模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答

1、 word版本可編輯.歡迎下載支持.時(shí)，它已導(dǎo)通)，然后再?zèng)Q定其他二極管的狀態(tài)，如果陽(yáng)極對(duì)陰極電位為負(fù)值，則二極管截止；最后計(jì)算各處電壓、電流。在圖2.13(a)所示的電路中，只有一個(gè)二極管，假設(shè)其斷開(kāi)，回路中沒(méi)有電流存在；那么二極管VD兩端承受的電壓為10V-5V=5V。二極管接入后處于正向偏置，故二極管工作在導(dǎo)通狀態(tài)，V=-5V。O在圖2.13(b)所示的電路中，有多個(gè)二極管，首先將VD和VD斷開(kāi)，得到兩個(gè)管子承12受的電壓分別是：VD為9V；VD為9V-(-6V)=15V；二極管VD承受的正向電壓高122于VD的正向電壓，所以VD優(yōu)先導(dǎo)通；由于VD優(yōu)先導(dǎo)通，所以VD的陽(yáng)極箝位于-6V，1

2、222此時(shí)VD因承受反向電壓而反向截止。故V=-6V。1O【例23】假設(shè)在圖2.14中，二極管是理想的，試畫(huà)出在v=5sin(et)V作用下的v波形。io圖2.14例2.3的電路圖解：圖2.14所示的電路為二極管雙向限幅電路，分析該題的關(guān)鍵是判斷二極管的工作狀態(tài)。在v的正半周，當(dāng)vV時(shí)，VD的陽(yáng)極電位高于陰極電位，VD導(dǎo)通，此時(shí)v被限TOC o 1-5 h zii1|11o定為V；在v的負(fù)半周，當(dāng)|v|V時(shí)，VD的陽(yáng)極電位高于陰極電位，VD導(dǎo)通，v此1ii222o時(shí)被限定為V；在v的其他時(shí)間間隔內(nèi)，VD和VD均因被施加反向電壓而截止，所以v2i12o的波形始終與v的波形相同。i【例2.4電路如

3、圖2.15所示，二極管為硅管，輸入信號(hào)v=lOsin(血)mV，V=10V，iCC電容器C對(duì)交流信號(hào)的容抗可忽略不計(jì)，試計(jì)算輸出電壓v的交流分量。o圖2.15例2.4的電路圖解：當(dāng)二極管電路中同時(shí)存在較大的直流電源和微變的交流信號(hào)時(shí)，應(yīng)該先假設(shè)交流信號(hào)為零，采用二極管的恒壓降模型計(jì)算出流過(guò)二極管的直流電路，然后再利用二極管的微變等效模型分析計(jì)算其交流分量，即先做直流分析再做交流分析。當(dāng)交流信號(hào)為0，電容器C開(kāi)路時(shí)，流過(guò)二極管的直流電流為此時(shí)，可估算出二極管的動(dòng)態(tài)電阻為在進(jìn)行交流分析時(shí)，令直流電源和電容器短路，二極管可用交流等效電阻代替。電路等效為如圖2.16所示的電路，由圖2.16可求出輸出電

4、壓的交流分量為圖2.16圖2.15的交流等效電路圖【例25】電路如圖2.17所示，若穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為12V,最大穩(wěn)定電流為20mA,輸入電壓為30V，限流電阻為1.5k0，負(fù)載電阻為2k0,試求：(1)流過(guò)穩(wěn)壓管的電流；2)負(fù)載開(kāi)路時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流;(3)輸入電壓由30V變化到35V時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流。圖2.17例2.5的電路圖解：此電路為并聯(lián)穩(wěn)壓電路。當(dāng)輸入電壓為30V時(shí)，因?yàn)檩斎腚妷涸谙蘖麟娮韬拓?fù)載電阻之間分壓，可得負(fù)載電阻上的電壓為30 x(2/(2+1.5)17V，大于穩(wěn)壓管穩(wěn)定工作電壓12V，所以穩(wěn)壓管可以正常工作為反向擊穿區(qū)，輸出穩(wěn)定的電壓，有如果負(fù)載開(kāi)路，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流

