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第一章模电例题分析


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电路如图所示,已知 ui=8sinωt(V), 二极管 导通压降UD=0.7V。 (1)试画出电压传输 特性曲线;(2)画出 uo的波形。 解: 当ui>5.7V时,D1因反偏而截止,D2因正偏 而导通,uo=5.7V。
当ui<-2.7V时,D1因正偏而导通,D2因反 偏而截止,uo=-2.7V。
例题分析
Chapter 1
二极管应用电路
利用二极管的单向导电性,可组成整流、检波、限幅、 保护等电路。
判断二极管在电路中的工作状态
设图示电路中各二极管性能理想,试求各电路中的电流?

15V
I
10kΩ
I
- +
12V

15V
10kΩ
- +
12V


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判断二极管在电路中的工作状态,常用的方法是:
首先假设二极管断开,然后求得二极管阳极与阴极 之间将承受的电压U U>导通电压,二极管正向偏置,导通;
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所以D1导通,D2截止。 故得:UAO=0。
(1)整流电路
二极管应用电路
当vs>0,D导通,vo=vs; 当vs<0,D截止,vo=0。 单相半波整流电路。
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(2)限幅电路 在图示电路中,E=5V,ui =10sinωt(V),
试对应输入电压画出输出电压uo的波形。设二极管为理想 二极管。
单向限幅电路
- +
12V


UAB=-3V<0 原电路的等效电路
10kΩ
二极管截止

15V
I

I=0


12V
4
解:
I
A
B
10kΩ

15V
10kΩ
- +
12V

15V
- +
12V


UBA=3V>0 原电路的等效电路
10kΩ
二极管导通
根据KVL,列回路的电 压方程 10I-12+15=0 I=-0.3mA
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稳压管应用电路
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解: (1)判断稳压管的状态。断开稳压管, 求稳压管承受的反向电压UAB
U AB 2 10 8V 2 0.5
UAB>6V,稳压管处于反 向击穿区。 (2) 求UO。 UO=6V
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解: (1)判断稳压管的状态。断开稳压管, 求稳压管承受的反向电压UAB
U AB 5 10 5V 55
UAB<6V,稳压管处于反 向截止区。 (2) 求UO。 UO=5V
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稳压管应用电路 一稳压电路如图所示,其中的直流输入电 压UI系车上铅酸电池供电,电压在12~13.6V 之间波动。负载为一移动式9V半导体收音机, 当它的音量最大时,需供给的功率为0.5W。 稳压管的主要参数为:稳定电压UZ=9V,稳 定电流的范围为5mA~112mA。求限流电阻R 的取值范围。
IB>IBS 三极管工作在饱和区
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例3
电路如图所示。
已知 BJT的UBE=0.7V, β=50,Rb=377kΩ, Rc=6kΩ, RL=3kΩ, Rs=100Ω, VCC=12V。 试计算: 1、电路的静态工作点Q。 2、电压放大倍数Au、Aus。 3、输入电阻ri、输出电阻ro。
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解: 1、求静态工作点Q 根据直流通路,有
R
+ UI − I
IL
移动式 收音机
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IZ DZ
解: 分析
IZmin ≤ IZ ≤ IZmax
IZ= I- IL=(UI-Uz)/R- IL
IZmin ≤ IZ≤ IZmax
在UI=UIMin~UIMax,IL=ILMin~ILMax时,上述不等 式必须恒成立。 1)若UI=UIMin,IL=ILMax时, IZmin ≤ IZ成立;则其他 情况下, IZmin ≤ IZ恒成立。 2)若UI= UIMax ,IL= ILMin时, IZ≤ IZmax成立;则其他 18 情况下, IZ≤ IZmax恒成立。
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3V
8V −3V 2.3V −5V 0V −0.8V −1V
3.7V (a) 2V (b) −0.6V (c)







