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模电(1)考试试卷 答案 整理
2.18 某放大电路如图 2.50 所示。图中Rb1 = Rb2 = Rb3 = 200kΩ,Re1 = 2.7kΩ,RL = 5.1kΩ,
晶体管T的β = 60, rbe = 1.2kΩ,电路中电容容量均足够大。试求: (1)C3开路时,电路的电压增益Au̇ = Uȯ /U̇i及交流输入电阻Ri; (2)C3接入时,电路的电压增益Au̇ = Uȯ /U̇i及交流输入电阻Ri,并说明C3在电路中的作用。
Vcc
+ + C1
+C3 ui
Rb2
-
T C2 +
Re1
+ Ce
+ RL
uo
-
图2.50
2.19 共基极电路如图 2.51 所示。射级电路里接入一个恒流源,设β = 100,Rs = 0,RL = ∞。 试确定电路的电压增益、输入电阻和输出电阻。
+ Vc(c +15V)
Rc
7.5kΩ
C1
T
C2
+
+
T uo
-
(a)
解:注意是 PNP 型三极管
图(b)中是uo顶部失真,则属于截至失真,应减小Rb,使IBQ增大,从而提高静态工作点Q 图(c)中是uo底部失真,则属于饱和失真,应增大Rb,使IBQ减小,从而降低静态工作点Q
2.11 放大电路如图 2.43(a)所示,要求交直流负载线如图(b)所示,电路中晶体管为硅
C1 +
Rs
Rc C2 + +
Vcc
T
+ us
Rb
Re
uo
-
-
(b)
Rb
C1 ++
us
Rb
(c)
C2 +
+ Vcc
T
uo
-
Rc
Rb
C2
+
+
C1
T
+
+
ui
uo
-
-
(d)
Rb
C1 ++
Rc T
C2 +
+
Vcc
ui
D
uo
-
-
(e)
+
C1
Re
ui
-
T R2
(f)
Rc R1
C2 +
uo Vcc
-
2.8 放大电路和三极管的输出特性曲线如图 2.40 所示。
(3)估算晶体管的输入电阻rbe
rbe
=
rb
+
(1
+
β)re
=
rb
+
UT ICQ
rb约为 200Ω,UT约为26mV,ICQ = 1.9mA,则rb = 0.88kΩ (4)
Au̇
=
Uȯ U̇i
=
−icRc‖RL iB
=
βRc‖RL rbe
=
−133
Au̇ s
=
Uȯ Uṡ
=
Au̇
Rb‖rbe Rb‖rbe + Rs
1.7 为什么二极管的反响饱和电流与外加电压基本无关,而当温度升高时会明显增大? 答:二极管的反向饱和电流是由少子漂移形成的,少子由半导体本征激发产生,在温度一定的环境下,浓度 不变而且很低。在外加反向电压的情况下,全部少子都参与了导电,所以此时外加电压大小与反向电流基本 无关,此时的电流又称反向饱和电流。
模拟电子技术基础
一、常用半导体器件 第一周
1.3 为什么说扩散运动是多数载流子的运动,漂移运动是少数载流子的运动? 答:在 PN 结中,P 区的多子空穴与 N 区的多子电子在交界处会存在电子与空穴的浓度差,于是空穴和电子都 要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散,这样就形成了扩散运动。
在多数载流子的扩散过程中,交界处的电中性因为电子与空穴的复合而被破坏了,产生了由 N 区指向 P 区的内电场,P 区中的少子电子和 N 区中的空穴就在内电场的作用下进行漂移运动。
1.6 把一节 1.5V 的电池直接接到(正向接法)二极管的两端,会不会发生什么问题? 答:二极管可能会烧坏。硅管的导通电压为 0.6V~0.7V,锗为 0.2V~0.3V,当电源正向串联二极管时,由 I = (U − uD)/R 知,当未加限流电阻时,通过二极管的电流将远大于管子的最大整流电流IFM(毫安),引起 管子发热,从而使 PN 结烧坏。
+
Rs
1.01mA
+
-
R2
-15V 图2.51
RL Ro
解:
电压增益Au̇
=
Uȯ U̇i
=
βRc‖RL,
rbe
rbe
=
rbb′
+
β
