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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章 電路的基本概念和基本定律1.1 在題1.1圖中,各元件電壓為 U1=-5V,U2=2V,U3=U4=-3V,指出哪些元件是電源,哪些元件是負(fù)載?解:元件上電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí),P=UI;電壓和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí),P=UI。P0時(shí)元件吸收功率是負(fù)載,P0時(shí),二極管導(dǎo)通,當(dāng)Uab0時(shí),二極管截止(相當(dāng)于開(kāi)路)。設(shè)二極管導(dǎo)通時(shí)的壓降為0.6V,試?yán)么骶S寧定理計(jì)算電流I。解:將二極管斷開(kāi),求端口a、b間的開(kāi)路電壓和等效電阻,電路如圖a所示,Uoc=Uac-Ubc=6-2=4V,RO=(6+2)|(2+6)=4,等效電路如圖b所示,二極管D導(dǎo)通,導(dǎo)通后,Uab=0.6V2.20用戴維
2、寧定理求題2.20圖所示電路中的電流I。解:將待求支路1電阻斷開(kāi)后,由彌爾曼定理可得:,故 Uoc=Va-Vb=7V, RO=Rab=2|3|6+12|4|3=2|2=2.5,由戴維寧等效電路可得 2.21 用疊加定理求題2.21圖所示電路中的U。解:3A電流源單獨(dú)作用時(shí),電路如圖a所示,1電阻上電流為U U=2I+2I, 解得 U=2V, I=0.5A12V電壓源單獨(dú)作用時(shí)電路如圖b所示,1電阻上電流為U對(duì)左邊一個(gè)網(wǎng)孔有: U=2I+2I對(duì)右邊一個(gè)網(wǎng)孔有: 2I=-2(I+U)+12解得 U=4V, I=1A故 U=U+U=6V2.22 求題2.22圖所示電路的戴維南等效電路。解:端口開(kāi)路時(shí)
3、,I=0,受控電流源電流等于零,故U0c=9V,用外加電源法求等效電阻,電路如圖所示。UT=4(IT-0.5IT)+8IT 2.23 求題2.23圖所示電路的戴維南等效電路。解:端口開(kāi)路時(shí),流過(guò)2電阻的電流為3UOC,流過(guò)6電阻的為,故 解得: UOC=-0.8V用短路電流法求等效電阻,電路如下圖所示。 2.24 求題2.24圖所示電路從ab端看入的等效電阻。解:用外加電源法求等效電阻,電路如圖(a)所示,設(shè),流過(guò)RE的電流為iT+ib+ib,故有2.25 題2.25圖所示電路中,RL為何值時(shí),它吸收的功率最大?此最大功率等于多少?解:將RL斷開(kāi),則端口開(kāi)路電壓UOC=2I1-2I1+6=6V
4、,用外加電源法求等效電阻,電路如下圖所示,對(duì)大回路有 UT=4IT+2I1-2I1=4IT 因此,當(dāng)RL=R0=4時(shí),它吸收的功率最大,最大功率為 第三章 正弦交流電路3.1 兩同頻率的正弦電壓,求出它們的有效值和相位差。解:將兩正弦電壓寫成標(biāo)準(zhǔn)形式 ,其有效值為,3.2 已知相量,試寫出它們的極坐標(biāo)表示式。解: 3.3 已知兩電流 ,若,求i并畫出相圖。解:,兩電流的幅值相量為, 總電流幅值相量為 相量圖如右圖所示。3.4 某二端元件,已知其兩端的電壓相量為,電流相量為,f=50HZ,試確定元件的種類,并確定參數(shù)值。解:元件的阻抗為元件是電感,3.5 有一10F的電容,其端電壓為,求流過(guò)電容
