模电《自测题、思考题与习题》参考答案.doc 14页

'《自测题、思考题与习题》参考答案第1章自测题一、1.杂质浓度；温度。2.减小；增大。3.单向导电；最大整流电流IF；最大反向工作电压URM。4.0.5；0.7；0.1；0.2。5.15V；9.7V；6.7V；1.4V；6V；0.7V。6.大；整流。二、1.①；⑤；②；④。2.②；①。3.①。4.③。5.③。6.③。三、1、2、5、6对；3、4错。思考题与习题1.3.1由直流通路(图略)得ID=(10-0.7)/5.1×103≈1.82mA；则有rd≈26(mV)/ID(mA)=14.3Ω。再由微变等效电路(图略)可得输出电压交流分量uo≈[14.3/(14.3+25)]ui≈3.6sinωt(mV)。1.3.2(a)UD=-3V，VD截止，UAB=-12V。(b)UD1=10V，UD2=25V，VD2优先导通，VD1截止，UAB=-15V。1.3.3当ui≥1.7V时VD1导通，VD2截止，uo=1.7V；当ui≤-1.7V时VD2导通，VD1截止，uo=-1.7V；当-1.7V≤ui≤1.7V时VD1、VD2均截止，uo=ui。故uo为上削顶下削底，且幅值为±1.7V的波形(图略)。1.3.4在等效电路中，两二极管可由图1.3.2(c)来表示。当-0.5V8V时，稳压管起稳压作用，uo=8V；-0.7VUZ，稳压管起稳压作用，UO=UZ=12V，IL=UO/RL=6mA，IR=(UI-UO)/R=12mA，IZ=IR-IO=6mA。(2)当负载开路时，IZ=IR=12mA。(3)IL=6mA，IR=(UI-UO)/R=14mA，IZ=IR-IL=8mA。14 第2章自测题一、1.15；100；30。2.(从左到右)饱和；锗管放大；截止；锗管放大；饱和；锗管放大；硅管放大；截止。3.(1)6V；(2)1mA，3V；(3)3kΩ，3kΩ；(4)50，-50；(5)1V；(6)20μA；(7)30mV。4.(1)1mA，6V；(2)14.1kΩ，3.6kΩ；(3)-1.5。5.削底，削底，削底。6.共集；共集；共集和共基；共集；共射。二、1.②。2.④。3.③。4.②；①；④。5.②④。6.④。三、1、5对；2、3、4、6错。思考题与习题2.1.1(a)NPN硅管，1-e、2-b、3-c。(b)PNP硅管，1-c、2-b、3-e。(c)PNP锗管，1-c、2-e、3-b。2.1.2(a)放大状态。(b)截止状态。(c)因JC零偏，管子处于临界饱和状态。2.2.1图(a)电路不能放大，因为静态IB=0。图(b)电路不能放大，因为VCC极性接反。图(c)、电路具有放大功能。2.3.1(1)当S→A时，因Rb<βRc，管子处于饱和区，IC=ICS≈VCC/Rc=3(mA)。(2)当S→B时，因Rb>βRc，管子处于放大区，IB=(VCC-UBE)/RbB=0.0228(mA)，IC=βIB=1.824(mA)。(3)当S→C时，截止，IC=0。2.3.2(1)由题图2.8(b)得VCC=10V，UCE=4V，IB=40μA，IC=2mA，所以Rb=(VCC-UCE)/IB=232.5kΩ，RC=(VCC-UCE)/IC=3kΩ。又由图可知ICR"L=(6-4)=2V，故R"L=1kΩ。据R"L=Rc//RL得RL=3/2kΩ。(2)因ICR"L1A。因电源电压|VCC|>16V，故U(BR)CEO>2VCC=32V。由PCM>0.2Pom=1.6W。5.2.4(1)Uo=0，调R1或R3可满足要求。(2)增大R2。(3)此时IB=(2VCC-2UBE)/(R1+R3)，则V1、V2上的静耗为PC=βIBUCE=βIBVCC=2325mW>>PCM，两管将烧毁。