電子電路基礎(chǔ)習(xí)題解答

1、第一章習(xí)題解答題1.1 電路如題圖1.1所示，試判斷圖中二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出兩端的電壓。設(shè)二極管是理想的。 解：分析：二極管在外加正偏電壓時(shí)是導(dǎo)通，外加反偏電壓時(shí)截止。正偏時(shí)硅管的導(dǎo)通壓降為0.60.8V。鍺管的導(dǎo)通壓降為0.20.3V。理想情況分析時(shí)正向?qū)▔航禐榱悖喈?dāng)于短路；反偏時(shí)由于反向電流很小，理想情況下認(rèn)為截止電阻無(wú)窮大，相當(dāng)于開(kāi)路。分析二極管在電路中的工作狀態(tài)的基本方法為“開(kāi)路法”，即：先假設(shè)二極管所在支路斷開(kāi)，然后計(jì)算二極管的陽(yáng)極（P端）與陰極（N端）的電位差。若該電位差大于二極管的導(dǎo)通壓降，該二極管處于正偏而導(dǎo)通，其二端的電壓為二極管的導(dǎo)通壓降；如果該電位差

2、小于導(dǎo)通壓降，該二極管處于反偏而截止。如果電路中存在兩個(gè)以上的二極管，由于每個(gè)二極管的開(kāi)路時(shí)的電位差不等，以正向電壓較大者優(yōu)先導(dǎo)通，其二端電壓為二極管導(dǎo)通壓降，然后再用上述“開(kāi)路法”法判斷其余二極管的工作狀態(tài)。一般情況下，對(duì)于電路中有多個(gè)二極管的工作狀態(tài)判斷為：對(duì)于陰極（N端）連在一起的電路，只有陽(yáng)極（P端）電位最高的處于導(dǎo)通狀態(tài)；對(duì)于陽(yáng)極（P端）連在一起的二極管，只有陰極（N端）電位最低的可能導(dǎo)通。圖（a）中，當(dāng)假設(shè)二極管的VD開(kāi)路時(shí)，其陽(yáng)極（P端）電位為-6V，陰極（N端）電位為-12V。VD處于正偏而導(dǎo)通，實(shí)際壓降為二極管的導(dǎo)通壓降。理想情況為零，相當(dāng)于短路。所以；圖（b）中，斷開(kāi)VD時(shí)

3、，陽(yáng)極電位，陰極的電位， VD處于反偏而截止 ；圖（c），斷開(kāi)VD1,VD2時(shí) VD1處于正偏導(dǎo)通，VD2處于反偏而截止；或， VD1，VD2的陰極連在一起 陽(yáng)極電位高的VD1就先導(dǎo)通，則A點(diǎn)的電位，而 VD2處于反偏而截止圖（d），斷開(kāi)VD1、VD2， ； VD1、VD2均處于反偏而截止。  題1.2 試判斷題圖1.2中的二極管是導(dǎo)通還是截止，為什么？解：分析：在本題的分析中應(yīng)注意二個(gè)問(wèn)題：（1） 電位都是對(duì)固定的參考點(diǎn)之間的壓差，參考點(diǎn)就是通常所稱的接地點(diǎn)；（2） 求電位時(shí)注意各電壓的方向。圖（a），設(shè)圖中電阻25K與5K的連接點(diǎn)為C， 則，當(dāng)假設(shè)VD開(kāi)路時(shí)， VD處于

4、反偏而截止圖（b），同樣設(shè)圖中電阻25K與5K的連接點(diǎn)為C，假設(shè)VD斷開(kāi)，則： CB VD處于反偏而截止；圖（c），設(shè)圖中25K與5K的連接點(diǎn)為C，假設(shè)VD斷開(kāi)，則：CB VD處于正偏導(dǎo)通狀態(tài) 題1.3 己知在題圖1.3中，,，試對(duì)應(yīng)地畫(huà)出二極管的電流、電壓以及輸出電壓的波形，并在波形圖上標(biāo)出幅值。設(shè)二極管的正向壓降和反向電流可以忽略。 解：分析：二極管在外加正偏電壓時(shí)導(dǎo)通，外加反偏電壓時(shí)截止。如果忽略二極管正向?qū)▔航导胺聪蚵╇娏鳎瑒t二極管相當(dāng)于一個(gè)理想的開(kāi)關(guān)。即：正偏時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)“閉合”，截止時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)“斷開(kāi)”。(1). 在ui正半周，二極管正偏而導(dǎo)通，uD=0uO=