5、的電流i無(wú)功功率Q和平均儲(chǔ)能WC,畫出電壓、電流的相量圖。解:, 電流超前電壓90,相量圖如右圖所示。QC=-UI=-2200.69=-152Var 3.6 一線圈接在120V的直流電源上,流過(guò)的電流為20A,若接在220V,50HZ的交流電源上,流過(guò)的電流為22A,求線圈的電阻R和電感L。解:線圈可看作是電感L與電阻R的串聯(lián),對(duì)直流電,電感的感抗等于0,故電阻為通以50Hz的交流電時(shí),電路的相量模型如右圖所示 3.7 在題3.7圖所示的電路中,電流表A1和A2的讀數(shù)分別為I1=3A,I2=4A,(1)設(shè)Z1=R,Z2=-jXC,則電流表A0的讀數(shù)為多少?(2)設(shè)Z1=R,則Z2為何種元件、取
6、何值時(shí),才能使A0的讀數(shù)最大?最大值是多少?(3)設(shè)Z1=jXL,則Z2為何種元件時(shí),才能使A0的讀數(shù)為最???最小值是多少?解:Z1、Z2并聯(lián),其上電壓相同(1)由于Z1是電阻,Z2是電容,所以Z1與Z2中的電流相位相差90,故總電流為,A0讀數(shù)為5A。(2)Z1、Z2中電流同相時(shí),總電流最大,因此,Z2為電阻R2時(shí),A0讀數(shù)最大,最大電流是7A,且滿足RI1=R2I2,因此 (3)Z1、Z2中電流反相時(shí),總電流最小,現(xiàn)Z1為電感,則Z2為容抗為XC的電容時(shí),A0讀數(shù)最小,最小電流是1A,且滿足3XL=4XC,因此3.8 在題3.8圖所示的電路中,I1=5A,I2=5A,U=220V,R =X
7、L,求XC、XL、R和I。 解:由于R=XL,故滯后,各電壓電流的相量圖如圖所示。由于I1=I2sin45,所以I1、I2和I構(gòu)成直角三角形。與同相,且I=I1=5A。 , 3.9 在題3.9圖所示的電路中,已知R1=R2=10,L=31.8mH,C=318F,f=50HZ,U=10V ,求各支路電流、總電流及電容電壓。解:XL=L=31431.810-3=10,電路的總阻抗Z=(R1+jXL)|(R2-jXC)=設(shè),則, 3.10 阻抗Z1=1+j,Z2=3-j并聯(lián)后與Z3=1-j0.5串聯(lián)。求整個(gè)電路的等效阻抗和等效導(dǎo)納。若接在的電源上,求各支路電流,并畫出相量圖。解:等效阻抗等效導(dǎo)納 接
8、上電源后電壓、電流相量圖如圖所示。3.11 在題3.11圖所示的移相電路中,若C=0.318F,輸入電壓為,欲使輸出電壓超前輸入電壓,求R的值并求出。解:由分壓公式得 欲使超前,復(fù)數(shù)R-j10000的輻角應(yīng)為-30,即3.12 已知阻抗Z1=2+j3和Z2=4+j5相串聯(lián),求等效串聯(lián)組合電路和等效并聯(lián)組合電路,確定各元件的值。設(shè)=10rad/s。解:Z=Z1+Z2=6+j8,等效串聯(lián)組合電路參數(shù)為R=6,X=8電抗元件為電感,等效并聯(lián)組合電路參數(shù),電抗元件為電感,3.13 在題3.13圖所示電路中,U=20V,I1=I2=2A,u與i 同相, 求I、R、XC和XL。解:與相位相差90,故,由I
9、1=I2得,超前45,由于與同相,而垂直,所以垂直,又 =+,所以、構(gòu)成直角三角形,相量圖如圖所示。,3.14 用電源等效變換的方法求題3.14圖所示電路中的,已知。解:等效電路如圖所示3.15 求題3.15圖所示電路的戴維寧等效電路和諾頓等效電路。解:(a)由彌爾曼定理可得 (b)ab端開(kāi)路時(shí),故用短路電流法求等效阻抗,電路如圖所示,對(duì)大回路有: ,3.16 求題3.16圖所示電橋的平衡條件。解:由電橋平衡條件公式得 由復(fù)數(shù)運(yùn)算規(guī)則得 ,即3.17 題3.17圖所示電路中,用疊加定理求。解:?jiǎn)为?dú)作用時(shí) 單獨(dú)作用時(shí),由分流公式得 3.18 題3.18圖所示電路中,IS=10A,=5000rad