5.2.5(1)UC2=5V，调R1或R3。(2)增大R2。(3)PC=β(VCC/2)(VCC-2UBE)/(R1+R3)=896mW>>PCM，两管将烧毁。5.2.6(1)准互补OCL功放电路，工作在甲乙类状态。(2)Pom=(VCC-UCE-UR5)2/2RL。(3)UCEmax=Uom+VCC=(VCC-UCES)RL/(R5+RL)+VCC=44.7V；ICm=(VCC-UCES)/(R5+RL)=2.59A。5.3.1因Uom=18/2=9V，(1)Pom=Uom2/2RL=5.1W。(2)因20lgAu=40dB，则Au=100，Uim=Uom/Au=9/100=0.09V，Ui=64mV。14 第6章自测题一、1.输入级；中间级；输出级；偏置电路；抑制零漂，且输入电阻高；电压增益高；带负载能力强。2.恒定；小；大。3.差模；共模。4.两个特性相同；温度漂移。5.两；两；四；相同；半边差模等效电路的电压增益；零；无穷大。6.同相；反相；相同；相反。二、1.②。2.①；④。3.③。4.③。5.③。6.③。三、2、3、4、5、6对；1错。思考题与习题6.2.1(1)VT1、VT2和R组成镜像电流源电路。由于其等效交流电阻非常大，因此把它作为VT3的集电极负载可提高电压放大倍数。(2)由于VT1、VT2特性相同，且β足够大，此时两管基极电流可忽略，则IC2=IC1≈IR=(VCC-|UBE|)/R≈VCC/R。6.3.1(1)因UBE+IE(RP/2+2Re)=VEE，故IC≈IE=0.56mA，UCE=VCC-ICRc-UE=7.1V。(2)因uid=ui1-ui2=8mV，且Aud=-β(Rc//RL/2)/[rbe+(1+β)(RP/2)]=-44.2。故uo=Auduid=(-44.2)×8=-353.6mV。6.3.2(1)Aud=-gm(Rd//rds)=-13.3；(2)设从T1的漏极输出，Aud1=-gm(Rd//rds)/2=-6.67，Auc1=-gm(Rd//rds)/[1+gm(2Rs)]=-0.33，KCMR=|Aud1/Auc1|=|-6.67/-0.33|=20.2。6.3.3(1)由已知ui=0时uo=0V得IC3=VEE/Rc3=1mA，IB3=IC3/β3=0.0125mA。又因URc2=IE3Re3+UEB3=3.2V，IRc2=URc2/Rc2=0.32mA，∴IC1≈IC2=IRc2+IB3=0.333mA，故IRe=2IC1=0.665mA。若设UB1=0V，则UE1=-0.7V，故Re=[UE-(-VEE)]/IRe=17kΩ。(2)因rbe1=rbe2=4kΩ，rbe3=2.2kΩ，故Ri2=rbe3+(1+β3)Re3=245.2kΩ。Aud=β2(Rc2//Ri2)/2(Rb+rbe2)=48，Au3=-β3Rc3/[rbe3+(1+β3)Re3]=-3.92。uo=Aud2Au3ui=-1.9V。6.3.4(1)图(a)：Aud=-β1(Rc1+RP/2)/(Rs1+rbe1)=-220，Rid=2(Rs1+rbe1)=6kΩ，Ro=2(Rc1+RP/2)=22kΩ。(2)图(b)：Aud=-β1Rc1/[Rs1+rbe1+(1+β1)(RP/2)]=-9.4，Rid=2[Rs1+rbe1+(1+β1)RP/2]=128KΩ，Ro=2Rc1=20kΩ。6.3.5UR2≈3.1(V)，则IE3=(UR2-UBE3)/Re3=2mA，IE1=IE2=IE3/2=1mA。rbe1≈1.53kΩ，rbe3≈0.86kΩ。(1)Aud2=β2(Rc2//RL)/2[Rs+rbe2+(1+β2)Re2]=12。