第十四章二极管和晶体管图（a）是输入电压ui的波形。试画出对应于ui的输出电压uo、电阻R上电压uR和二极管D上电压uD的波形并用基尔霍夫电压定律检验各电压之间的关系。二极管的正向压降可忽略不计。ui(V)t(a)uiDRuouDV(b)图习题的图【解】：ui(V)tuo(V)tuR(V)tuD(V)t在图的各电路图中E＝Vui＝sinωt二极管的正向压降可忽略不计试分别画出输出电压uo的波形。在图中试求下列几种情况下输出端电位VF及各元件中通过的电流：（）VA＝＋VVB＝VuiDRuoE(d)uiDRuoE(b)uiDRuoE(a)DRuoE(c)uiUi(V)tUo(V)t(a)电路的输出波形Uo(V)t(b)电路的输出波形Uo(V)t(c)电路的输出波形Uo(V)t(d)电路的输出波形【解】：图习题的图课后答案网wwwkhdawcom（）VA＝＋VVB＝＋V（）VA＝VB＝＋V设二极管的正向电阻为零反向电阻无穷大。【解】：（）DA优先导通DB截止IDB＝（）设DA和DB两管都导通应用节点电压法计算VF可见DB管的确都导通。（）DA和DB两管都能导通有两个稳压管DZ和DZ其稳定电压分别为V和V正向压降都是V。如果要得到V、V、V、V和V几种稳定电压这两个稳压管（还有限流电阻）应该如何联结？画出各个电路。【解】：VAVBkΩkΩkΩRDAVFDB图习题的图mAARVIIVVVFRDAF======VVVVF<==mAAImAAImAAIRDBDA======mAmAIIImAARVIVVVRDBDAFRF,=========＋RV－＋RV－DZDZ＋RV－DZDZR＋RV－DZDZ＋RV－DZDZ课后答案网wwwkhdawcom有一个晶体管接在电路中今测得三个管脚的电位分别为V、V、V试判别管子的三个电极并说明这个晶体管是哪种类型的？是硅管还是锗管？【解】：PNP型锗管V基极V发射极V集电极课后答案网wwwkhdawcom课后答案网wwwkhdawcom目目目录录录第第第章章章二二二极极极管管管和和和晶晶晶体体体管管管第节二极管第题第题第节稳压二极管第题第节晶体管第题第题第题课后答案网wwwkhdawcomListofFigures习题图习题图习题图习题图习题图习题图课后答案网wwwkhdawcom二二二极极极管管管和和和晶晶晶体体体管管管二二二极极极管管管在图所示的各电路图中E=Vui=sinωtV二极管D的正向压降可忽略不计试分别画出输出电压u的波形。解解解图:习题图(a)ui为正半周时ui>ED导通ui<ED截止。ui为负半周时D截止。D导通时u=ED截止时uo=ui。(b)ui为正半周时ui>ED导通ui<ED截止。ui为负半周时D截止。D导通时u=uiD截止时u=E。u的波形分别如图(a)和(b)所示。图:习题图课后答案网wwwkhdawcom在图中试求下列几种情况下输出端电位VY及各元件中通过的电流。()VA=VVB=V()VA=V,VB=V()VA=VB=V设二极管的正向电阻为零反向电阻为无穷大。解解解图:习题图()二极管DA优先导通则VY=V=VIDA=IR=VYR=A=A=mADB反向偏置截止IDB=()设DA和DB两管都导通应用结点电压法计算VY：VY=V=V=V<V可见DB管也确能导通。IDA=A=A=mAIDB=A=A=mAIR=A=A=mA课后答案网wwwkhdawcom()DA和DB两管都能导通VY=V=VIR=VYR=A=A=mAIDA=IDB=IR=mA=mA稳稳稳压压压二二二极极极管管管有两个稳压二极管DZ和DZ其稳定电压分别为V和V正向压降都是V。如果要得到V的稳定电压应如何连接？解解解应按图(a)或(b)连接UZ=V。图中R、R是限流电阻。图:习题图晶晶晶体体体管管管有两个晶体管分别接在电路中今测得它们管脚的电位（对“地”）分别如下表所列：晶体管I管脚电位V晶体管II管脚电位V试判别管子的三个电极并说明是硅管还是锗管？是NPN型还是PNP型？解解解课后答案网wwwkhdawcomNPN型：集电极电位最高发射极电位最低UBE>PNP型发射极电位最高集电极电位最低UBE<。硅管：基极电位与发射极电位大约相差V或V锗管：基极电位与发射极电位大约相差V或V。由此可知：晶体管I：NPN型硅管B、E、C晶体管II：PNP型锗管C、B、E。如何用万用表判断出一个晶体管是NPN型还是PNP型？如何判断出管子的三个管脚？锗管或硅管又如何通过实验区别出来？解解解()先判断基极将插入万用表“”（实为表内电源正极）插孔的测试笔轮流接任一管脚而后将另一测试笔分别接另外两个管脚如果两次测得管脚间的电阻同为低电阻（BE极间和BC极间的PN结上加正向电压）或同为高电阻（上述极间的PN结上加反向电压）则接万用表“”插孔的是基极。