在让学生对这门课程的发展历程、课程内容、特点和学习方法进行了解,以唤醒学生的学习兴趣,激发学生的学习欲望。
1.2 基本概念1. 信号及其分类信号是携带信息的载体,可以分为模拟信号和数字信号两大类。
模拟信号是指在时间上和幅度上均具有连续性的信号,从宏观上看,我们周围的大多数物理量都是时间连续、数值连续的变量,如压力、温度及转速等。
这些变量通过相应的传感器都可转换为模拟信号。
数字信号是指幅度随时间不连续变化的、离散的信号,如电报码和用电平的高与低表示的二值逻辑信号等。
2. 电子线路及其分类用于产生、传输和处理模拟信号的电子电路称为模拟电路,如放大电路、滤波电路、电压/电流变换电路等,典型设备有收音机、电视机、扩音机等;用于产生、传输和处理数字信号的电子电路称为数字电路,典型设备是电子计算机等。
模拟电路和数字电路统称为电子线路。
目前,模拟电路和数字电路的结合越来越广泛,在技术上正趋向于把模拟信号数字化,以获取更好的效果,如数码相机、数码电视机等。
3. 电子技术及其分类电子技术是研究电子器件、电子电路和电子系统及其应用的科学技术,可分为模拟电子技术和数字电子技术。
研究模拟电路的电子技术就是模拟电子技术,研究数字电路的电子技术就是数字电子技术。
4. 电子管电子管就是一个特殊的灯泡,不过除灯丝以外,还有几个“极”,里面的灯丝与极都有连线与各自的管脚相连。
最简单的电子管是二极管,它有两个极(阴极和阳极,有的灯丝还兼作阴极),其中,阴极有发射电子的作用,阳极有接收电子的作用。
二极管具有单向导电的特性,可用作整流和检波。
在二极管的基础上增加一个栅极就成了电子三极管,栅极能控制电流,栅极上很小的电流变化,都会引起阳极很大的电流变化,所以,电子三极管有放大作用。
5. 晶体管和集成电路1) 晶体管通俗地说,晶体管是半导体做的固体电子元件。
像金、银、铜、铁等金属,它们导电性能好,叫做导体。
模拟电子技术基础习题集梁玉红编蒋伟荣审电气与信息工程学院2011年4月第一章第一章 绪论习题一. 某放大电路输入信号为10pA 时,输出为500Mv,它的增益是什么它的增益是什么??属于哪一类放大电路大电路??二. 试说明为什么选用频率可连续变化的正弦波发生器作为放大电路的实验试说明为什么选用频率可连续变化的正弦波发生器作为放大电路的实验、、测试信号源号源。
用它可以测量放大电路的那些性能指标用它可以测量放大电路的那些性能指标??三. 在某放大电路输入端测量到输入正弦波信号电流和电压的峰-峰值分别为5uA 和5mV ,输入端接2K Ω电阻负载电阻负载,,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
试计算该放大电路的路的电压增益电压增益Av ,电流增益Ai 、功率增益Ap 。
四. 当负载电阻R L =1K Ω时,电压放大电路输出电压比负载开路电压放大电路输出电压比负载开路((R L =∞)时输出电压减少20%,求该放大电路的输出电阻求该放大电路的输出电阻。
五.一电压放大电路输出端接1K Ω负载电阻时负载电阻时,,输出电压为1V 1V,,负载电阻断开时负载电阻断开时,,输出电压上升到1.1V 1.1V,,求该放大电路的输出电阻R O 。
第二章 常用半导体器件(习题)一、判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其改型为P 型半导体。
( ) (2)因为N 型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。
( ) (3)PN 结在无光照、无外加电压时,结电流为零。
( )(4)处于放大状态的晶体管,集电极电流是多子漂移运动形成的( ) (5)三极管可以把小能量放大成大能量。
( )二、选择正确答案填入空内。
(1)PN 结加正向电压时,空间电荷区将 。
A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽(2)设二极管的端电压为U ,则二极管的电流方程是 。
A. I S e U B. TU U I eS C. )1e (S -T U U I(3)稳压管的稳压区是其工作在 。
模拟电子技术基础第一章1.1 电路如题图1.1所示,已知)5sin i u t V ω=,二极管导通电压降D 0.7V U =。