(2)Auc2=-β2(Rc2//RL)/[Rs+rbe2+(1+β2)(2rAB+Re2)]}=-0.0005；KCMR=|12/-0.0005|=24000。(3)Rid=2[Rs+rbe1+(1+β1)Re1]=13.5kΩ；Ro≈Rc2=4.7kΩ。6.3.6(1)IE3=(UZ-UBE)/Re=0.1mA，ID1=ID2=0.5IE3=0.05mA。由ID=IDSS(1-UGS/UP)2得UGS=-1.91V。(2)因gm=-2(IDSS/UP)(1-UGS/UP)=0.20Ms，故单端输出Aud=(1/2)gm(Rd//RL)=6。6.3.7(1)Aud=-gmRd=-50。(2)IC3=2ID=1mA，IR1=IC3=1mA。R1=(VCC+VEE-UBE)/IR1=29.3kΩ。6.3.8设UB1=0，UE3=-1.3V，IE=(-1.3+6)/4.7=1mA，IE3=IE4=IE/2=0.5(mA)，IE1=IE2=IE3/β3=0.005mA。rbe3=rbe4≈5.5kΩ，rbe1=rbe2≈161.5kΩ。Aud1=-β1β3Rc/2[rbe1+(1+β1)rbe3]=-28；Auc1=-β1β3Rc/{rbe1+(1+β1)[rbe3+(1+β3)2Re]}=-0.63；KCMR=|-28/-0.63|=44.4；Rid=2[rbe1+14 (1+β1)rbe3]=664kΩ。6.3.9(1)IR=IC5=[VCC-UBE6-(-VEE)]/R≈0.1mA，ID1=IC5/2=0.05mA。UB3≈VCC-ID1RD=7V，IC3=IE3=[VB3-UBE3-(-VEE)]/(RP/2+2Re)≈0.5mA。(2)rbe3=5.6kΩ，Rid2=2[rbe3+(1+β3)(RP/2)]=50.6kΩ，Aud1=-gm(RD//Rid2/2)=-30.3。Aud2=-β3(Rc//RL)/2[rbe3+(1+β3)(RP/2)]=-22.6，Aud=Aud1×Aud2≈685。第7章自测题一、1.0.19V；0.15V；0.34V。2.10；0.009。3.34dB。4.10；0.09。5.909；900。6.自激。二、1.②。2.③。3.③。4.②。5.①。6.②。三、4、5、6对；1、2、3错。思考题与习题7.1.1图(a)：Re1和Re3分别引入一、三级直流和交流负反馈；Re2和Ce2引入第二级直流负反馈；Re3、Rf1和Re1引入一、三级间直流和交流负反馈；Re2、Ce2和Rf2引入一、二级间直流负反馈。图(b)：Re1、Ce1和Re2、Ce2分别引入一、二级直流负反馈；Re3引入第三级直流和交流负反馈；Rf引入一、三级间直流和交流负反馈。图(c)：Rf引入级间直流和交流负反馈。图(d)：Rf和Rb引入级间直流和交流负反馈。图(e)：R4引入第二级直流和交流负反馈；R2引入级间直流和交流负反馈。图(f)：R3和R6分别引入一、二级直流和交流负反馈；级间引入了正反馈。7.1.2由G=20lg|A|=40得|A|=100。(1)|AF|=100×(1/10)=10，1+|AF|=11。(2)Af=A/(1+|AF|)=9.09，20lg|A/(1+|AF|)|=19.2dB。7.2.1图(a)：Re1和Re3分别引入一、三级的交流电流串联负反馈；Re3、Rf1和Re1引入一、三级间交流电流串联负反馈。图(b)：Re3引入第三级交流电压串联负反馈；Rf引入一、三级间交流电流并联负反馈。图(c)：Rf引入级间交流电压并联负反馈。图(d)：Rf和Rb引入级间交流电压串联负反馈。图(e)：R4引入第二级交流电压并联负反馈；R2引入级间交流电压并联负反馈。图(f)：R3和R6分别引入一、二级交流电压并联负反馈；级间引入了正反馈。