电子技术基础离线作业.doc
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1、浙江大学远程教育学院电子技术基础课程作业 模拟电子技术基础部分题1 在图1电路中,设,试分析二极管的导电情况(假定D均为抱负二极管)。图1解:题中的电路是二极限幅电路,对电路(a),当输入电压幅度V时,二极管导电,输出电压为+6V,当输入电压时D截止,输出电压等于输入电压;对电路(b),当输入电压幅度 V时二极管导电,输出电压为,输入电压V时,二极管截止,输出电压为+6V;对电路(c),是一个双向限幅电路,当输入电压V时,D1导电、D2截止,输出为6V,当输入电压V时,D2导电、D1截止,输出电压为+8V。题2 电路如图2所示,分析在下述条件下各二极管的通断情况。设二极管D的导通压降VD=0.
2、7 V,并求出D导通时电流ID的大小。(1)VCC1= 6 V,VCC2= 6 V,R1= 2 k,R2= 3 k;(2)VCC1= 6 V,VCC2= 6 V,R1=R2= 3 k;(3)VCC1= 6 V,VCC2= 6 V,R1= 3 k,R2= 2 k。图2解:(1)求出二极管两端的开路电压,如开路电压使二极管正偏,则二极管导电,然后再求出流过二极管的电流。二极管开路后流过R1和R2的电流:,则二极管两端的开路电压,由于二极管两端开路电压大于0.7V,所以二极管导电,导电后,二极管二端压降为0.7V。此时流过二极管的电流用载维南等效电路计算。(2)当R1=R2=3K时,二极管开路时流过
3、过两电阻电流为:则二极管两端的开路电压,所以二极管截止,流过二极管的电流为零。(3)当R1=3K、R2=2K时,二极管开路时流过过两电阻电流为仍为:则二极管两端的开路电压,二极管两端电压为反偏,二极管截止,流过二极管电流也为零。题3题3 图3(a)所示电路中,D1、D2为硅管,导通压降VD均为0.7 V,图3(b)为输入、的波形,试画出的波形。解:这是一个二极管的与门电路,只有当输入、全为高电平时,D1、D2全导电,输出高电平V,其它情况输出低电平V。电路工作情况表如表所示:输入电压二极管导电情况输出电压D1D200导电导电07V05导电截止07V50截止导电07V55导电导电53V题4 图3
4、电路中,输入端、如按下述各种方法连接时拟定相应的输出= ?。(1)接+2V,接+5V;(2)接+2V,接-2V;(3)悬空,接+5V;(4)经3K 电阻接地,悬空。解:电路的工作情况和输出电压见表所示 输入电压二极管导电情况输出电压D1D2+2V+5V导电截止27V+2V-2V截止导电-1.4V悬空+5V截止导电57V经3K电阻接地悬空导电截止61V题5 图5所示电路中,设,稳压管和的稳定电压分别为、,正向降压为0.7 V。试画出和的波形(规定期间坐标对齐)。题5解:输入信号是一个有直流分是的正弦信号,对(a)电路,当输入信号幅值大于7.7V,DZ1稳压管正向导电,DZ2稳压管反向击穿,输出电
5、压为7.7V,流过稳压管的电流为:对(b)电路,当输入幅值大于5V后,DZ1击穿,输出电压为5V,然后DZ2不能击穿而截止,流过DZ1的电流为。两种电路的电流和输出电压波形如图。题6 图6所示电路中,稳压管2CW16具有下列特性:稳定电压9 V,耗散功率允许值250 mW,稳压管电流小于1 mA时不能稳压,且动态电阻不大于20。试按电路中的参数计算:(1)当时,电流、的大小;(2)当电源电压变化%时,计算的变化量。题6解:(1)此时稳压管击穿,输出电压为9V,此时:,(2)当输入变化时,应当用动态来计算。此时等效电路为 当输入变化4V时,输出只变化0.148V,说明简朴的稳压电路也能起到稳压作
6、用。题7 有甲、乙两个三极管一时辨认不出型号,但可从电路中测出它们的三个未知电极X、Y、Z对地电压分别为:甲管,;乙管,。试分析三个电极中,哪个是发射极、基极和集电极?它们分别是NPN型还是PNP型,是锗管还是硅管?解: 甲管为NPN型硅管,其中X为C极,Y为E极,Z为B极; 乙管为PNP型锗管,其中X为C极,Y为E极,Z为B极。题8 从图8所示各三极管电极上测得的对地电压数据中,分析各管的类型和电路中所处的工作状态。注:图中的型号3AX31C等表达的意义为:第1个数字3表达三极管,第2个字母A、D、C等分别表达管子的材料为锗、硅、硅材料,第3个字母G、K、X、D分别表达高频管、开关管、低频管
7、、大功率管等,后面的数字和字母通常表达序号。(1)是锗管还是硅管?(2)是NPN型还是PNP型?(3)是处在放大、截止或饱和状态中的哪一种?或是已经损坏?(指出哪个结已坏,是烧断还是短路?)提醒:注旨在放大区,硅管,锗管,且;而处在饱和区时,。题8解:该题中的锗管还是硅管,看VBE是0.7V还是0.3V,0.7V是硅管,0.3V左右是锗管,也可以看第二个英文字母,假如第二个字母是D、C则通常为硅管,假如第二个字母是A、则为锗管。第三个英文是高频管还是低频管,还是开关管或是大功率管。(G是高频管、K是开关管、X是低频管、D是大功率管),据此有: (a) NPN硅管,工作在饱和状态;(b) PNP