()判断是NPN型管还是PNP型管在()中测得管脚间的电阻同为低电阻时则为NPN型管测得同为高电阻时则为PNP型。()判断集电极对已知的NPN型管或PNP型管照图所示的两种方法接线未知管图:习题图脚和用测试笔分别接万用表的“”“”插孔（注意“”插孔接表内电课后答案网wwwkhdawcom源的正极）比较两种接法管脚间的电阻高低。对NPN型管电阻较低时接“”插孔的是集电极对PNP型管电阻较低时接“”插孔的是集电极。()判断是锗管还是硅管BE极间正向压降在V时为硅管在V时为锗管。图:习题图在图所示的各个电路中试问晶体管工作于何种状态？设UBE=V。解解解计算结果见下表。(a)管(b)管(c)管IC(sat)UCCRCmAmAI′B=IC(sat)βmAmAIBmA=mAmA=mAIB<状态IB<I′B放大IB>I′B饱和截止课后答案网wwwkhdawcom课后答案网wwwkhdawcom目目目录录录第第第章章章基基基本本本放放放大大大电电电路路路第节放大电路的静态分析第题第节放大电路的动态分析第题第题第题第题第节静态工作点的稳定第题第题第节射极输出器第题第题第节差分放大电路第题第节场效晶体管及其放大电路第题第题课后答案网wwwkhdawcomListofFigures习题图习题图习题图习题图习题图习题图习题图习题图习题图课后答案网wwwkhdawcom基基基本本本放放放大大大电电电路路路放放放大大大电电电路路路的的的静静静态态态分分分析析析在图中若UCC=V今要求UCE=VIC=mA试求RC和RB的阻值。设晶体管的β=。解解解图:习题图由UCE=UCCRCIC可求RC=UCCUCEIC==kIBICβ=mA=mARBUCCIB=k=k放放放大大大电电电路路路的的的动动动态态态分分分析析析在习题图所示的固定偏置放大电路中UCC=V晶体管的β=IC=mA。今要求|Au|试计算RCRB及UCE。课后答案网wwwkhdawcom解解解IBICβ=mA=mARBUCCIB=k=krbe=()==k|Au|=βRCrbe(空载时|Au|最大)RC=|Au|rbeβ=k=kUCE=UCCRCIC=()V=V有一放大电路如习题图所示其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直流负载线如图所示。试问：()RB,RC,RL各为多少？()不产生失真的最大输入电压UiM为多少？()若不断加大输入电压的幅值该电路首先出现何种性质的失真？调节电路中哪个电阻能消除失真？将阻值调大还是调小？()将电阻RL调大对交、直流负载线会产生什么影响？()若电路中其他参数不变只将晶体管换一个β值小一半的管子这时IBICUCE及|Au|将如何变化？解解解图:习题图由图可知静态值为IC=mA,IB=A,UCE=V电源电压为UCC=V电流放大系数为β=ICIB==课后答案网wwwkhdawcom()RBUCCIB=k=kRC=UCCUCEIC=k=k由交流负载线可得tanα′=R′L,=R′L,R′L=k由此得R′L=RCRLRCRLRL=RCR′LRCR′L=k=k()由图可知UCEQ=()V=VUCEQUCES=()V=V不失真的最大输出电压约为UoM=V先求出|Au|后再求不产生失真的最大输入电压UiMrbe=()(β)(mV)IE(mA)=()=k|Au|=βR′Lrbe==于是UiM=UoM|Au|=V=mV()首先产生截止失真这时可调节RB减小其阻值以增大IB将静态工作点Q上移一点。()将RL阻值增大不影响直流负载线通过Q点的交流负载线与横轴的α′角将有所减小。()IB不变IC约减小一半UCE增大|Au|将减小一半。已知某放大电路的输出电阻为k输出端开路电压的有效值Uo=V试问该放大电路接有负载电阻RL=k时输出电压将下降到多少？解解解UoL=RLroRLEo=RLroRLUo或UoL=RLroRLUo=V=V课后答案网wwwkhdawcom在图中UCC=VRC=kRE=kRB=k晶体管的β=。电路有两个输出端。试求：()电压放大倍数Au=UoUi和Au=UoUi()输出电阻ro和ro。解解解图:习题图IB=UCCUBERB(β)RE=()mA=mAIE=(β)IB=()mA=mArbe=()=k从集电极输出：Au=UoUi=βRCrbe(β)RE=()roRC=k从发射极输出：Au=UoUi=(β)RErbe(β)RErorbeR′Sβrbeβ==式中R′S=RSRB设信号源内阻RS则R′S。静静静态态态工工工作作作点点点的的的稳稳稳定定定在教材图所示的分压式偏置放大电路中已知UCC=VRC=kRE=kRB=kRB=kRL=kβ=并课后答案网wwwkhdawcom设RS。