10、/s,R1=R2=10,C=10F,=0.5,求電阻R2中的電流I。解:設(shè),則對(duì)右邊一個(gè)網(wǎng)孔,有 3.19 題3.19圖所示電路中,U=120V,求(1)各支路電流及總電流;(2)電路的平均功率、無(wú)功功率、視在功率和功率因數(shù)。解:設(shè),則(1) , 電流超前電壓36.9,電路呈容性。(2) 3.20 題3.20圖所示電路中,,C=20F,求總電路和二端電路N的有功功率、無(wú)功功率和功率因素。解:,由于電容的有功功率等于0,無(wú)功功率,故 ,3.21 三個(gè)負(fù)載并接在220V的正弦電源上,其功率和電流分別為P1=4.4kW,I1=44.7A(感性),P2=8.8kW,I2=50A(感性),P3=6.6k
11、W,I=66A(容性)。求各負(fù)載的功率因數(shù)、整個(gè)電路的功率因數(shù)及電源輸出的電流。 解:設(shè)各負(fù)載的視在功率為S1、S2和S3,則 , , 負(fù)載為容性,故各負(fù)載的無(wú)功功率為 , ,根據(jù)有功功率守恒和無(wú)功功率守恒,得: ,總電流即電源電流為3.22 一額定容量為10kAV,額定電壓為220V,額定頻率為50HZ的交流電源,如向功率為8kW、功率因數(shù)數(shù)為0.6的感性負(fù)載供電,電源電流是否超過(guò)額定電流值?如要將功率因數(shù)提高到0.95,需并聯(lián)多大的電容?并聯(lián)電容后,電源電流是多少?還可以接多少只220V,40W的燈泡?解:電源額定電流為,負(fù)載電流為,超過(guò)電源額定電流。將負(fù)載的功率因數(shù)從0.6提高到0.95
12、,需并聯(lián)的電容容量為 并聯(lián)電容后,電源電流為設(shè)并聯(lián)電容后還可接入n只40W燈泡,接入n只燈泡后的功率因數(shù)角為,則 有功功率 8000+40n104cos 無(wú)功功率 8000sin(arccos0.95)=104sin解得 =14.5,n42.07故還可接42只燈泡。3.23 有一RLC串聯(lián)電路,與10V、50HZ的正弦交流電源相連接。已知R=5,L=0.2H,電容C可調(diào)。今調(diào)節(jié)電容,使電路產(chǎn)生諧振。求(1)產(chǎn)生諧振時(shí)的電容值。(2)電路的品質(zhì)因數(shù)。(3)諧振時(shí)的電容電壓。解:(1)由(2)(3)3.24 一個(gè)電感為0.25mH,電阻為13.7的線圈與85pF的電容并聯(lián),求該并聯(lián)電路的諧振頻率、
13、品質(zhì)因數(shù)及諧振時(shí)的阻抗。解:由于,故諧振頻率為 品質(zhì)因數(shù) 諧振時(shí),等效電導(dǎo)為 等效阻抗為3.25 題3.25圖電路中,電源電壓為110V,頻率為50HZ,與同相。求:(1)各支路電流及電路的平均功率,畫出相量圖。(2)電容的容量C。解:由于Z的阻抗角為45,故滯后45,各支路電流及電壓的相量圖如圖所示。(1), ,(2)由得: 3.26 寫出題3.26圖所示電路兩端的伏安關(guān)系式。解:(a)圖中,與為非關(guān)聯(lián)參考方向,故線圈1的自感電壓取負(fù)號(hào),又、均從同名端流出,故兩線圈中互感電壓與自感電壓符號(hào)相同。 ,(b)圖中與為非關(guān)聯(lián)參考方向,故線圈2中的自感電壓取負(fù)號(hào),又、均從同名端流入,故兩線圈中互感電
14、壓與自感電壓符號(hào)相同。,3.27 求題3.27圖所示電路的等效阻抗。已知R1=18,L2=10,M=6。解:各支路電壓、電流如圖所示,由于和一個(gè)從同名端流出,一個(gè)從同名端流入,故兩線圈中互感電壓與自感電壓符號(hào)相反 ,又: 代入數(shù)據(jù)可解得 電路的等效阻抗 3.28 求題3.28圖所示電路的等效阻抗Zab。解:,反映阻抗 3.29 題3.29圖所示電路中,R1=R2=10, L1=30, L2=M=20,求輸出電壓和R2的功率P2。解:, 3.30 題3.30圖所示電路中,理想變壓器的變比為10:1,uS=10sint,求u2。解:各電流、電壓如圖所示,其關(guān)系如下: ,由此解得3.31 題3.31
