浙大模电1篇1章习题解答

第一篇 第1章习题题1.1.1 有一电流控制电流源电路如图题1.1.1所示，图中，。当时，试计算两端的电压和功率。解：负载电阻RL两端电压为： 负载电阻上消耗的功率为：题1.1.2 有一电压控制电流源电路如图题1.1.2所示，图中，。当时，试计算两端的电压和功率。解：电阻阻端的电压为： 负载电阻上消耗的功率为：题1.1.3 电路如图题1.1.3所示，分析在下述条件下各二极管的通断情况。设二极管D的导通压降VD=0.7 V，求出D导通时电流ID的大小。（1）VCC1= 6 V，VCC2= 6 V，R1= 2 k，R2= 3 k；（2）VCC1= 6 V，VCC2= 6 V，R1=R2= 3 k；（3）VCC1= 6 V，VCC2= 6 V，R1= 3 k，R2= 2 k。解：（1）求出二极管两端的开路电压，如开路电压使二极管正偏，则二极管导电，然后再求出流过二极管的电流。二极管开路后流过R1和R2的电流：，则二极管两端的开路电压，由于二极管两端开路电压大于0.7V，所以二极管导电,导电后，二极管二端压降为0.7V。此时流过二极管的电流用戴维南等效电路计算。（2）当R1=R2=3K时，二极管开路时流过过两电阻电流为：则二极管两端的开路电压，所以二极管截止，流过二极管的电流为零。（3）当R1=3K、R2=2K时，二极管开路时流过过两电阻电流为仍为：则二极管两端的开路电压，二极管两端电压为反偏，二极管截止，流过二极管电流也为零。题1.1.4 分析图题1.1.4电路中，各二极管是导通还是截止？并求出AO两端的电压VAO（D为理想二极管）。解：对（a）因二极管D的正极电位为负15V，而负极电位为负12V，则二极管反偏，所以二极管截止，输出电压为V。(b)因二个二极管的负极连在一起，电位相同，所以只要看正极电位哪一只高，则这只二极管就导电，然后把另一只二极管反偏而截止掉。因D1二极管的正极电位高，所以D1二极管导电，A点电位为零，将二极管D2截止。所以输出电压为V。(c) 因二个二极管的正极连在一起，电位相同，所以只要看负极电位哪一只低，则这只二极管就导电，然后把另一只二极管反偏而截止掉。但该电路中二只二极管都反偏了，所以D1和D2都截止，输出为V。题1.1.5 已知二极管2AP9的伏安特性如图题1.1.5（a）所示。（1）若将其按正向接法直接与1.5 V电池相连，估计会出现什么问题？（2）若将其按反向接法直接与30 V电源相接，又会出现什么问题？（3）电路如图（b），当时，并在（a）中标出工作点；（4）当时，也请在（a）中标出工作点。解：（1）1.5V电压直接正向连接二极管时，将二极管烧掉。（2）从特性曲线知，因反向击穿电压只有20V，所以将30V的电压反向连接二极管时，二极管将反向击穿。（3） 图题1.1.6所示为桥式整流电路，设二极管为理想器件，变压器的原、副边绕组匝数比n = N1/N2 = 11，变压器损耗不计，。试回答下列问题：（1）画出和的波形；（2）求负载RL上的直流电压Vo和直流电流Io；（3）求二极管的平均电流ID和最大反向电压VRM。解：（1）根据变压器的变比，则变压器付边电压有效值为：V。题图是一个全波桥式整流电路，当为正半周时，D1和D3二极管导电，当为负半周时，D2和D4二极管导电，所以和在负载电阻RL上的波形如图所示。v2t0v0t0(2)负载电阻RL上的平均直流电压为： V 直流电流（3）流过二极管的平均电流是负载上电流的一半，即二极管两端的最大反向电压，V，当D1、D3导电时，D2、D4承受V反压，而当D2、D4导电时，D1、D3承受最高反向电压。 图题1.1.7电路中，设，分别画出、和的波形（要求时间坐标对齐），并将二极管电流的峰值和其所承受的反向峰值电压标于图中（假定D为理想二极管）。