7.3.1推导见书；闭环增益的相对变化量±0.02%。7.3.2由图可知Aum=103，fL=102Hz，fH=105Hz。由20dB得1+AumF=10。故引入反馈后，Aumf=Aum/(1+AumF)=100，fHf=(1+AumF)fH=106Hz，fLf=fL/(1+AumF)=10Hz。7.3.3(1)需要引入电压并联负反馈。此时①端接地，信号源接②端，并且Rf、Cf支路接在②和输出端之间。(2)引入电流并联负反馈。这时信号源接①端，②端接地。Rf、Cf支路接在①和③之间。(3)需引入电压串联负反馈。这时信号源接接①端；②端通过一个电阻接地，Rf、Cf支路接在输出端和②之间。7.3.4(1)a-d、b-c、j-e、i-h。(2)a-c、b-d、j-e、i-h。(3)a-c、b-d、j-f、i-g。(4)a-d、b-c、j-f、i-g。7.4.1(1)Aud=-β{Rc1//[rbe3+(1+β)Re]}/2(Rs+rbe1)，Au2=-βRc3//[rbe3+(1+β)Re]，Au=Aud×Au2。(2)开关闭合时，电路引入了电压串联负反馈。Uf=RsUo/(Rs+Rf)，故Auf=Uo/Uf=(Rs+Rf)/Rs=5。14 7.4.2支路Rf1是交流电流串联负反馈，且在深度负反馈条件下，有Ui≈Uf。因Uf=IRe1Re1≈Re3IC3Re1/(Re1+Rf1+Re3)，故Auf=Uo/Ui≈-Ic3Rc3/Uf=-61.2。7.4.3为交流电流并联负反馈。Ausf=Uo/Us≈Io(Re3//RL)/IiRs=Io(Re3//RL)/[Rc3Io/(Rc3+Rf)]Rs=7.2。7.4.4为电压并联负反馈。Auf=-Rf/R1=-10，uo=Aufui=-5sinωt(V)，Po=52/2×8=1.56W。7.4.5为电压串联负反馈。Auf=(Rf+Rb)/Rb=11。7.5.1(1)不会自激振荡。(2)由图知20lg||=80，即||=104，故||=105。7.5.2(1)由图知20lg||=80，所以Aum=104；该电路由三级组成，其中在f=100KHz，特性斜率变化-40dB/dec(=-20dB/dec×2)，即有相同的两级。。(2)当φ=-1800时，对应20lg||=60dB，又因=0.01，则||=10>1，表明电路将产生自激。若要求φm=450则有-1350，对应20lg||=66dB，即20lg|1/|≈-66dB，得到≈lg–1(-66/20)≈0.0005。14 第8章自测题一、1.0，uI。2.-1V，-0.1mA，0.11mA。3.100kΩ，50kΩ，33kΩ。4.基本对数运算，-UTln(uI/RIs)，温度。5.带通，低通，带阻，高通。6.有源。二、1.①。2.②。3.③。4.①。5.③。6.③。、三、1、5对；2、3、4、6错。思考题与习题8.1.1Auf=uO/uI=-(R2+R3+R2R3/R4)/R1。8.1.2因uO1=-RfuI/R1，uO2=-uO1，故uO=uO2-uO1=-2uO1=2RfuI/R1。8.1.3uO2=(1+R/R)uI2=2uI2，因u-1=uI1，则(uO1-uI1)/R=(uI1-uO2)/R，故uO=uO1=2(uI1-uI2)=2uI。8.1.4(1)UB=0V，UC=6V，UE=-0.7V。(2)IC=(12-6)/6=1mA，IB=0.2/10=0.02mA，故β=50。8.1.5因uO1=-[24×5/6+24×(-5)/4]=10mV，uO2=(1+24/4)[(6//6)/(6+6//6)×(6-12)]=-14mV，故uO=(1+6/12)[6×(-14)/(12+6)]-(6×10/12)=-12mV。