15、圖所示電路中,如要使8的負(fù)載電阻獲得最大功率,理想變壓器的變比應(yīng)為多少? 解:8負(fù)載折合至一次側(cè)后的阻抗為8n2,根據(jù)最大功率傳輸原理,當(dāng)其等于50時(shí),負(fù)載得到最大功率,即有8n2=50,故3.32 對(duì)稱星形連接的三相負(fù)載Z=6+j8,接到線電壓為380V的三相電源上,設(shè),求各相電流、相電壓(用相量表示)。解:線電壓為380V,相電壓為220V,各相電壓為: 各相電流為 ,3.33 對(duì)稱三角形連接的三相負(fù)載Z=20+j34.6,接到線電壓為380V的三相電源上,設(shè),求各相電流和線電流(用相量表示)。解:各相電流為 ,各線電流為 ,3.34 兩組三相對(duì)稱負(fù)載,Z1=10,星形連接,Z2=10+j
16、17.3,三角形連接,接到相電壓為220V的三相電源上,求各負(fù)載電流和線電流。解:設(shè),則連接Z1的線電流為 亦為Z1中的電流。三角形聯(lián)結(jié)負(fù)載Z2中的電流為,連接Z2的線電流總線電流3.35 題3.35圖所示電路是一種確定相序的儀器,叫相序指示儀,。證明:在線電壓對(duì)稱的情況下,假定電容器所連接的那相為U相,則燈泡較亮的為V相,較暗的為W相。解:設(shè)電源中點(diǎn)為N,負(fù)載中點(diǎn)為N,由彌爾曼定理得,由此得各電壓的相量圖。從圖中可看出,只要,則,即V相負(fù)載電壓大于W相負(fù)載電壓,因此,較亮的是V相,較暗的是W相。3.36 題3.36所示電路中,三相對(duì)稱電源相電壓為220V,白熾燈的額定功率為60W,日光燈的額
17、定功率為40W,功率因數(shù)為0.5,日光燈和白熾燈的額定電壓均為220V,設(shè) ,求各線電流和中線電流。解:為簡(jiǎn)便計(jì),設(shè)中線上壓降可忽略,這樣,各相負(fù)載電壓仍對(duì)稱,故三個(gè)燈炮中的電流相等,均為,因此,;W相燈泡電流 ,日光燈中電流 ,由于是感性負(fù)載,電流滯后W相電壓,即W相線電流 中線電流3.37 阻抗均為10的電阻、電容、電感,分別接在三相對(duì)稱電源的U相、V相和W相中,電源相電壓為220V,求(1)各相電流和中線電流;(2)三相平均功率。解:由題意知,負(fù)載是星形聯(lián)結(jié),設(shè)(1) , (2)由于電容、電感不消耗功率,故三相平均功率等于電阻的功率,即3.38 功率為3kW,功率因數(shù)為0.8(感性)的三
18、相對(duì)稱負(fù)載,三角形連接在線電壓為380V的電源上,求線電流和相電流。解:由得 3.39 求題3.34電路的總功率和功率因數(shù)。解:由3.34題知,時(shí),即阻抗角為,線電流為47.9A,因此總功率: 功率因數(shù): 3.40 證明:如果電壓相等,輸送功率相等,距離相等,線路功率損耗相等,則三相輸電線(設(shè)負(fù)載對(duì)稱)的用銅量為單相輸電線用銅量的3/4。證明:設(shè)電壓為U,輸送功率為P,負(fù)載的功率因數(shù)為cos,距離為l,銅的電阻率為,三相輸電線的截面為S,單相輸電線的截面為S,則三相輸電線中的電流,線路功率損耗單相輸電線中的電流:,線路功率損耗為 現(xiàn)要求功率損耗相等,即:,由此得 三相輸電線的用銅量為3Sl,單