解：题中的电路是二极限幅电路，对电路（a），当输入电压幅度V时，二极管导电，输出电压为+6V，当输入电压时D截止，输出电压等于输入电压；对电路（b）,当输入电压幅度 V时二极管导电，输出电压为，输入电压V时，二极管截止，输出电压为+6V；对电路（c）,是一个双向限幅电路，当输入电压V时，D1导电、D2截止，输出为6V，当输入电压V时，D2导电、D1截止，输出电压为+8V。所以三种电路的、和波形分别是：题1.1.8 图题1.1.8（a）所示电路中，D1、D2为硅管，导通压降VD均为0.7 V，题1.1.8（b）为输入、的波形，试画出的波形。解：这是一个二极管的与门电路，只有当输入、全为高电平时，D1、D2全导电，输出高电平V，其它情况输出低电平V。电路工作情况表如表所示：输入电压二极管导电情况输出电压D1D200导电导电07V05导电截止07V50截止导电07V55导电导电53V题1.1.9 图题1.1.8电路中，输入端、如按下述各种方法连接：（1）接+2V，接+5V；（2）接+2V，接-2V；（3）悬空，接+5V；（4）经3K 电阻接地，悬空。试确定相应的输出= ？。解：电路的工作情况和输出电压见表所示输入电压二极管导电情况输出电压D1D2+2V+5V导电截止27V+2V-2V截止导电-1.4V悬空+5V截止导电57V经3K电阻接地悬空导电截止61V题0 图题0所示电路中，设，稳压管和的稳定电压分别为、，正向降压为0.7 V。试画出和的波形（要求时间坐标对齐）。解:输入信号是一个有直流分是的正弦信号，对（a）电路，当输入信号幅值大于7.7V，DZ1稳压管正向导电，DZ2稳压管反向击穿，输出电压为7.7V，流过稳压管的电流为：对（b）电路，当输入幅值大于5V后，DZ1击穿，输出电压为5V，然后DZ2不能击穿而截止，流过DZ1的电流为。两种电路的电流和输出电压波形如图。 （a）电路波形（b）电路波形题1 图题1所示电路中，稳压管2CW16具有下列特性：稳定电压9 V，耗散功率允许值250 mW，稳压管电流小于1 mA时不能稳压，且动态电阻不大于20。试按电路中的参数计算：（1）当时，电流、的大小；（2）当电源电压变化%时，计算的变化量。解：（1）此时稳压管击穿，输出电压为9V，此时：，（2）当输入变化时，应该用动态来计算。此时等效电路为 当输入变化4V时，输出只变化0.148V,说明简单的稳压电路也能起到稳压作用。题1.1.12 图题1.1.12所示电路中，设各三极管均为硅管，可忽略不计。试估算、。解：这一类问题是静态工作点的计算题。对静态工作点的计算（估算），可以用图解法（已知特性曲线的条件下），也可以采用计算法。（a）电路，V；（b）电路，,V，VCE电压为负是不可能的，这只能说明管子不在放大区而进入了饱和区了，所以对IC和VCE电压应从新计算如下。，V；（c）电路,从电路看，基极回路的电源反了，管子处于截止状态，所以，V；（d）电路, , V;（e）电路,是一个开关电路，先求基极开路时的基极电位，如基极电位小于管子的开启电压，则三极管截止。最好先用戴维南定律将基极回路等效后再求。 基极开路电压：V，所以管子的发射结反偏，三极管截止，V；（f）电路也是一个开关电路，用戴维南定律将基极回路等效，求基极回路的等效电源和等效电阻后求IB电流，进而求其它参数。 等效电源为： V，等效电阻为：K，这样等效后的电路如图，然后就方便计算了。mA, V，这种情况不可能，说明三极管已饱和了，所以集电极电流必须重新计算如下：，题1.1.13 共射电路如图题1.1.13所示。现有下列各组参数： （1），； （2），； （3），； （4），。 判定电路中三极管T的工作状态（放大、饱和、截止）。解：该题意是熟悉电路参数对三极管工作状态的影响。（1），三极管处于放大状态。（2） VCE出现负电压也是不可能的,说明三极管管已饱和导电,所以集电极电流应该重新计算。（3） 三极管放放大。（4）, 三极管在放大工作状态。可见，一个放大电路能否放大，决定于电路中的有关参数。