8.1.6(1)uO1=-uI1-0.5uI2。(2)uO=-(1/R4C)∫uO1dt=∫(uI1+0.5uI2)dt。(3)当04，R3>3kΩ。(3)R3为负温度系数，设uo↑→R3的功耗↑→R3的温度↑→R3的阻值↓→Au↓→uo↓(4)R3=0时Au=1，使|AuF|<1，不振，示波器为一条水平线。(5)Au=1+R3/R4=11>>3，波形上下被削平。9.2.2(1)连接M-J，M-N两点。(2)Au=1+Rf/Re1>3，Rf>2Re1。(3)与上题(3)问基本一致。Rf采用负温度系数或Re1采用正温度系数的热敏电阻。9.2.3(1)上负下正。(2)fo=1/2πRC=7.23kHz。(3)正温度系数。(4)Pom≈VCC2/2RL=6.48W。(5)PCM≥0.2Pom=1.3W。9.2.4(1)不能振荡，将运放两输入端(+和-)对调即可。(2)Au=1+R2/R1>3，R2>2R1=4kΩ。(3)fo≈1/2πRC=3.98kHz。9.3.1图(a)不能振荡；图(b)可能振荡。理由略。9.3.2(1)5端与1端或4端与3端为同名端。(2)因C=(C4+C5)C3/(C3+C4+C5)，故当C5=12pF时，fo≈3.52MHz；当C5=250pF时，fo≈1.35MHz。所以电路振荡频率的可调范围为1.35~3.52MHz。9.3.3(1)能，为电容三点式正弦波振荡电路，因CΣ=C1C2/(C1+C2)，故fo≈1/2π=190kHz。(2)当去掉C3，UB≈UC，使电路无法工作。当去掉C4，信号在R4上产生损失，放大倍数降低，甚至难以起振。9.3.4图(a)变压器同名端错，改为次级下端；基极直流接地，应在次级与基极间接一耦合电容，改后电路为变压器反馈式LC正弦波振荡电路。图(b)因UC≈UE，管子饱和，应在反馈线上加一耦合电容，改后电路为电感三点式LC正弦波振荡电路。9.4.1因石英晶体在fs上呈现极小电阻，满足相位平衡条件；正反馈最强，满足幅值条件。故电路振荡频率为fs，同时要求集电极谐振回路也应谐振在这个频率上。9.4.214 图(a)电路为并联型晶体振荡器，晶体起到电感作用；图(b)为串联型晶体振荡器，晶体起电阻作用。9.4.3由C1、C2、C3、L组成电容三点式振荡电路；fo=2.25MHz。9.5.1提示：图(b)中运放输出电压为±12V，输出为±6V。传输特性见图。9.5.2(1)A1为反相比例运放，工作在线性区域；A2为过零比较器，工作在非线性区域；A3为电压跟随器，工作在线性区域；(2)uo1=-ui，波形见图。9.5.3uO1=-(R3/R1)uI+(R3/R2)×(-0.1)=-0.15V。当t=1s时，有uO2=-(1/R5C)uO1t=1.5V。A3阈值电压Uth=-(R7/R8)UZ，即UZ=6V时，Uth=-1.2V；UZ=-6V时，Uth=+1.2V，若在t=1s时，uO2=1.5V>1.2V，故uO3=6V。9.5.4(1)。(2)因A2的阈值Uth=±2V，当uO1(t1)=2V时，即-10×(-10)×t1=2，得t1=20ms。(3)-10×(-10+15)(t2-t1)+2=-2，得t2-t1=80ms。9.5.5(1)此时，Rp的滑动头应置最上端，fmax=R2/4R3R4C=33Hz。(2)uO1和uO的峰—峰值分别为12V和6V。uO1不变；当UREF>0，uO上移；反之，下移。(3)此时有2R3UZ/R2=2UZ，R3=R2=20kΩ。(4)因三角波原来幅值为R3UZ/R2，且fmax=R2/4R3R4C。若保持R3/R2不变，欲使f=10fmax，则R4=0.1×150=15kΩ，或C=0.1×0.1=0.01μF。