19、相輸電線的用銅量為,即三相輸電線的用銅量為單相輸電線用銅量的3/4。第四章 非正弦周期電流電路4.1 驗(yàn)證圖4.1.1(b)所示三角波電壓的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式,并求出當(dāng)Um=123V時(shí)的有效值。解:三角波電壓在一個(gè)周期()內(nèi)的表示式為 = 由于是奇函數(shù),故其傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式中,系數(shù)A0=0,Ckm=0 對(duì)第一個(gè)積分式作變量變換后,與第三個(gè)積分式相同,故 = Um=123V時(shí) 各諧波分量有效值為 ,總有效值 4.2 求題4.2圖所示半波整流電壓的平均值和有效值。解:半波整流電壓在一個(gè)周期內(nèi)可表示為 電壓平均值 電壓有效值 4.3 在題4.3圖所示電路中,L=1H,R=100, ui=20+100s
20、int+70sin3t,基波頻率為50Hz,求輸出電壓u0及電路消耗的功率。解:電感對(duì)直流相當(dāng)于短路,故輸出電壓中直流分量U0=20V,由分壓公式得,u0中基波分量為電流中基波分量為 三次諧波分量為 電路消耗的功率為各諧波消耗的功率之和或?yàn)殡娮鑂消耗的平均功率 4.4 在題4.4圖所示電路中,US=4V,u(t)=3sin2tV,求電阻上的電壓uR。解:利用疊加定理求解較方便直流電壓源Us單獨(dú)作用時(shí)交流電壓源單獨(dú)作用時(shí)電阻與電感并聯(lián)支路的等效阻抗為故 4.5 在RLC串聯(lián)電路中,已知R=10,L=0.05H,C=22.5F,電源電壓為u(t)=60+180sint+60sin(3t+45)+2
21、0sin(5t+18),,基波頻率為50HZ,試求電路中的電流、電源的功率及電路的功率因數(shù)。解:RLC串聯(lián)電路中,電容對(duì)直流相當(dāng)于開(kāi)路,故電流中直流分量為零。對(duì)基波 基波電流的幅值相量為對(duì)三次諧波,三次諧波電流的幅值相量為對(duì)五次諧波, 五次諧波電流的幅值相量為總電流為電源的功率電路的無(wú)功功率功率因數(shù) 4.6 在題4.6圖所示型RC濾波電路中,ui為全波整流電壓,基波頻率為50HZ,如要求u0的二次諧波分量小于直流分量的0.1%,求R與C所需滿足的關(guān)系。解:全波整流電壓為顯然,中的直流分量與中的直流分量相等,為對(duì)二次諧波,其幅值為 按要求有 即第五章 電路的暫態(tài)分析5.1 題5.1圖所示各電路在
22、換路前都處于穩(wěn)態(tài),求換路后電流i的初始值和穩(wěn)態(tài)值。解:(a),換路后瞬間 穩(wěn)態(tài)時(shí),電感電壓為0, (b),換路后瞬間 穩(wěn)態(tài)時(shí),電容電流為0, (c),換路后瞬間 穩(wěn)態(tài)時(shí)電感相當(dāng)于短路,故 (d)換路后瞬間 穩(wěn)態(tài)時(shí)電容相當(dāng)于開(kāi)路,故 5.2 題5.2圖所示電路中,S閉合前電路處于穩(wěn)態(tài),求uL、iC和iR的初始值。解:換路后瞬間 , ,5.3 求題5.3圖所示電路換路后uL和iC的初始值。設(shè)換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)。解:換路后,4mA電流全部流過(guò)R2,即對(duì)右邊一個(gè)網(wǎng)孔有:由于,故5.4 題5.4圖所示電路中,換路前電路已處于穩(wěn)態(tài),求換路后的i、iL和 uL。解:對(duì)RL電路,先求iL(t),再求其它物理
23、量。電路換路后的響應(yīng)為零輸入響應(yīng),故換路后兩支路電阻相等,故,V5.5 題5.5圖所示電路中,換路前電路已處于穩(wěn)態(tài),求換路后的uC 和i。解:對(duì)RC電路,先求uC(t),再求其它物理量S合上后,S右邊部分電路的響應(yīng)為零輸入響應(yīng) 5.6 題5.6圖所示電路中,已知開(kāi)關(guān)合上前電感中無(wú)電流,求。解:由題意知,這是零狀態(tài)響應(yīng),先求 故 5.7 題5.7圖所示電路中,t=0時(shí),開(kāi)關(guān)S合上。已知電容電壓的初始值為零,求uC(t)和i(t)。解:這也是一個(gè)零狀態(tài)響應(yīng)問(wèn)題,先求再求其它量 5.8 題5.8圖所示電路中,已知換路前電路已處于穩(wěn)態(tài),求換路后的uC(t)。解:這是一個(gè)全響應(yīng)問(wèn)題,用三要素法求解 5.