UT ICQ
=
2.8
kΩ
因为RL
=
∞相当于开路,则Au̇
=
Uȯ U̇i
=
βRc rbe
≈
268
输入电阻Ri
=
rbe 1+β
≈
0.03kΩ
输出电阻Ro = Rc = 7.5kΩ
IEQ1
=
UEQ1 Re1 + Re2
1.36mA
ICQ1 ≈ IEQ1 = 1.36mA
(1)VCC = 12V,Rb = 600kΩ,Rc = 3kΩ,RL = 3kΩ,求直流负载线和静态工作点Q1; (2)如Rb开路,其他条件不变,求直流负载线和静态工作点Q2; (3)如Rc = 0,其他条件不变,求直流负载线和静态工作点Q3; (4)VCC由 12V 变为 6V,其他条件不变,求直流负载线和静态工作点Q4; (5)在(1)所给的条件下,求放大电路的最大不失真输出电压的峰—峰值Uopp。
(a)
Vcc=15V,Uceq=9V,Icq=2ma
2.14 单管放大电路如图 2.46 所示,已知晶体管的电流放大系数β = 50。 (1)估算Q点; (2)画出电路的微变等效电路;
(3)估算晶体管的输入电阻rbe; (4)如输出端接入4kΩ的电阻负载,计算Au̇ = Uȯ /U̇i及Au̇ s = Uȯ /Uṡ 。
第二周
1.10 晶体三极管具有电流放大作用的内部条件和外部条件各是什么? 答:内部条件:基区很薄且参杂浓度远低于发射区;
外部条件:发射结正偏,集电结反偏。
1.12 根据下图所示各晶体管三个电极的点位,判断它们分别处于何种工作状态?
1V
3V
2V
0V
3.7V
2.7V
6V
3.3V
6V
1. UBE=-1V,发射结与集电结反偏,三极管处于截至区 2. UBE=0.7V,发射结与集电结均正偏,三极管处于饱和区 3. UBE=0.7V,UCE<0,发射结正偏,集电结反偏,三极管处于放大区
+ Rc Vcc
Rb
T
(a)
解:
由IBQ = VCC−RUb BEQ,UCE = VCC − icRc可知
(b)中IBQ改变,即Rb改变: 从Q到Q′,IBQ增加,则Rb减小;从Q到Q",IBQ减小,则Rb增加
(c)中VCC不变,斜率−
1 改变:
Rc
从Q到Q′,斜率减小,则Rc增大;从Q到Q",斜率增大,则Rc减小 (d)中斜率不变,即Rc不变,VCC改变
(2)画出电路的微变等效电路图;
(3)计算输入电阻Ri和输出电阻Ro; (4)计算电压放大倍数Au。
VD(D +20V)
12kΩ
+C3
+
C1
T +
+
+
ui
1MΩ
500Ω
+
500Ω
C2
-
-
-
图2.53
解: (1)
第一级
UBQ1
=
Rb2 Rb1 + Rb2
VCC
=
2.13V
UEQ1 = UBQ1 − 0.7V = 1.43V
管,其中β = 50。试回答以下问题: (1)若Rb1取100kΩ,求VCC、Re、RCEQ、Rb2及RL的值; (2)如果输入信号ui的幅度较大,将会首先出现什么失真?电路的动态范围Uopp为多少? 若要减小失真,增大动态范围,则应如何调节电路元件?
+
+
C1
ui -
Vcc
Rc
+
C2
+
T
RL
uo
Ce -
(1)选择Rc、Rb2的阻值; (2)求放大电路的电压增益Au̇ 、输入电阻Ri和输出电阻Ro。
+ + C1
C3 ui
-
+ Vcc
Rc
+
C2
+
T
RL
uo
Ce -
图2.47
-
解: (1)
IEQ ≈ ICQ = 1mA UCEQ = VCC − RcICQ − ReIEQ + VEE,得到Rc = 5.5kΩ
当温度升高时,半导体热运动加剧,少数载流子数量增多,参与导电的载流子增多,所以电流明显增大。
1.18 在图所示的电路中,当电源电压 U=5V 时,测得 I=1mA。若把电源电压调整到 U=10V,则电流的大小为 多少?
5V
解:由iD
=
V−uD R
知,iD
=
V R
−
uD R
若为理想二极管,即uD为 0,当 U=10V 时,iD=2mA; 若考虑导通电压,设uD = 0.7V,计算出iD=2.16mA.
Rs 500Ω