试画出i u 和o u 的波形,并标出幅值。
解:通过分析可知:(1) 当37V i u .>时,37o u .V = (2) 当37V 37V i .u .-≤≤时,o i u u = (3) 当37V i u .<-时,37o u .V =- 总结分析,画出部分波形图如下所示:1.2 二极管电路如题图1.2所示。
(1)判断图中的二极管是导通还是截止?(2)分别用理想模型和横压降模型计算AO 两端的电压AO U 。
解:对于(a )来说,二极管是导通的。
采用理想模型来说,6V AO U =- 采用恒压降模型来说,67V AO U .=-对于(c )来说,二极管1D 是导通的,二极管2D 是截止的。
采用理想模型来说,0AO U = 采用恒压降模型来说,07V AO U .=-1.3 判断题图1.3电路中的二极管D 是导通还是截止?用二极管的理想模型计算流过二极管的电流D ?I =解:(b )先将二极管断开,由KVL 定律,二极管左右两端电压可求出:25101515V 182255U .-⨯+⨯++左==10151V 14010U ⨯+右==故此二极管截止,流过的电流值为0D I =(c )先将二极管断开,由KVL 定律,二极管左右两端电压可求出:151525V 255U .⨯+左==,2252005V 182U ..-⨯+左==10151V 14010U ⨯+右==由于05V U U .-=右左,故二极管导通。
运用戴维宁定理,电路可简化为05327μA 153D .I ..==1.6 测得放大电路中六只晶体管的电位如题图1.6所示,在图中标出三个电极,并说明它们是硅管还是锗管。
解: T1: 硅管,PNP ,11.3V 对应b, 12V 对应e, 0V 对应cT2: 硅管,NPN ,3.7V 对应b, 3V 对应e, 12V 对应c T3: 硅管,NPN ,12.7V 对应b, 12V 对应e,15V 对应c T4: 锗管,PNP ,12V 对应b, 12.2V 对应e, 0V 对应c T5: 锗管,PNP ,14.8V 对应b, 15V 对应e, 12V 对应c T6: 锗管,NPN ,12V 对应b, 11.8V 对应e, 15V 对应c模拟电子技术基础 第二章2.2 当负载电阻L 1k R =Ω时,电压放大电路输出电压比负载开路(L R =∞)时输出电压减少20%,求该放大电路的输出电阻o r 。
第三章 思考题与习题解答3-1 选择填空(只填a 、b 、c 、d)(1)直接耦合放大电路能放大,阻容耦合放大电路能放大 。
(a.直流信号,b.交流信号,c.交、直流信号)(2)阻容耦合与直接耦合的多级放大电路之间的主要不同点是 。
(a.所放大的信号不同,b.交流通路不同,c.直流通路不同)(3)因为阻容耦合电路 (a1.各级Q 点互相独立,b1.Q 点互相影响,c1.各级Au 互不影响,d1.Au 互相影响),所以这类电路 (a2.温漂小,b2.能放大直流信号,c2.放大倍数稳定),但是 (a3.温漂大,b3.不能放大直流信号,c3.放大倍数不稳定)。
目的 复习概念。
解 (1)a 、b 、c ,b 。
(2)a 、c 。
(3)a1,a2,b3。
3-2 如图题3-2所示两级阻容耦合放大电路中,三极管的β均为100,be1 5.3k Ωr =,be26k Ωr =,S 20k ΩR =,b 1.5M ΩR =,e17.5k ΩR =,b2130k ΩR =,b2291k ΩR =,e2 5.1k ΩR =,c212k ΩR =,1310μF C C ==,230μF C =,e 50μF C =,CC V =12 V 。
图题3-2(a)放大电路;(b)等效电路(答案)(1)求i r 和o r ;(2)分别求出当L R =∞和L 3.6k ΩR =时的S u A 。
目的 练习画两级放大电路的微变等效电路,并利用等效电路求电路的交流参数。
分析 第一级是共集电路,第二级是分压供偏式工作点稳定的典型电路,1V 、2V 均为NPN 管。
解 (1)求交流参数之前先画出两级放大电路的微变等效电路如图题3-2(b)所示。
注意图中各级电流方向及电压极性均为实际。