()试求静态值IBIC和UCE()画出微变等效电路()计算晶体管的输入电阻rbe()计算电压放大倍数Au()计算放大电路输出端开路时的电压放大倍数并说明负载电阻RL对电压放大倍数的影响()估算放大电路的输入电阻和输出电阻。解解解()VB=UCCRBRBRB=V=VICIE=VBUBERE=mA=mAIBICβ=mA=mAUCE=UCC(RCRE)IC=()V=V()rbe=()(β)(mV)IE(mA)=()=k()Au=βR′Lrbe=()=()Au=βRCrbe==()ri=rbeRBRBrbe=kroRC=k设计一单管晶体管放大电路已知RL=k。要求|Au|rikro<k工作点稳定。建议选用高频小功率管GD其技术数据见教材附录Cβ值可选在之间。最后核查静态工作点是否合适。求得的各电阻值均采用标称值（查教材附录H）。解解解课后答案网wwwkhdawcom图:习题图()选择放大电路和晶体管要求工作点稳定可选用分压偏置放大电路（教材图）选UCC=V按建议选用晶体管GD设β=并设|Au|=ri=k。()参数计算由式rbe(β)IEri可求ICIE(β)ri=mA=mA由式|Au|=βR′Lrbe可求R′L=k=kR′L=RCRLRCRL即RC=R′LRLRLR′L=k=k设VB=VRE=VBUBEIE=kk基极电流IBICβ=mA=mA设I=IB即I=mA=mAI得RB=VBI=k=k(取k)RB=UCCVBI=k=k(取k)课后答案网wwwkhdawcom()核查静态工作点由UCE=UCC(RCRE)IC做直流负载线(图)IC=UCE=UCC=VUCE=IC=UCCRCRE=mA=mAUCE=()V=V静态工作点合适在小信号情况下不会产生失真。射射射极极极输输输出出出器器器在图所示的射极输出器中已知RS=RB=kRB=kRE=k晶体管的β=rbe=k试求Auri和ro。解解解图:习题图Au=(β)RErbe(β)RE=()()=ri=RBRBrbe(β)RE=krorbeR′Sβ==式中R′S=RSRBRB两级放大电路如图所示晶体管的β=β=rbe=krbe=k。()画出直流通路并估算各级电路的静态值(计算UCE时忽略IB)课后答案网wwwkhdawcom()画出微变等效电路并计算AuAu和Au()计算ri和ro。解解解图:习题图()前极静态值VB=V=VICIE=mA=mAIBmA=AUCE()=V后极静态值ICIE=UCUBERE=()mA=mAIB=mA=AUCE=()V=V()前级电压放大倍数Au=βR′Lrbe(β)R′′E=()=式中R′L=RCrbe(β)RERLRERL后级电压放大倍数Au=(β)R′Lrbe(β)R′L=()()=两级电压放大倍数Au=AuAu==课后答案网wwwkhdawcom()ri=ri=RBRBrbe(β)R′′E=kro=rorbeRCβ=k=前级的集电极电阻RC即为后级的基极电阻。从本例的两级放大电路看提高了输入电阻降低了输出电阻。差差差分分分放放放大大大电电电路路路在图所示的差分放大电路中β=UBE=V输入电压ui=mVui=mV。()计算放大电路的静态值IBIC及各电极的电位VEVC和VB()把输入电压Uiui分解为共模分量uicuic和差模分量uiduid()求单端共模输出uoc和uoc()求单端差模输出uod和uod()求单端总输出uo和uo()求双端共模输出uoc双端差模输出uod和双端总输出uo。解解解图:习题图()静态时ui=ui=由教材图的单管直流通路可得RBIBUBEREIE=UEEIB=UEEUBERB(β)RE课后答案网wwwkhdawcom于是IB=()A=A=mAIC=βIB=mA=mAIE=(β)IB=mA=mAVC=UCCRCIC=V=VVE=REIE=V=VVB=RBIB=V=V()uic=uic=uiui=mV=mVuid=uid=uiui=mV=mV()由习题所证明的公式得出uoc=uoc=βRCRBrbe(β)REuic式中rbe=()=k于是uoc=uoc=()mV=mV()uod=βRCRBrbeuid=mV=mVuod=βRCRBrbeuid=()mV=mV()uo=uocuod=()()mV=mVuo=uocuod=()mV=mV()uoc=uocuoc=uod=uoduod=()mV=mVuo=uouo=()mV=mV=uod课后答案网wwwkhdawcom场场场效效效晶晶晶体体体管管管及及及其其其放放放大大大电电电路路路在图所示的源极输出器中已知UDD=VRS=kRG=MRG=kRG=M。