8、锗管,工作在放大状态;(c) PNP锗管,管子的b-e结已开路;(d) NPN硅管,工作在放大状态;(e) PNP锗管,工作在截止状态;或BE短路;(f) PNP锗管,工作在放大状态;(g) NPN硅管,工作在放大状态;(h) PNP硅管,工作在临界饱和状态。或CB短路。题10 图10所示电路中,设晶体管的,。(1)试估算开关S分别接通A、B、C时的、,并说明管子处在什么工作状态。(2)当开关S置于B时,若用内阻为10 k的直流电压表分别测量和,能否测得实际的数值?试画出测量时的等效电路,并通过图解分析说明所测得的电压与理论值相比,是偏大还是偏小?(3)在开关置于A时,为使管子工作在饱和状态(
9、设临界饱和时的),的值不应小于多少?题10解: (1) S接A点;mA,mA,V,说明管子已经饱和了。IC和VCE应重新计算如下:mA, VCE0.3V。S接B点时:mA,mA,V,管子处在放大状态。S接C点时:发射极反偏,所以,IB0,IC0,VCE=15V,管子截止。题11 图11(a)(c)所示均为基本放大电路,设各三极管的,。 (1)计算各电路的静态工作点;(2)画出交流通路,说明各种放大电路的组态。解:图(a):IBQ18.5A,ICQ0.93mA,VCEQ8.2V;图(b)电路:图(C)电路:ICQ=IBQ=0.9 mAVCEQ=15-(Rc+Re)ICQ=9.5 V (2) 交流
10、通路如下图所示。图(a)、图(b)为CE组态,图(c)为CB组态。题12 双极型晶体管组成的基本放大电路如图题12(a)、(b)、(c)所示。设各BJT的,。 (1)计算各电路的静态工作点; (2)画出各电路的微变等效电路,指出它们的电路组态; (3)求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻; (4)当逐步加大输入信号时,求放大电路(a)将一方面出现哪一种失真(截止失真或饱和失真),其最大不失真输出电压幅度为多少?图12解:对图(a)电路:(1) 求静态工作点(2) CE组态,微变等效电路为:(3) 动态指标计算Ri=rbe=0.56 kRo=Rc=2 k(4) 当截止失真时,Vom1=ICQRc=
11、7.3 V当饱和失真时,Vom2=VCEQVCES=5.65-0.75.0 V所以,一方面出现饱和失真。Vom=5.0V图(b)电路:(1) 求静态工作点ICQ=IBQ=0.9 mAVCEQ=15-(Rc+Re)ICQ=9.5 V(2) CB组态,微变等效电路为:(3) 动态指标计算RoRc=5.1 k图(c)电路:(1) 求静态工作点ICQ=IBQ=2 mAVCEQ=1.5-ICQRe=15-23=9 V(2) CC组态,微变等效电路为:(3) 动态指标计算题13 在图13所示的两级放大电路中,若已知T1管的、和T2管的、,且电容C1、C2、Ce在交流通路中均可忽略。 (1)分别指出T1、T
12、2组成的放大电路的组态; (2)画出整个放大电路简化的微变等效电路(注意标出电压、电流的参考方向); (3)求出该电路在中频区的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。图13解:(1) T1管组成共射(CE)组态,T2管组成共集(CC)组态。(2) 整个放大电路的微变等效电路如图所示。(3) 第一级的电压放大倍数为:Ri2是第二级放大电路的输入电阻,Ri2 = rbe2+(1+b2)(R4/RL)。第二级放大电路为射极跟随器,所以 所以,Ri= Ri1 =R1rbe1题14 在图14所示的差动放大电路中,设T1、T2管特性对称,b1=b2=100,VBE=0.7V,且rbb=200W,其余参
13、数如图中所示。(1) 计算T1、T2管的静态电流ICQ和静态电压VCEQ,若将Rc1短路,其它参数不变,则T1、T2管的静态电流和电压如何变化?(2) 计算差模输入电阻Rid。当从单端(c2)输出时的差模电压放大倍数=?;(3) 当两输入端加入共模信号时,求共模电压放大倍数和共模克制比KCMR;(4) 当vI1=105 mV,vI2=95 mV时,问vC2相对于静态值变化了多少?e点电位vE变化了多少?图14解:(1) 求静态工作点:若将Rc1短路,则(不变)(不变)(2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数:(3) 求共模电压放大倍数和共模克制比:(即36.5dB)(4) 当vI1=105
14、mV,vI2=95 mV时,所以,VO2相对于静态值增长了285 mV。由于E点在差模等效电路中交流接地,在共模等效电路中VE随共模输入电压的变化而变化(射极跟随器),所以,即e点电位增长了100 mV。题15 在图15所示电路中,设各晶体管均为硅管,b = 100,rbb=200 W。(1) 为使电路在静态时输出直流电位VOQ=0,Rc2应选多大?(2) 求电路的差模电压放大倍数;(3) 若负电源(-12V)端改接公共地,分析各管工作状态及VO的静态值。图15解:(1) 当VOQ=0时,ICQ3Rc3=Vcc, ICQ3=VCC/Rc3=12/12=1 mAIRc2=ICQ2-IBQ3=0.