一般用电位器代替R4来调节f。14 第10章自测题一、1.单相半波整流。2.小；大；平滑；高。3.并；串；电感滤波；电容滤波。4.稳压二极管；反向击穿；电压。5.放大；放大；反向击穿。6.管压降；导通、截止时间的比例。二、1.②。2.①。3.③；②。4.①；②。5.③。6.①；④。三、1、5对；2、3、4、6错。思考题与习题10.2.1(1)VD1组成半波整流电路UO1=0.45(90+10)=45V，IL1=45/104=4.5mA；VD2和VD3组成全波整流电路UO2=0.9×10=9V，IL2=90mA。(2)ID1=IL1=4.5mA，ID2=ID3=IL2/2=45mA；URM1=141.4V，URM2=URM3=28.2V。10.2.2(1)正上下负。(2)UO1=0.9U2=90V；UO2=-90V。(3)ID1=IO/2=0.45A。(4)URM=282.8V。10.3.1(1)因UO=1.2U2，故U2=10V。(2)当电容C值增大时，放电变慢，所以UO上升。(3)当负载RL变化时，对UO有影响，RL增加时，放电变慢，所以UO上升。10.3.2(1)IO=UO/RL=250mA。(2)ID=IO/2=125mA；因U2=UO/1.2=25V，故URM=35V。(3)因T=0.02s，取时间常数τ=5×(T/2)=0.05s，则C=τ/RL=417μF，故C取标称值470μF。10.3.3UC1=1.2U2=12V，R=(UC1-UO)/IO=20Ω。10.4.1(1)由UI(AV)=1.2U2得U2=27.5V；n=N1/N2=U1/U2=8。(2)因I=[33×(1+10%)-12]/0.56=43.4mA，ID=I/2=21.7mA；因U2=27.5×(1+10%)=30.3V，则URM=43V。10.4.2参见课本，求解UOmax和UOmin联立方程得R3=R4=RP。10.4.3(1)UI(AV)=1.2U2=19.2V。(2)参见课本可得UO=9.6~16V。(3)因ILmax≈(1+β1)[UI-(UOmin+UBE1)]/R2-UOmin/(R3+R4+RP)=170mA。(4)PCM=UCE1IC1=(UI-UOmin)×β1[UI-(UOmin+UBE1)]/R2=1.71W。10.4.4(1)调整管的集电极与发射极对换位置；(2)运放两个输入端对换；(3)稳压管的接法换向。10.4.5(1)R1、RP、R2组成取样电路；R3、VD、C产生基准电压；运放A用作做比较放大；VT1和VT2组成复合管形式的调整管；R4、R5为限流电阻。(2)由式(10.4.3)可得12~24V。(3)当UO处在最小值时,调整管VT1上有最大管压降，此时若RL=100Ω，则IL有最大值，即ILmax=UOmin/RLmin=12/0.1=120mA；另外，IR1=UOmin/(R1+RP+R2)=3mA，IR3=(UOmin-UZ)/R3==15mA。故IE1=138mA，PCM=UCE1IC1=(30-12)×0.138=2.48W。10.4.6(1)由18R2/(R1+Rp+R2)=6和9(Rp+R2)/(R1+Rp+R2)=6可求出R1=R2=100Ω。(2)因PC1=UCE1IC1≈(UI-UO)UO/R"L，式中UI=1.2U2=24V，R"L≈RL//(R1+Rp+R2)=50Ω；令dPC1/dUO=0，则UO=12V，PCmax=2.88W，故应取VT1管参数PCmax≥2.88W。10.4.7(1)UI1=1.2U21=30V，UI2=1.2U22=36V。(2)当电网电压波动±10%，则有14 UI2=32.4~39.6V，由式(10.4.1)可得1.21kΩ