5、(V)iD=(mA)(2). 在ui負(fù)半周，二極管反偏而截止， iD=0 uO =0 uD =(V)      題1.4 電路如題圖1.4所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓=8V，限流電阻=，設(shè)，試畫(huà)出的波形。 解： 分析：穩(wěn)壓管的工作是利用二極管在反偏電壓較高使二極管擊穿時(shí)，在一定的工作電流限制下，二極管兩端的的電壓幾乎不變。其電壓值即為穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz。而穩(wěn)壓管如果外加正向偏壓時(shí)，仍處于導(dǎo)通狀態(tài)。設(shè)穩(wěn)壓管具有理想特性，即反偏電壓只有達(dá)到穩(wěn)壓電壓時(shí)，穩(wěn)壓管擊穿。正偏時(shí)導(dǎo)通壓降為零，則(V) Uz=8V當(dāng)Uz時(shí)，穩(wěn)壓管擊穿而處于穩(wěn)定

6、狀態(tài)，uO =Uz；而0<<8V時(shí)，穩(wěn)壓管處于反偏而截止，uO =；當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管將處于正偏而導(dǎo)通，uO=0。 題1.5 在題圖1.5中，已知電源電壓，穩(wěn)壓管的，試求 穩(wěn)壓管中的電流？ 當(dāng)電源電壓升高到時(shí)，將變?yōu)槎嗌伲?當(dāng)仍為，但改為時(shí)，將變?yōu)槎嗌伲?#160;解：分析：由穩(wěn)壓管的特性可知，在穩(wěn)壓管處于反向擊穿時(shí)，流過(guò)的電流可以有較大的變化，而其兩端電壓幾乎不變。(1). 6mA16=LoRRUIL (2). 當(dāng)U升高至12V時(shí)， 不變， (3). 當(dāng)時(shí)，  題1.6 測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)半導(dǎo)體三極管三個(gè)電極電位、分別為下列各組數(shù)值，試判斷它們是型還是型？是硅

7、管還是鍺管？并確定e、b、c。 ，； ，； ，； ，解：分析：工作在放大電路中的三極管應(yīng)滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏的條件。且有PN節(jié)正偏特性可知，其正偏結(jié)電壓不會(huì)太大。硅管的，鍺管的。所以首先找出電位差在0.10.3V或0.50.7V的兩個(gè)電極，則其中必定一個(gè)為發(fā)射極，一個(gè)為基極，另一個(gè)電位相差較大的必定為集電極。由PN結(jié)反偏特性可知，若集電極電位最高，則該管必定為NPN型三極管；若集電極電位最低，則該管必定為PNP型三極管。若為NPN型三極管，則發(fā)射極電位必定為最低電位；若為PNP型三極管，則發(fā)射極電位必定為最高電位。由此即可確定發(fā)射極。電位值處于中間的一個(gè)電極必定為基極。由此可知：(1).

8、 , ， 結(jié)論：硅NPN型三極管（） ， ， (2). , ， 結(jié)論： 鍺NPN型三極管（） ， ， (3). ， 結(jié)論：硅PNP型三極管（） ， ， (4). ， 結(jié)論：鍺PNP型三極管（） ， ，  題1.7 測(cè)得某電路中幾個(gè)三極管的各極電位如題圖1.7所示，試判斷各三極管分別工作在放大區(qū)、截止區(qū)還是飽和區(qū)。 解：分析：根據(jù)不同的偏置特征，三機(jī)管將工作在不同的區(qū)域：放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏 或者零偏；截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏或偏壓小于開(kāi)啟電壓，集電結(jié)反偏。如以NPN型三極管為例，其偏壓方式與工作狀態(tài)的關(guān)系如圖所示：對(duì)圖（a），NPN型三極

9、管 , 工作在放大區(qū)；圖（b），NPN管，, ， 工作在截止區(qū)圖（c），NPN管， 工作在放大區(qū)；圖（d），NPN管， 工作在飽和區(qū)；圖（e），PNP管， 工作在截止區(qū)圖（f），PNP管， 工作在飽和區(qū)圖（g），PNP管， 工作在放大區(qū)；圖（h），PNP管， 工作在放大區(qū)；   題1.8 已知題圖1.8 (a)(f)中各三極管的均為50，試分別估算各電路中三極管的和，判斷它們各自工作在哪個(gè)區(qū)(放大區(qū)，截止區(qū)或飽和區(qū))，并將各管子的工作點(diǎn)分別畫(huà)在題圖1.8(g)的輸出特性曲線上。 解：分析：三極管在發(fā)射結(jié)正偏時(shí)，管子可能工作在放大區(qū)或者飽和區(qū)，取決于其基極