24、9 題5.9圖所示電路中,換路前電路已處于穩(wěn)態(tài),求換路后uC(t)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、暫態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)。解:電路的時(shí)間常數(shù) 零輸入響應(yīng)為:V 零狀態(tài)響應(yīng)為:穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為:2V,暫態(tài)響應(yīng)為:全響應(yīng)為: 5.10 題5.10圖所示電路中,換路前電路已處于穩(wěn)態(tài),求換路后的i(t)。解:用三要素求解 由彌爾曼定理可求得 5.11 題5.11圖所示電路中,US=100V,R1=5k,R2=20k,C=20F,t=0時(shí)S1閉合,t=0.2S時(shí),S2打開(kāi)。設(shè)uC(0-)=0,求uC(t)。解:為零狀態(tài)響應(yīng), 為全響應(yīng), V5.12 題5.12圖(a)所示電路中,i(0-)=0,輸入電壓波形如
25、圖(b)所示,求i(t)。解:,時(shí), 故 5.13 題5.13圖(a)所示電路中,電源電壓波形如圖(b)所示,uC(0-)=0,求uC(t)和i(t)。解:,單位階躍響應(yīng)為 5.14 要使題5.14圖所示電路在換路呈現(xiàn)衰減振蕩,試確定電阻R的范圍,并求出當(dāng)R=10時(shí)的振蕩角頻率。解:臨界電阻 ,即R-5V,二極管導(dǎo)通,由于二極管是理想的二極管,正向壓降等于零,故此時(shí)u0=ui; ui-5V,二極管截止,電阻中無(wú)電流,u0=-5V,u0波形如圖b所示。6.9 在題6.9圖所示電路中,設(shè)各二極管均為理想二極管,求下列三種情況下的輸出電壓和通過(guò)各二極管的電流。(1);(2);(3)。解:(1)時(shí),D
26、A、DB導(dǎo)通,V D=0,DC截止,IC=0,U0=0。設(shè)DA、DB為相同的二極管,則IA=IB=(2)VA=4V,V B=0,DB導(dǎo)通,VD=0,DA、DC截止,IA=IC=0,U0=0 (3)VA=VB=4V,設(shè)DA、DB均導(dǎo)通,則VD=4V,DC也導(dǎo)通,而,IR1=IA+IB+IC不成立,故DA、DB應(yīng)截止,IA=IB=0,DC導(dǎo)通,此時(shí), U0=2.41=2.4V6.10 現(xiàn)有兩個(gè)穩(wěn)壓管,正向壓降均為0.7V,如果要得到15V,9.7V,6.7V,3V和1.4V的穩(wěn)定電壓,這兩個(gè)穩(wěn)壓管和限流電阻應(yīng)如何連接?畫出電路。解:15V電壓可由兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)得到;9.7V可由9V穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值與