第一级中b1I 的方向受输入信号i U 极性的控制,而与1V 的导电类型(NPN 还是PNP)无关,i U 上正下负,因此b1I 向里流,输出电压o1U 与i U 极性相同;第二级中b2I 的方向受o1U 极性的控制,o1U 上正下负,因此b2I 向里流,也与2V 的导电类型无关,或者根据c1I 的方向(由1c 流向1e )也能确定b2I 的方向是向里流。
再由电流的受控关系c1I (=2b2I β)的方向向下流(由2c 流向2e ),输出电压o U 的实际极性应是下正上负,与假设极性相反。
等效电路应画成“一”字型,如图所示。
e1e1i2e1b21b22be2////////R R r R R R r '== 7.5//30//91//6 2.9k Ω=≈则 [][]3i b be11e1//(1) 1.510//5.3(1100) 2.9294k Ωr R r R β'=++=⨯++⨯≈ 因为第二级是共射电路,所以其输出电阻近似由c2R 决定:o c212k Ωr R ≈=(2)求o S Su U A U =。
当L R =∞时,Lc212k ΩR R '== 1e11be11e1(1)(1100) 2.90.98(1) 5.3(1100) 2.9u R A r R ββ'++⨯==≈'++++⨯ c222be2121002006u R A r β=-=-⨯=- 120.98(200)u u u A A A =⨯=⨯-=-196则 i S S i 249(196)18120249u u r A A R r =⨯=-⨯=-++ 当L 3.6k ΩR =时,Lc2L //12//3.6 2.77k ΩR R R '=== L 22be2 2.77100466u R A r β'=-=-⨯=- 0.98(46)45u A =⨯-=-因此 S 249454220249u A =-⨯≈-+ 讨论 由以上两种情况下的S u A 结果可见,带载时的电压放大倍数比开载时小得多,即42<181,说明S u A 与L R 有关。
L 3.6k ΩR =相当于后级的输入电阻,它越小,S u A 下降得越多。
放大电路的输入电阻越高,越有利于提高前级的电压放大倍数。
图题3-3(a)放大电路图题3-3(b)交流通路(答案);(c)微变等效电路(答案)※※3-3 两级直接耦合放大电路如图题3-3所示。
已知be1r 、be2r 、1β、2β。
(1)画出放大电路的交流通路及h 参数微变等效电路;(2)求两级放大电路的电压放大倍数o iu U A U =的表达式,并指出o U 与i U 的相位关系; (3)推导该电路输出电阻的表达式。
目的 画直接耦合多级放大电路的微变等效电路,并利用等效电路推导交流参数表达式。
分析 本电路由两级直接耦合放大电路构成,第一级由NPN 管构成简单供偏的工作点稳定共射放大电路;第二级是由PNP 管构成的工作点稳定共射放大电路,它的集电极负载与1V 管射极电阻共用一个电阻,即c2e1R R =。
解 (1)交流通路及h 参数微变等效电路如图题3-3(b)、(c)所示。
(2)求o iu U A U =。
由图(c)知 i be1b1o U r I U =+求b1I : o Le1c2()U R I I '=+,L e1L //R R R '= e11b1(1)I I β=+由回路c1be2e2R r R →→(视图(a))导出c2I 来,即[]c1b2c1b2be22e2()(1)I I R I r R β-=++g (视图(c))将c11b1I I β=代入上式,写出b2b1I I :的关系式:1c1b1b2c1be22e2(1)R I I R r R ββ=+++g g 12c1b1c22b2c1be22e2(1)R I I I R r R ββββ==+++g g 将e1I 、c2I 代回o U 的表达式,得 12c1o L 1b1c1be22e2(1)(1)R U R I R r R ββββ⎡⎤'=++⎢⎥+++⎣⎦g o b112c1L 1L c1be22e2(1)(1)U I R R R R r R ββββ=''+++++将b1I 代入i U 表达式,得be1i o 12c1L 1L c1be22e21(1)(1)r U U R R R R r R ββββ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+'⎢⎥'++⎢⎥+++⎣⎦g 因此12c1L1Lo c1be22e212c1Li be11L c1be22e2(1)(1)(1)(1)u R R R U R r R A R R U r R R r R ββββββββ''+++++==''++++++因为两级均为共射组态,信号从输入到输出共反了两次相位,所以o U 与i U 同相位。