试求静态值、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。设VGVSgm=mAV。解解解图:习题图VSVG=RGUDDRGRG=V=VUDS=UDDVS=()V=VID=VSRS=A=A=mAAu=UoUi=gmUgsRSUgsgmUgsRS=gmRSgmRSri=RG(RGRG)=()M=M求输出电阻ro（图）：将输入端短路（设信号源内阻很小略去）输出端加一交流电压Uo（如接有负载电阻RL则除去）可求电流Io=UoRSId=UoRSgmUgs而Ugs=Uo则Io=UoRSgmUo=(gmRS)Uo课后答案网wwwkhdawcom图:习题图故ro=UoIo=(gmRS)=gmRS当RSgm时rogm在本题中RS=kgm==k故rok场效晶体管差分放大电路如教材图所示已知gm=mAV求电压放大倍数Au=uoui。解解解uo与ui反相所以Au=uoui=gmRD==课后答案网wwwkhdawcom课后答案网wwwkhdawcom第十六章集成运算放大器为了获得较高的电压放大倍数而又可避免采用高阻值电阻RF将反相比例运算电路改为图所示的电路并设RF》R试证：)(RRRRuuAFiuf==【证】：ou′为R两端的电压也是RF两端的电压又有：求图所示电路的ui与uo的运算关系式。【解】：uiuoRRK图习题的图RuoKRuiuiuoRRRFRR图习题的图RuouoiFoFoifuRRuRuRuii=′′==Q)(RRRRuuAuRRRRRRuRuRuiRuiRuuiiiiiiiRRFiufiFooooooffF===′=′′=′=′==>>>>QiFoooiFooiFouRRuuuuRRuuuRRu=====课后答案网wwwkhdawcom求图所示的电路中uo与各输入电压的运算关系式。【解】：图是利用两个运算放大器组成的具有较高输入电阻的差动放大电路试求出uo与ui、ui的运算关系式。【解】：按下列关系式画出运算电路并计算各电阻的阻值括号中的反馈电阻RF和电容CF是已给出的。uiuoRRK图习题的图RuoKRuiiiiiiooiouuuuuuuuu===))(()()()(iiiioiiouukuKuKKRKRuukkuRKRu====)(,:)()(,:)(:)()(),(:)(FCdtudtuuKRuuuuuKRuuuFiioFiioioFiio=======uiuokΩΩkΩkΩ图习题的图kΩuokΩkΩkΩuiui课后答案网wwwkhdawcom【解】：在图中求u。【解】：用三要素法：mVuucc,)()(==mVeuRCtc)(ττ==mVeuRRuRCc)(==在图中运算放大器的最大输出电压VUopp=稳压管的稳定电压VUZ=其正向压降VUD=wtVuisin=当参考电压VUR=和V两种情况下试画出传输特性和输出电压ou的波形。uoRFkΩkΩkΩkΩuiui()kΩkΩkΩuiuiiiouuu=()()uo=uiuiRRR()uokΩkΩuiuiFtiu()iumViucouRRR图习题的图RRiuRURZDou图习题的图课后答案网wwwkhdawcom【解】：VououVVVVVLuLu传输特性VVVVVVVwtwtwt)(VUR=)(VUR=V波形图图是监控报警装置如需对某一参数（如温度压力等）进行监控时可由传感器取得监控信号iuRU是参考电压当iu超过正常值时报警灯亮试说明其工作原理。二极管D和电阻R在此起何作用？【解】：运放处于开环工作状态为比较器。当Riuu<时SatoUu=T处于截止状态不报警。当Riuu>时SatoUu=T处于饱和状态CI很大报警指示灯亮此时报警。R为限流电阻使T饱和时BI不至于过大D为保护二极管当T处于截止时不至于使T发射结反向电压过大。写出图所示电路的输出电流i与E的关系式并说明其功能。当负载电阻LR发生变化时输出电流i有无变化？RRRUiuRUTBICI报警指示灯图习题图D课后答案网wwwkhdawcom【解】：RERViEVVAA====QLR改变时i不变将电压源电路转换成了恒电流源电路。画出图所示电路中',uu及Lu的波形设,sinTRCtUumi<<=ω【解】：wtwtwtwtiumUoooo'ouousatUsatUsatUsatUsatULucu'ouLuDLRRiu图习题的图ERRLRoioi图习题的图课后答案网wwwkhdawcom目目目录录录第第第章章章集集集成成成运运运算算算放放放大大大器器器第节运算放大器在信号运算方面的应用第题第题第题第题第题第题第题第题第题第题第题第题第题第节运算放大器在信号处理方面的应用第题课后答案网wwwkhdawcomListofFigures习题图习题图习题图