27、另一穩(wěn)壓管的正向壓降得到;3V是兩穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓的差值;1.4V是兩只穩(wěn)壓管的正向壓降,電路如圖所示。6.11 為什么三極管的基區(qū)摻雜濃度小而且做得很???答:由于基區(qū)和發(fā)射區(qū)載流子是不同類型的,因此發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流在正向電壓的作用下擴(kuò)散到基區(qū)后,要與基區(qū)的多數(shù)載流子復(fù)合。為使較多的載流子到達(dá)集電區(qū),發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的載流子應(yīng)盡快通過(guò)基區(qū),因而基區(qū)要做得薄一些。另外,基區(qū)的多數(shù)載流子濃度要較小,即摻雜濃度要小。6.12 要使PNP三極管具有電流放大作用,EB和EC的正負(fù)極應(yīng)如何連接,畫出電路圖并說(shuō)明理由。解:晶體管要有電流放大作用,發(fā)射結(jié)應(yīng)正偏,集電結(jié)應(yīng)反偏,對(duì)PNP型晶體管來(lái)說(shuō),基極接EB的負(fù)
28、極,發(fā)射極接EB的正極,集電極接EC的負(fù)極,電路如圖所示。6.13 在一放大電路中,測(cè)得某正常工作的三極管電流IE=2mA,IC=1.98mA,若通過(guò)調(diào)節(jié)電阻,使IB=40A,求此時(shí)的IC。解:晶體管正常工作時(shí), 故 , 當(dāng)時(shí) 6.14 在一放大電路中,有三個(gè)正常工作的三極管,測(cè)得三個(gè)電極的電位U1、U2、U3分別為(1)U1=6V,U2=3V,U3=2.3V(2)U1=3V,U2=10.3V,U3=10V(3)U1=-6V,U2=-2.3V,U3=-2V試確定三極管的各電極,并說(shuō)明三極管是硅管還是鍺管?是NPN型還是PNP型。解:晶體管正常工作時(shí),發(fā)射結(jié)電壓硅管為0.7V左右,鍺管為0.3V
29、左右,由此可先確定哪二個(gè)極是基極和發(fā)射極,剩下的一個(gè)極則是集電極。另外,由于集電結(jié)反偏,因此,對(duì)PNP型晶體管,集電極電位最低,對(duì)NPN型晶體管,集電極電位最高。(1)U23=0.7V,1是集電極,U1最大,因此,晶體管是NPN型硅管,這樣2是基極,3是發(fā)射極。(2)U23=0.3V,1是集電極,U1最小,因此,晶體管是PNP型鍺管,2是發(fā)射極,3是基極。(3)U32=0.3V,1是集電極,U1最小,因此,晶體管PNP型鍺管,2是基極,3是發(fā)射極。6.15 已知某三極管的極限參數(shù)為PCM=100mW,ICM=20mA,U(BR)CEO=15V。試問(wèn)在下列幾種情況下,哪種是正常工作?(1)UCE
30、=3V,IC=10mA;(2)UCE=2V,IC=40mA;(3)UCE=10V,IC=20mA;解:晶體管的安全工作區(qū)是:UCEU(BR)CEO,ICICM,P=UCEICICM,第三種情況下,PPCM,第二、第三種情況下晶體管均不能正常工作。6.16 試畫出PNP型三極管的微變等效電路,標(biāo)出各極電流的方向。解:對(duì)PNP型晶體管,由題6.12電路圖知,基極電流從基極流出,集電極電流從集電極流出,故PNP型晶體管的微變等效電路如右圖所示。第七章 基本放大電路7.1 試判斷題7.1圖中各電路能不能放大交流信號(hào),并說(shuō)明原因。解: a、b、c三個(gè)電路中晶體管發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,故均正常工作,但b
31、圖中集電極交流接地,故無(wú)交流輸出。d圖中晶體管集電結(jié)正偏,故晶體管不能正常工作,另外,交流輸入信號(hào)交流接地。因此a、c兩電路能放大交流信號(hào),b、d兩電路不能放大交流信號(hào)。7.2 單管共射放大電路如題7.2圖所示,已知三極管的電流放大倍數(shù)。(1)估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn);(2)計(jì)算三極管的輸入電阻;(3)畫出微變等效電路,計(jì)算電壓放大倍數(shù);(4)計(jì)算電路的輸入電阻和輸出電阻。解:(1) (2)(3)放大電路的微變等效電路如圖所示電壓放大倍數(shù)(4)輸入電阻:輸出電阻 7.3 單管共射放大電路如題7.3圖所示。已知(1)估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn);(2)計(jì)算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻(3)估算最大