10、電流是否超過(guò)基極臨界飽和電流，若，則三極管工作在飽和區(qū)；若，則三極管工作在放大區(qū)，且。若三極管發(fā)射結(jié)反偏或者零偏，則該三極管一定工作在截止區(qū)。對(duì)圖（a），發(fā)射結(jié)正偏，且AmAKUICESBSmb1001.025010210=´»´-= 三極管工作在放大區(qū)且 圖（b）， 三極管工作在放大區(qū)且： 圖（c）， 三極管工作在飽和區(qū)圖（d），發(fā)射結(jié)反偏，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)圖（e），三極管發(fā)射結(jié)零偏， 三極管處于截止?fàn)顟B(tài)圖（f），, 三極管工作在放大區(qū)且 題1.9 一個(gè)的轉(zhuǎn)移特性曲線如題圖1.9所示，試問(wèn) 它是溝道還是溝道的？ 它的夾斷電壓和飽和漏極電流各是多少？ 

11、解 分析：JFET是一種耗盡型器件，在柵源之間沒(méi)有外加電壓時(shí)，其溝道已經(jīng)存在，且此時(shí)加上一特定的外加漏源電源時(shí)，所形成的電流即為IDSS，飽和漏極電流。當(dāng)柵源加反偏電壓時(shí)，溝道變窄，使同樣的漏源電壓而漏極電流變小。而當(dāng)柵源反偏電壓大到一特定值UGS（off）時(shí)，溝道夾斷，漏源電流為零。（1） 有圖可以看出，轉(zhuǎn)移特性曲線在UGS<0區(qū)域，而uGS又處于反偏，所以柵極一定為P型材料，即該特性曲線描述的是N溝道JFET。（2） UGS（off）=-4V，IDSS=3mA 題1.10 已知一個(gè)溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極特性曲線如題圖1.10所示，試作出時(shí)的轉(zhuǎn)移特性曲線，并由特性曲線求出該

12、場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)啟電壓和值，以及當(dāng)時(shí)的跨導(dǎo)。 解 分析：轉(zhuǎn)移特性曲線是指在一定的UDS下，uGS與iD的關(guān)系，只要在輸出特性曲線上以UDS=15V作一條垂線，與各條不同的uGS值下的iD曲線相交，對(duì)應(yīng)的畫(huà)在uGS與iD的坐標(biāo)中。由轉(zhuǎn)移特性曲線可以看出，其開(kāi)啟電壓UGS（th）約為2V，而IDO表示UGS=2 UGS（off）時(shí)的ID值，即當(dāng)UGS=4V時(shí)的。所以IDO=2.5mA。 由MOS特性曲線 跨導(dǎo) 不同的uGS對(duì)應(yīng)不同的gm值。 題1.11 試根據(jù)題圖1.11所示的轉(zhuǎn)移特性曲線，分別判斷各相應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管的類(lèi)型結(jié)型或絕緣柵型，溝道或道溝，增強(qiáng)型或耗盡型。如為耗盡型，在特性

13、上標(biāo)注出其夾斷電壓和飽和漏極電流；如為增強(qiáng)型，標(biāo)注出其開(kāi)啟電壓。 解 分析：根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)可總結(jié)出一些相關(guān)的特性 uGSuDSiD開(kāi)啟夾斷N-JFET<0>0>0 P-JFET>0<0<0 N-MOS增強(qiáng)型>0>0>0 N-MOS耗盡型任意>0>0 P-MOS增強(qiáng)型<0<0<0 P-MOS耗盡型任意<0<0  （a）、因?yàn)閡GS>0，iD>0，所以N-MOS增強(qiáng)型存在開(kāi)啟電壓UGS（th），IDO為UGS2 UGS（th）時(shí)的iD值 （b）、因?yàn)閡GS>0，iD<0，uGS=0時(shí)有iD，一定為耗盡型器件P-JFET存在夾斷電壓UGS（off），IDSS為UGS=0時(shí)的iD。 （c）、uGS可正可負(fù)，且iD>0，所以該器件為N-MOS耗盡型存在夾斷電壓UGS（off），且在UGS=0時(shí)的iD即為IDSS （d）、uGS<0,iD<0，且UGS=0時(shí)iD0無(wú)溝道，所以該器件為P-MOS增強(qiáng)型存在開(kāi)啟電壓UGS（th），當(dāng)UGS=2UGS（th）時(shí)的iD即為IDO。 題1.12