第一章 习题与思考题
◇ 习题 1-1欲使二极管具有良好的单向导电性,管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好,还是小一些好? 解:二极管的正向电阻愈小愈好,反向电阻愈大愈好。理想二极管的正向电阻等于零,反向电阻等于无穷大。
◇ 题 1-4已知在图P1-4中,u1=10sinωt(V),RL=1kΩ,试对应地画出二极管的电流iD、电压u0的波形,并在波形图上标出幅值,设二极管的正向压降和反向电流可以忽略。
解:波形见图。
◇ 习题 1-5欲使稳压管具有良好稳压特性,它的工作电流IZ、动态内阻rZ以及温度系数au等各项参数,大一些好还是小一些好?
解:动态内阻rZ愈小,则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小,即稳压性能愈好。一般来说,对同一个稳压管而言,工作电流IZ愈大,则其动态内阻rZ愈小,稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗,以免损坏稳压管。温度系数aU的绝对值愈小,表示当温度变化时,稳压管的电压变化的百分比愈小,则稳压性能愈好。
◇ 习题 1-7 在图P1-7 中,已知电源电压V=10V,R=200Ω,RL=1 kΩ,稳压管的UZ=6V,试求: ① 稳压管中的电流IZ=?
② 当电流电压V升高到12V,IZ将变为多少? ③当V仍为10V,但RL改为2 kΩ时,IZ将变为多少? 解:① IZ???U?UZUZ10V?6V6V????20mA?6mA?14mA RRL200?1k?U?UZUZ12V?6V6V????30mA?6mA?24mA RRL200?1k?U?UZUZ10V?6V6V????20mA?3mA?17mA RRL200?2k?
② I③ IZZ◇ 习题 1-8 设有两个相同型号的稳压管,稳压仁政值均为6V,当工作在正向时管压降均为0.7V,如果将它们用不同的方法串联后接入电路,可能得到几种不同的稳压值?试画出各种不同的串联方法。 解:如图所示,可有3种不同的串联方法。 稳压值分别为:(a)12V
(b)6.7V (c)1.4V
◇ 习题 1-9 一个三极管的输出特性曲线见图 P1-9:
① 试在图上求出UCE=5V,IC=6mA处的电流放大系数β、
-α-、β和α,并时行比较。
② 设三极管的极限参数为ICM=20mA,U(BR)CEO=15V,PCM=100mW,试在图 P1-9的特性曲线上画出三极管的安全工作区。 解:
① ??iC6??150,iB0.04??iC6??0.993 iE6.04?iC9?3.2????0.993
?iE9.06?3.22?iC9?3.2????145,?iB0.06?0.02②三极管的安全工作区如图所示。
◇ 习题 1-13 测得某电路中几个三极管的各极电位如图P1-13所示,试判断各三极管分别工作在截止区,放大区还是饱和区? 解:图(a)中,UBE=0.7V,UBC=-4.3V,即发射结正偏,集电结反偏,三极管工作在放大区。 图(b)中,UBE=-10V,UBC=-10V,即发射结、集电结均反偏,三极管工作在截止区。 图(c)中,UBE=0.7V,UBC=-5.3V,即发射结正偏,集电结反偏,故三极管工作在放大区。 图(d)中,UBE=0.75V,UBC=0.45V,即发射结、集电结均正偏,故三极管工作在饱和区。 图(e)中,UBE=0.3V,UBC=5.3V,即发射结、集电结均反偏,故三极管工作在截止区。
图(f)中,UBE=-0.3V,UBC=0,即UCE=UBE,发射结正偏,集电结电压为0,故三极管工作在临界饱和状态。 图(g)中,UBE=-0.3V,UBC=8.7V,即发射结正偏,集电结反偏,故三极管工作在放大区。 图(h)中,UBE=-0.3V,UBC=3.7V,即发射结正偏,集电结反偏,故三极管工作在放大区。
◇ 习题 1-14 已知图P1-14(a)~(f)中各三极管的β均为50,UBE≈0.7V,试分别估算各电路中三极管的IC和UCE,判断它们各自工作在哪个区(截止区、放大区或饱和区),并将各管子的工作点分别画在图P1-14(g)的输出特性曲线上。
2V?0.7V1.3V??0.065mA20k?20000?解:(a)iC??iB?50?0.065mA?3.25mA 三极管工作在放大区,见下图中的A点。