(3)推导o r 的表达式。
按着o r 的一般求法,应将L R 开路,i U 短路,此时b R 被i U 短路。
从e1R 看2V 管:因为c2e1R R =,2V 为共射组态,隔着电流源,从它的集电极看不到输入回路,所以只能看到be1r 。
将be1r 折合到发射极的电阻是be111r β+,再与e1R 并联就是输出电阻了。
be1o e11//1r r R β=+ 3-5 如图题3-5两级放大电路,在工作频率范围内,123C C C 、、的容抗均很小,可视为短路。
图题3-5(a)放大电路;(b)直流通路;(c)交流通路;(d)h 参数微变等效电路(1)画出直、交流通路及h 参数等效电路;(2)写出表达式o11i u U A U =,o 2i2u U A U =以及i r ; (3)分析o U 与i U 的相位关系(同相或反相)。
目的 熟练交、直流通路和等效电路的画法,求多级放大电路的电压放大倍数。
分析 图题3-5(a)由两级构成,第一级由NPN 管1V 构成共射电路;第二级由PNP 管2V 构成共射电路,两级之间采用直接耦合。
本电路的特殊性是在第一级偏置电路中将b R 分成两部分,即F1R 与F2R ,并且在它们中间与地之间加入电容2C 。
2C 相当于交流短路,这样把F1R 交流并联在输入回路,而把F2R 并联到第一级的输出回路,即c1F2//R R 。
这是容易错误的地方,希望引起注意。
解 (1)图(a)电路的直流通路、交流通路和h 参数微变等效电路分别如图(b)、(c)和(d)所示。
在图(d)中,o U 的实际极性与假设极性相同。
(2)求o11i u U A U =、o 2i2u U A U =、i r 。
[]c1F2be22e 11be1////(1)u R R r R A r ββ++=- c222be22e (1)u R A r R ββ=-++ i F1be1//r R r =(3)因为两级均有反相作用,所以o U 与i U 同相位。
图题3-7※3-7 电路如图题3-7所示。
已知12ββ==50,3β=80,BE1BE2U U ==0.7 V ,BE3U =-0.2 V ,且当S U =0时,o U =0。
试求:(1)各级静态工作点(各管的B I 均可忽略);(2)满足S U =0时o U =0的e2R 值。
目的 练习利用零入—零出的条件进行求解。
分析 本题电路由两级构成,第一级为单入—单出(同相输出)长尾式差放,差放对管采用NPN 型;第二级由PNP 管构成单管共射放大电路。
两级之间为直接耦合。
解 (1)求静态。
从C3I 入手。
因为有零入—零出,先求C3I 比较方便:C312V 1mA 12k ΩI == E3C31mA I I ≈=E3()121U =-⨯对地3=9 VC3B33100012.5μA 80I I β=== 求差放级:视c2BE3e3CC R U R V →→→+回路。
c2c2E3e3BE3R I R I R U =+g g因此 c2C3e3BE3C1C2c2130.20.32mA 10R I R U I I I R +⨯+=≈===g CC C1c1C1()C2()120.32U U V I R ==-=-⨯g 对地对地10=8.8 VE1,20.7V U =-(2)求e2R 值。
e2e1C10.712120.7107.66k Ω220.32R R I -+-=-=-=⨯ 3-8 选择合适的答案填空。
(1)电路的频率响应是指对于不同频率输入信号放大倍数的变化情况。
高频时放大倍数下降,主要原因是 的影响。
(a.耦合电容和旁路电容,b.晶体管的非线性特性,c.晶体管的极间电容和分布电容)(2)当输入信号频率为L f 和H f 时,放大倍数的幅值约下降为中频时的 (0.5,0.7,0.9),或者说是下降了 (3 dB,5 dB,7 dB)。