5、即為限流電阻上的電流，I為12mA。Z如果輸入電壓由30V變化到35V，有流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為I=I-1=9.3mAZRO【例2.6已知兩只硅穩(wěn)壓管D和D的穩(wěn)壓值分別為5V和10V,請(qǐng)求出圖2.18中Z1Z2幾種連接電路的端電壓。已知穩(wěn)壓管的正向壓降為0.7V。圖2.18例2.6的電路圖解：圖2.18所示的4個(gè)電路圖為穩(wěn)壓管的串聯(lián)和并聯(lián)電路。圖2.18(a)中，輸入電壓大于1.4V，兩個(gè)穩(wěn)壓管均處于正向?qū)顟B(tài)，有圖2.18(b)中，輸入電壓大于20V,即兩個(gè)穩(wěn)壓管均反向擊穿，有圖2.18(c)中，兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)，VV,所以在D反向擊穿后，V=5V,D截止，Z1Z2Z1Z1Z2所以V=5V。O3

6、圖2.18(d)中，兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)，D正向?qū)ê?，D截止，所以V=0.7V。Z2Z1O42.6習(xí)題詳解1.在T=300K時(shí)，某硅管和鍺管的反向飽和電流分別是0.05pA和10pA。兩管按圖2.19所示的方式串聯(lián)，且回路中電流為mA。試用二極管伏安特性方程估算兩管的端電壓。解：兩管已充分導(dǎo)通，故伏安關(guān)系為i=I(eVT-1)，由此DS圖2.19習(xí)題1的電路圖vVln-D，V26mV(T=300K)DTITS在T=300K時(shí)，對(duì)于某二極管，利用PN結(jié)伏安方程作以下估算。若反向飽和電流I=O.OlyA，求正向電壓為0.1V、0.2V和0.3V時(shí)的電流。S當(dāng)反向電流達(dá)到反向飽和電流的90%時(shí)，反向電壓

7、為多少？若正反向電壓均為0.05V，求正向電流與反向電流比值的絕對(duì)值。解：(1)V=0.1V時(shí)，I=O.O1(eo.o26-1)|1A=0.458J1A10.2V=0.2V時(shí)，I=0.01(e.0261)yA=21.9yA2V=0.3V時(shí)，I=0.01(e00161)|iA=1.026mA3按題意，有0.91=I(e0.0261)SS解得V=(0.026xln0.1)V=0.06V(3)Ie0.050.026(3)Ie0.050.0261+Ie0.050.0261=6.84寫(xiě)出如圖2.20所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓VD為0.7V。圖2.20習(xí)題3的電路圖解：先假設(shè)圖中所有二極管均

8、斷開(kāi)，分別求解二極管兩端的承受壓降。因?yàn)槎O管兩端壓降為2V，二極管正向?qū)?，VO1=2-0.7=1.3Vo因?yàn)槎O管兩端壓降為-2V,二極管反向截止，VO2=0Vo因?yàn)槎O管兩端壓降為4V，二極管正向?qū)?，VO3=0.7-2V=-1.3Vo因?yàn)槎O管兩端壓降為-4V,二極管反向截止，VO4=2Vo因?yàn)槎O管兩端壓降為4V，二極管正向?qū)?，VO5=-0.7+2=1.3V。因?yàn)槎O管兩端壓降為-4V,二極管反向截止，VO6=-2Vo試分析圖2.21所示的電路中的二極管VD的狀態(tài)(導(dǎo)通還是截止)。解：去掉二極管，以接地點(diǎn)(設(shè)為O)為參考點(diǎn)，則25V=x10+x10=3.5(V)ao18+225+5

9、V=凹x15=1(V)bo140+10因?yàn)閂V，所以二極管反偏截止。BoAo試判斷圖2.22所示的電路中的二極管VD1和VD2是導(dǎo)通狀態(tài)還是截止?fàn)顟B(tài)。設(shè)二極管的正向?qū)▔航禐?.7Vo解：首先將VD和VD?斷開(kāi)，求得兩管將承受的電壓值分別為：VD管V=12V；121oAVD2管V=12V5V=7V。因?yàn)閂D兩端承受的正向壓降大，所以VD導(dǎo)通，又因?yàn)?BA11VD1導(dǎo)通，所以A點(diǎn)電位被箝位于-0.7V，故V=5V(0.7V)=4.3V，使VD2截止。1BA2結(jié)論：VD導(dǎo)通，VD2截止。圖2.21習(xí)題4的電路圖圖2.22習(xí)題5的電路圖6.電路如圖2.23所示，二極管導(dǎo)通電壓VD=0.7V,常溫下V