32、不失真輸出電壓的幅值;(4)當(dāng)足夠大時(shí),輸出電壓首先出現(xiàn)何種失真,如何調(diào)節(jié)RB消除失真?解:電路的直流通路如圖所示, 由此定出靜態(tài)工作點(diǎn)Q為,(2)由于RE被交流傍路,因此(3)由于UCEQ=4.3V,故最大不飽和失真輸出電壓為最大不截止失真輸出電壓近似為因此,最大不失真輸出電壓的幅值為3.6V。(4)由于,因此,輸入電壓足夠大時(shí),首先出現(xiàn)飽和失真,要消除此種現(xiàn)象,讓飽和失真和截止失真幾乎同時(shí)出現(xiàn),應(yīng)增大RB,使靜態(tài)工作點(diǎn)下移。7.4 畫出題7.4圖所示電路的交流通路和微變等效電路,標(biāo)明電壓電流的參考方向。解:各電路的交流通路和微變等效電路如圖所示。7.5 在題7.5圖所示的分壓式偏置電路中,
33、三極管為硅管,。(1)估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn);(2)若接入5k的負(fù)載電阻,求電壓放大倍數(shù),輸入電阻和輸出電阻;(3)若射極傍路電容斷開(kāi),重復(fù)(2)中的計(jì)算。解(1)用估算法求靜態(tài)工作點(diǎn) ,IC=2.6mA (2)電壓放大倍數(shù) ,其中 (3)CE斷開(kāi),工作點(diǎn)不變,電路的微變等效電路如圖所示電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻 7.6 在圖7.4.1所示的共集放大電路中,設(shè)UCC=10V,RF=5.6 k,RB=240 k,三極管為硅管,=40,信號(hào)源內(nèi)阻RS=10k,負(fù)載電阻RL=1k,試估算靜態(tài)工作點(diǎn),并計(jì)算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。解:基極電路的電壓方程為RBIBQ+0.7+RE(1+)IBQ=U
34、CC由此得 7.7 題7.4圖(a)所示電路為集電極基極偏置放大電路,設(shè)三極管的值為50,VCC=20V,RC=10 k,RB=330 k。(1)估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn);(2)若接上2k的負(fù)載電阻,計(jì)算電壓放大倍數(shù)和輸入電阻。解:(1)先畫出電路的直流通路,由KVL可得 代入數(shù)據(jù),解方程得,(2)接上負(fù)載后的微變等效電路如圖所示顯然。另外,流過(guò)RB的電流為,故 ()用表示,解方程可得下面求輸入電阻 ,7.8 題7.4圖(b)所示電路為共基極放大電路。(1)畫出直流通路,估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn);(2)導(dǎo)出電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計(jì)算公式。解:(1)先畫出電路的直流通路,如右圖所示,與分壓式偏置電路相同 , (2)由7.4題所畫微變等效電路得 , , 即: 7.9 導(dǎo)出題7.9圖所示電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻
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