同学们在分析计算放大电路时，一定要注意到这一点。题1.1.14 在图题1.1.14（a）所示的共发射极放大电路中，三极管的输出和输入特性曲线如图（b）（c）所示。试用图解法分析电路的工作状态，并求出、和；解：图解法是在输入特性曲线上，用作图法求取IB和VBE；在输出特性上用作图方法求出IC和VCE。将输入回路用戴维南等效成单一回路后，其中，写出输入回路方程：（1，0）（0，917）Q将该方程作在三极管的输入特性上，由特性曲线和方程代表的直线交点Q求出IBQ和VBEQ如图所示（该方程代表的直线也称输入负载线）。所以有IBQ=25，VBEQ=0.7V。根据电路写出输出回路方程：，将该直线方程作在输出特性曲线上（也称放放大器直流负载线），该负载线与IBQ=25的输出特性交点Q，决定了ICQ和VCEQ，如图中所示。得ICQ=2mA,VCEQ=6.5V。Q题1.1.15 在图题1.1.15所示的放大电路中，三极管的输入、输出特性曲线分别如图题1.1.15(b)和(c)所示，试用图解法分析电路的工作状态，并得出、和。解：该题材解法和上题类似，因为要求的三个指标都是静态工作点。当输入为零时的输入回路方程为：，将该方程作在三极管的输入特性曲线上（令IB=0，得VBE=2V；再令VBE=0，IB=2/100K）QQ 输入特性和输入回路方程代表的直线交点Q决定了IB和VBE。所以有IB=15mA，VBE=0.7V作出输出回路方程，将该方程代表的直线（输出回路负载线）作在输出特性曲线上，由IBQ代表的输出特性和负载线交点Q决定了IC和VCE值。即得：IC=0.8mA，VCE=7.5V。题1.1.16 共射放大电路及三极管的伏安特性如图题1.1.16所示。（1）设，用图解法求出电路的和，并分析这个工作点选得是否合适？（2）在和三极管参数不变的情况下，为了把三极管的集电极电压提高到5V左右，可以改变哪些电路参数？如何改变？（3）在和三极管不变的情况下，为了使，应该改变哪些电路参数，改变到什么值？解：（1）因VBE=0.7V已知，所以先求出IB，输出回路负载线方程： 得IC=0.8mA，VCE=2.5V。该工作点显然太低，不合理。工作应放在三极管特性曲线的放大区中间位置。（2）可以减少RB电阻和减少RC电阻，使负载线向右边移（即向放大区的中间位置）。（3）为使，则负载线应如图所示。 则RB减小，使静态基极电流为40A，RC减小到3K左右。题1.1.17 同N沟道增强型MOSFET构成的共源电路如图题1.1.17(a)所示，MOS管漏极特性曲线如图(b)所示，试求解该电路的和（注意图中）。解: 解题思路为：由VGS=VDS作出场效应管的I-V特性，如图所示，再在特性曲线上作出VDS=VDD-IDRd=15-1.5Id（负载线方程）负载线，负载线与I-V特性交于一点Q，就可决定了ID，DS,VGS参数。由图得： IDQ5.8mA，VDSQ6.3V，VGSQ6.3V。题1.1.18 由MOS管组成的共源电路及其漏极特性分别如图题1.1.18（a）（b）所示。（1）试分析当、时，该MOS管分别处于什么工作区。（a）（b）（2）若，试画出和（即）的波形。解：(1) 因为该MOS管的开启电压为4V，所以当 vI =2V、4V时，MOS管工作在截止区；而当vI =6V、8V、10V时，MOS管的VGD=VGS-VDSVT（4V），所以MOS管工作在恒流区(放大区)；当vI =12V时，管子的VGD=VGS-VDSVT（4V），所以，MOS管工作在可变电阻区。(2) iD和vO（vDS）的波形如图1.3.6所示。题1.1.19 在图题1.1.19所示的电路中，设N沟道JFET的，。试求和。解：由 求得：题1.1.20 设图题1.1.20所示电路中FET的，试计算标明在各电路中的电压或电流的大小。解： 图(a)：ID1mA；图(b)：VD11.16V。