6V (d)
(a)NPN型硅管,-发射极,-基极,-集电极
(b)PNP型锗管,-集电极,-基极,-发射极 (c)PNP型硅管, -集电极,-基极,-发射极 (d)NPN型锗管,-基极,-集电极,-发射极
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例1
分析图示各电路有无正常电压放大的能力。
无电压放大能力。
因为没接入RC,交流输出短路。
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无电压放大能力。 因为VBB对交流输入信号短路, ui无法控制ib。另VBB直接作用于 发射结,会使管子烧毁。
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无电压放大能力。
因为UBEQ=0,管子静态时工作于截止区。
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无电压放大能力。 因管子集电极与负载间无耦合电容,且负载电阻值很小, 会使管子静态时的UCEQ值非常小,以致于工作到饱和区。
当-2.7≤ui≤5.7V时,D1、D2均因反偏而截止, uo=ui。 双向限幅电路 11
电压传输特性
5.7V -2.7V
uo
5.7V -2.7V
ui
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(3)开关电路 输入A、B为0V 或5V,求输出F 的值。设二极管 是理想的。
二极管应用电路
实现与逻辑
F=AB 与门
A 0 0 5 1 5 1
15VI-++12V电路如图所示,求电流I1,I2。
D1 D2 I1 I2 - 6V 10kΩ
解: 1、判断二极管的工 作状态
D1 B A
D2 D C I1 I2 - 6V 10kΩ


12V

UAB=12V
UCD=18V
+ -
12V

UCD>UAB D2优先导通
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D1 B A
D2导通的前提下,再判 断D1的工作状态 UAB=-6V<0
B 0 5 1 0 5 1
二极管工作状态 D1 D2 导通 导通 导通 截止 截止 导通 截止 截止
F
0 0 0 5 1
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例:已知稳压二极管DZ的稳定电压为6V,正向导通 压降为0.7V。试计算下列各电路的输出电压值UO。
分析:稳压管稳压时,管子必须反向击穿,条 件是在管子断开时的其两端电压应大于稳定电 压。
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ri Aus Au Rs ri
ri = Rb// rbe≈1kΩ
1 Aus 100 91 ( ) 0.1 1
ro = Rc= 6kΩ
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例4
电路与元件参数如图所示。
试按下列要求求解电路:
1、画出直流、交流负载线。 2、求电路输出电压的幅度Uom,用有效值表示。 3、若us= 27sinωt(mV),电路能否正常放大此信号,试分析之。 4、如何调整电路元件参数,使该电路有尽可能大的输出幅度?其 值为多大?
−2.8V −3.5V 1.3V 锗管
1.2V 1.5V
锗管 3.7V
发射结、集电结均正偏,管子 饱和。
1.8V
1.5V
发射结正偏、集电结反偏,管 子放大。
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锗管
−0.3V
−3V 发射结正偏、集电结反偏,管 子放大。
0V 1.1V 锗管 1.3V
发射结、集电结均正偏,管子 饱和。 VBE=2.7V,远大于发射结正偏 时的电压,故管子已损坏。
1V 12V 硅管 2V
−0.7V
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例题分析
Chapter 2
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例1 判断电路是否有放大能力。
放大电路的组成原则: 1、要有极性连接正确的直流电源,合理的元件参数, 以保证三极管发射结正偏,集电结反偏,使三极管工 作在放大区。
2、有信号的输入、输出回路。输入信号能够从放大 电路的输入端加到三极管上;输出信号能够作用于负 载。
三极管工作在放大区
I CS
IB<IBS IB>IBS
三极管工作在饱和区
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(1)Rb =100k, RC=1k
VCC U BE 12-0.7 IB = 0.11mA Rb 100
IB<IBS
三极管工作在放大区
(2)Rb =40k, RC=1k
VCC U BE 12-0.7 IB = 0.28mA Rb 40
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例2
电路是否具有正常的放大作用?已知:
=50,VCC =12V,
UBE=0.7V。
(1)Rb =100k, RC=1k
(2)Rb =40k, RC=1k
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I CS
VCC U CES 12 0.3 11.7mA RC 1
I BS
11.7 0.234m A 50
10kΩ
- 6V
+ -
12V
D1截止 综上分析得:D2导通,D1截止。

2、求未知量 I1=0 10I2+12+6=0
I1 I2 - 6V 10kΩ
+ -
12V
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I2=-1.8mA
原电路的等效电路
电路如图所示,设二极管为理想的,求UAO。
D1 D2

- 15V 3kΩ - 12V
UAO



解: 假设D1,D2均断开,则 UD1=12V>0 UD2=-3V<0
2、输出电压的幅度Uom 设BJT的UCES=0.7V。 根据交流负载线上UCEQ两侧线段的长短即可确定 Uom。
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