iB?uCE?10?2k??3.25mA?3.5V10V?0.7V9.3V??0.0465mA200k?200000?(b)iC??iB?50?0.0465 三极管工作在放大区,见下图中的B点。 mA?2.325mAiB?uCE?10?2k??2.325mA?5.35V10V?0.7V9.3V??0.465mA20k?20000?(c)iC??iB?50?0.465mA?23.25mA
iB?uCE?10?2k??23.25mA??36.5V以上计算出的iC和uCE的值是荒谬的,实质上此时三极管已工作在饱和区,故应为
10V?0.7V9.3V??0.465mA20k?20000? iC?10 见下图中C点。 V/2k??5mAiB?uCE?UCES?0.3V(d)uBE??2V,iB?0,iC?0,uCE?VCC?10V
三极管工作在截止区,见下图中D点。 (e)uBE?0V,iB?0,iC?0,uCE?VCC?10V
三极管工作在截止区,见下图中E点,E点和D点基本重合。
10V?0.7V9.3V??0.0465mA200k?200000?(f)iC??iB?50?0.0465 mA?2.325mAiB?uCE?VCC?10V 三极管工作在放大区,见下图中的F点。
第二章 习题与思考题
◆ 题 2-2 试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。设电路中的电容均足够大,变压器为理想变压器。 解:
◆ 题 2-5 设图P2-5中的三极管β=100,UBEQ=0.6V,VCC=12V,Rc=3kΩ,Rb=120kΩ。求静态工作点处的IBQ、ICQ和UCEQ值。 解:
IRCRc?IBQRb?UBEQ?VCC (ICQ?IBQ)Rc?IBQRb?UBEQ?VCC
IBQ?VCC?UBEQRb?(1??)Rc?12?0.6?0.027mA120?(1?100)?3C
ICQ??IBQ?100?0.027mA?2.7mA UCEQ?VCC?IRRc?12?(2.7?0.027)?3?3.82V
◆ 题 2-6 已知图P2-2(a)中:Rb=510kΩ,Rc=10kΩ,RL=1.5kΩ,VCC=10V。三极管的输出特性如图(b)所示。① 试用图解法求出电路的静态工作点,并分析这个工作点选得是否合适;② 在VCC和三极管不变的情况下,为了把三极管的静态集电极电压 UCEQ提高到5V左右,可以改变哪些参数?如何改法?③ 在VCC和三极管不变的情况下,为了使ICQ=2mA,UCEQ=2V,应改变哪些参数?改成什么数值? 解:① 先由估算法算出IBQ
IBQ?VCC?UBEQRb?10?0.7mA?0.02mA?20?A 然后,由式
510uCE?VCC?iCRc?10?10iC,在输出特性曲线上画出直流负载线,其与横、纵两个坐标轴的交点分别未(10V,
0)和(0,1mA),直流负载线与iB=20uA的一条输出特性曲线的交点Q1即为静态工作点。由Q1可得,UCEQ≈0.5V,ICQ=0.95mA。可见,Q1点靠近饱和区,位置不太合适,容易产生饱和失真。
② 在VCC和三极管不变的情况下,为了把三极管的静态集电极电压UCEQ提高到5V左右,可以改变的参数只有Rb和(或)Rc,有以下几种方法: 1)同时减小Rb和Rc,如图中Q2点;2)Rb不变,减小Rc,如图中Q’2点;3)Rc不变,增大Rb,如图中Q’’2点;4)同时增大Rb和Rc,静态工作点在图中Q’’2点以下。
③ 在VCC和三极管不变的情况下,为了使ICQ=2mA,UCEQ=2V,可以改变的参数只有Rb和(或)Rc。将iC=ICQ=2mA,uCE=UCEQ=2V的一点与横坐标轴上uCE=10V的一点相连即可得到此时的直流负载线,此时集电极电阻为
Rc?VCC?UCEQICQVCC?UBEQIBQ?10?2k??4k?2,由图可见,Q3点处IBQ=40uA,则
Rb?
?10?0.7k??250k?,因此,需要减小Rb和Rc为:Rc=4kΩ,Rb=250kΩ。
0.04◆ 题 2-7 放大电路如图P2-7(a)所示。试按照给定参数,在图P2-7(b)中:
① 画出直流负载线;② 定出Q点(设UBEQ=0.7V);③ 画出交流负载线。
解:
① 直流负载线方程为uCE?VCC?iCRc?iERe?VCC?iC(Rc?Re)?15?3iC,据此,过横、纵两个坐标