10、T26mV；電容C對(duì)交流信號(hào)可視為短路；匕為正弦波，有效值為10mV。試問(wèn)二極管中流過(guò)的交流電流有效值為多少?圖2.23習(xí)題6的電路圖解：二極管的直流電流I=(V-V)/R-2.41mADD其動(dòng)態(tài)電阻r=V/I=26mV/2.41mA110dTD故動(dòng)態(tài)電流有效值i=v/rq1mADid7電路如圖2.24所示，假設(shè)二極管是理想開(kāi)關(guān)，試畫(huà)出圖示并聯(lián)型雙向限幅器的輸出電壓v的波形。圖中v.是振幅為12V的正弦電壓。并試總結(jié)要使v的上限幅電壓為VoioMAX和下限幅電壓為V的電路的構(gòu)成原則以及對(duì)輸入電MIN壓的要求。圖2.24習(xí)題7的電路圖解:(1)因?yàn)閂D支路上的VD有6V反偏，所以，v-6V時(shí)，V

11、D2不導(dǎo)通。i因此，-6Vv6V時(shí)，VD導(dǎo)通，v=6V。io圖2.25習(xí)題7的解圖當(dāng)vV，兩電壓均可正負(fù)。MAXMIN對(duì)v的要求為VV，V-1.3V時(shí)，VD導(dǎo)通，v=-0.7+v+2=1.3+v；當(dāng)v0.7V時(shí)，VD導(dǎo)通，v=v0.7。v0.7V時(shí)，VD截ABiABoABAB止，v=0。ov的波形如圖2.29所示。o10由穩(wěn)壓管2DW12D構(gòu)成的穩(wěn)壓電路如圖2.30所示。已知2DW12D的參數(shù)為：V=9V,I=2mA,P=250mW。輸入直流電壓V的變化范圍為1215V，負(fù)載電ZZMINZMAXI阻R=10。試正確選取限流電阻R的值，并要求R開(kāi)路時(shí)不會(huì)燒管。LL解：當(dāng)V=12V且接上負(fù)載時(shí)，I

12、應(yīng)不小于2mA,即IZ所以R=0.216k0。27.78因此，應(yīng)選取2160RV=8V時(shí)，D擊穿，v=8V。TOC o 1-5 h ziZZovV=-0.7V時(shí)，D導(dǎo)通，v=-0.7V。iONZo-Vv3V后，VD導(dǎo)通，C被快充電至（v峰值時(shí)）2V。之后v=2V，使v波形下降2V,即v頂部被箝位在3V。v波形如圖2.34所示。Cioo圖2.33習(xí)題12的電路圖圖2.34習(xí)題12的解圖該電路屬于頂部箝位電路，V可正可負(fù)。將VD反向則為底部箝位電路，V可正MAXMIN可負(fù)。對(duì)v的要求：VV，Vv，所以VD2不12BCCB2能截止，故此狀態(tài)不存在。狀態(tài)2：VD.導(dǎo)通，VD2截止。此時(shí)v=40V，但要

13、求v40V，所以v40V。TOC o 1-5 h z12CzxBI HYPERLINK l bookmark107 狀態(tài)3：VD,截止，VD2導(dǎo)通。此時(shí)v=40-10X100V=20V=v=v，但要求vv，12O50+100cBiB所以v20V。 HYPERLINK l bookmark111 狀態(tài)4：VD.VD2均導(dǎo)通。由狀態(tài)2和狀態(tài)3可知，20v40V時(shí)VDVD2均導(dǎo)通，故此時(shí)v=v。1OI由上述分析可畫(huà)出v對(duì)v的關(guān)系曲線如圖2.36所示。OI圖2.35習(xí)題13的電路圖圖2.36習(xí)題13的解圖硅穩(wěn)壓管2CW15的V=8V，2CW17的V=10V，正向?qū)妷簽?.7V。試問(wèn):ZZ若將它們串

14、聯(lián)相接，則可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？若將它們并聯(lián)相接，又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？解：兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)時(shí)可得18V、8.7V、10.7V和1.4V四種穩(wěn)壓值，如圖2.37所示。(2)兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時(shí)可得0.7V和8V兩種穩(wěn)壓值，如圖2.38所示。圖2.37習(xí)題14(1)的解圖圖2.38習(xí)題14(2)的解圖在圖2.39(a)所示電路中，穩(wěn)壓管DZ1和DZ2的穩(wěn)壓值分別為V=5V，V=7V，Z1Z2Z1Z2正向壓降為0.7V，輸入電壓vI的波形如圖2.39(b)所示，試畫(huà)出vO的波形。圖2.39習(xí)題15的電路及波形圖解：當(dāng)0v10V時(shí)，經(jīng)兩個(gè)電阻分壓，v=v/210V時(shí)，R上分壓所得電壓大于5V，使DZ1反向擊穿，v箝位在5V，ORIIZ1ODZ1仍是反向截止；同理當(dāng)-1.4v0時(shí)，Iv1=1v；2l0.7V,DZ1和DZ2均反向截止，IfRI HYPERLINK