15、12-0.01=0.11 mA(2) 求差模电压放大倍数:第二级(CE反相放大级)输入电阻为Ri2:Ri2=rbe3+(1+3)Re3=2.83+1010.25=28.1 k差模放大级:反相放大级:(3) 若负电源(-12V)端改为接地,则因静态时VB1=VB2=0,故T1、T2管处在截止状态,ICQ2=0,VB3=12V,所以T3管也处在截止状态。故VOQ=0。题16 在图16中,设集成运放为抱负器件,求下列情况下vO与vS的的关系式:(1) 若S1和S3闭合,S2断开,vO=?(2) 若S1和S2闭合,S3断开,vO=?(3) 若S2闭合,S1和S3断开,vO=?(4) 若S1、S2、S3
16、都闭合,vO=? 图16解:(1) 当S1和S3闭合,S2断开时,电路为反相输入放大器,o=-s(2) 当S1和S2闭合,S3断开时,(+)=s,(-)(+)=s,故R中无电流通过,o=(-)=s(3) S2闭合,S1和S3断开,则0=(-)=(+)=s(4) S1、S2和S3都闭合时,(+)=(-)=0 0=-(s/R)R=-s题17 用集成运放和普通电压表可组成性能良好的欧姆表,电路如图17所示。设A为抱负运放,虚线方框表达电压表,满量程为2V,RM是它的等效电阻,被测电阻Rx跨接在A、B之间。(1) 试证明Rx与VO成正比;(2) 计算当规定Rx的测量范围为010k时,R1应选多大阻值?
17、图17解:(1) 证:运放A构成反相比例运算放大器Vo=-(RX/R1)(-V)=-(-V)/R1)Rx(2) 规定Rx的测量范围为010k,即RX=10k时,Vo达成满量程2V, 代入上式,得2V=-(10k/R1)(-2V) R1=10k题18 图18(a)为加法器电路,R11=R12=R2=R。图18(1) 试求运算关系式:vO= f(vI1,vI2);(2) 若vI1、vI2分别为三角波和方波,其波形如图题2.4.11(b)所示,试画出输出电压波形并注明其电压变化范围。解:(1) 0= -(R2/R11)I1-(R2/R12)I2=-(I1+I2) (2) 见图所示。题19 由四个电压
18、跟随器组成的电路如图19所示,试写出其输出电压的表达式:vO= f (vI1,vI2,vI3)。图19解: 01=I1 02=12 03=I3 0=(-)=(+)题20 试写出图20加法器对vI1、vI2、vI3的运算结果:vO= f (vI1、vI2、vI3)。图20解:A2的输出O2=-(10/5)I2-(10/100)I3=-2I2-0.1I3 0=-(100/20)I1-(100/100)o2=-5I1+2I2+0.1I3题21 积分电路如图21(a)所示,其输入信号vI波形如图题21(b),并设t=0时,vC(0)=0,试画出相应的输出电压vO波形。图21解:在t=010ms区间,I
19、=2V o=-(i/RC)t=-2/(1010310-6)t= -200t 当t=0时,o=0V,当t=10ms时,o=-2V 当t=10ms20ms区间,I= -2V o=o(10) - (i/RC)t=-2+0.2(t-10ms)t=20ms时,o=0V,波形见图题22 图22电路中,A1、A2为抱负运放,电容的初始电压vC(0)=0。(1) 写出vO与vS1、vS2和vS3之间的关系式;(2) 写出当电路中电阻R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R时,输出电压vO的表达式。图22解:(1) A1构成双端输入的比例运算电路,A2构成积分运算电路。 (2) R1=R2=R3=R4=R5
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