解(1)求二极管的电流和电压
ID?VCC?2vD(10?2?0.7)V??8.6?10?3A?8.6mA 3R1?10?VO?2VD?2?0.7V?1.4V
(2)求vo的变化范围
图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l所示,温度 T=300 K。 rd?VT26mV??3.02? ID8.6mA2rd2?3.02???1V???6mV
R?2rd(1000?2?3.02?)当rd1=rd2=rd时,则
?vO??VCCvO的变化范围为(VO??vO)~(VO??vO),即1.406V~1.394V。
6.7(有错) 电路如图P6.7所示,设二极管是理想的。(a)画出它的传输特性;(b)若
输入电压vI =vi=20 sinωt V,试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo的波形。
解 (a)画传输特性
0<vI<12 V时,D1,D2均截止,vo=vI; vI≥12 V时,D1导通,D2截止
vO?12k?6k?2?vI??12V?vI?4V
(6?12)k?(6?12)k?3 -10V<vI<0时,D1,D2均截止,vo=vI;
vI≤-10 V时,D2导通,D1 截止
vO?12k?6k?210?vI??(?10)V?vI?
(6?12)k?(6?12)k?33 传输特性如图解 2.4 13中 a所示。
(b)当vo=vI=20 sinωt V时,vo波形如图解2.4.13b所示。
6kΩ + R1 R 2 R3 12k 12k D1 D2 + vi _ _ vo + 12V _ 10V + _ 图P6.7
6.8二极管电路如图6.8所示,试判断各图中的二极管是导通还是截止,并求出AB两端电压VAB,设二极管是理想的。
A D 6V 12R 5kΩ D1 A D1 D2 6V A R 5kΩ + VAB _ D2 R 5kΩ+ 15V 12V + _ VAB _ B VAB
12V (a) (b) (c)
图P6.8
B B
解:
图a:将D断开,以O点为电位参考点,D的阳极电位为-6 V,阴极电位为-12 V,故 D
处于正向偏置而导通,VAO=–6 V。 图b:对D1有阳极电位为 0V,阴极电位为-12 V,故D1导通,此后使D2的阴极电位为 0V,
而其阳极为-15 V,故D2反偏截止,VAO=0 V。
图c:对D1有阳极电位为12 V,阴极电位为0 V,对D2有阳极电位为12 V,阴极电位为 -6V.故D2更易导通,此后使VA=-6V;D1反偏而截止,故VAO=-6V。
6.9 二极管电路如图P6.9所示,设输入电压vi(t)波形如图 b所示,在 0<t<5ms的时间间隔内,试绘出vo(t)的波形,设二极管是理想的。
解 vI(t)<6V时,D截止,vo(t)=6V;vI(t)≥6V时,D导通
vO(t)?vI(t)?6V1?200?6V?vI(t)?3V
(200?200)?2vo(t)的波形如图P6.9(c)所示 200+ Ω+ R 1 D R2 200 vi(t) vo Ω 6V _ _ vo(t)/V 8
6
t/mS t/mS
0 3 5 0 5 (a) (b) (c)
vi(t)/V 10 图P6.9
6.10写出图P6.10所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压UD=0.7V。
D 2V + R Vo1 _ 2V D + R Vo2
_ 2V R D 2V + Vo3 _ (a) (b) (c) R D 2V + Vo4 _ D 2V + R Vo5 2V _ D 2V + R Vo6 2V _ 2V (d) (e) (f)
图P6.10
解:VO1≈1.3V,VO2=0,VO3≈-1.3V,VO4≈2V,VO5≈1.3V,
VO6≈-2V。
6.11 电路如图P6.11所示,二极管导通电压VD=0.7V,常温下VT≈26mV,电容C对交流信号可视为短路;vi为正弦波,有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流有效值为多少?
+ vi _ C R 500
+ 2V _ D iD
解:二极管的直流电流
ID=(V-UD)/R=2.6mA
其动态电阻
rD≈UT/ID=10Ω 故动态电流有效值
Id=Ui/rD≈1mA
6.12现有两只稳压管,它们的稳定电压分别为6V和8V,正向导通电压为0.7V。试问: (1)若将它们串联相接,则可得到几种稳压值?各为多少? (2)若将它们并联相接,则又可得到几种稳压值?各为多少? 解:(1)两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
(2)两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。
6.13 已知稳压管的稳压值VZ=6V,稳定电流的最小值IZmin=5mA。求图P6.13所示电路中VO1和VO2各为多少伏。
R R + 10V _ 500Ω DZ +
RL 2kΩ V o1
+ 10V _ 2kΩ DZ +
RL 2kΩ V o2
_ _
(a) (b)
图P6.13
解:VO1=6V,VO2=5V。
6.14已知稳压管的稳定电压VZ=6V,稳定电流的最小值IZmin=5mA,最大功耗PZM=150mW。试求图P6.14所示电路中电阻R的取值范围。 解:稳压管的最大稳定电流 IZM=PZM/UZ=25mA
电阻R的电流为IZM~IZmin,所以其取值范围为 R?UI?UZ?0.36~1.8k? IZ+ DZ R + VI=15V _ Vo=6V _ 图P6.14
6.15 已知图P6.15所示电路中稳压管的稳定电压UZ=6V,最小稳定电流IZmin=5mA,最大稳定电流IZmax=25mA。
(1)分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值; (2)若VI=35V时负载开路,则会出现什么现象?为什么?
解:(1)当UI=10V时,若UO=UZ=6V,则稳压管的电流为4mA,小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。故 UO?RL?UI?3.33V
R?RL
当UI=15V时, UO?RL?UI?5V, 没有被击穿。
R?RL UO=5V 同理,当UI=35V时,UO=UZ=6V。
(2)IDZ?(UI?UZ)R?29mA>IZM=25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。
R R + VI _ 1kΩ DZ +
RL 500Ω V o
100Ω IZ +
RL Vo
_
10V DZ _
6.16已知稳压二极管VZ=6V,PZ=0.12w,IZmin=2mA,当要求RL两端电压Vo稳定在6V时,求RL的变化范围。若超出这个范围,电路将出现什么情况?
6.17电路如图P6.17(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压VZ=3V,R的取值合适,vI的波形如图(c)所示。试分别画出vO1和vO2的波形。
R 图P6.15
图P6.16
+ vI _ DZ + R vo1
+ vI _ DZ + vo2 _
vi(t)/V 6
_ 图P6.17
解:波形如解图P6.17所示
0
t
解图P6.17
解:??????RL?300??