第1章半导体基础知识习题及答案.doc

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1、第1章 半导体基础知识 习题及答案1.1在图题1.1所示的各电路图中E5V，V，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压的波形。图题1.1解：（a）图：当 E时，= E，当 E时，。（b）图：当 E时，。（c）图：当 E时，。（d）图：当 E时，；当1。试求电流。图题3.2解： 3.3 多路电流源电路入图题3.3所示，已知所有晶体管的特性均相同，UBE均为0.7V。试求Ic1，Ic2各为多少。图题3.3解：3.4 什么叫耦合？常见的耦合方式有那些？解：在放大电路中，耦合是指各级间的连接方式，常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。3.5 多级直接耦合放大电路的主要问题是什么

2、？如何克服？解：多极直接耦合放大电路的主要问题有两个，一是级间直流电位匹配问题，可以通过提高后射极电位的方法来实现，或者采取直流电平移动电路来实现；二是零点漂移问题，解决的办法有三种：引入直流负反馈来稳定静态工作点、采用温敏元件补偿放大管的温漂、采用差分放大电路作为输入级。3.6 阻容耦合放大电路如图题3.6所示，已知，V，试指出每级各是什么组态的电路，并计算电路的输入电阻。图题3.6解：图中所示电路的第一级为共集电路，第二级为共射放大电路。放大电路的输入阻抗为第一级共集电路的输入阻抗。在求解时，要注意考虑第二级输入电阻对它的影响。为求，应先进行静态计算，以确定和的值。Ri2=Rb21/Rb2

3、2/rbe2+(1+)Re2=3.52于是可求得 Ri=Rb1/rbe1+(1+)(Re1/Ri2)=21.073.7 为什么共模抑制比越大，电路的抗干扰能力越强？解：共模抑制比是用来衡量差分放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力的指标，由其定义 KCMR可以看出，共模抑制比越大，则电路对共模信号的抑制能力的越强。而伴随信号加到输入的干扰信号都是共模信号，这时，共模抑制比越大，就越能抑制干扰信号，抗干扰能力就越强。3.8 若差动放大电路中一管输入电压ui13mv，试求下列不同情况下的共模分量和差模分量。（1）ui23mv （2）ui2-3mv （3）ui25mv （4）ui2-5m

4、v解：（1）uid0mv，uic3mv（2）uid6mv，uic0mv（3）uid-2mv，uic4mv（4）uid8mv，uic-1mv3.9 差动放大电路如图题3.9所示。（1） 若，则有多大？（2） 若，则变为多少？图题3.9解：（1）0.5V （2）0.3V3.10 差动放大电路如图题3.10所示。起到调电路两边对称程度的作用。已知：，滑动头位于其中点，。（1） 估算电路的静态工作点、和；（2） 求电路的；（3） 计算电路的差模输入电阻和差模输出电阻。图题3.10解：（1）求静态工作点： （2）Aud（3），3.11 电路如图题3.11所示，各晶体管的均为80，基极电流均可忽略，滑动端

5、处于中间位置，试求：(1) T3的静态工作点。(2) 电压放大倍数。(3) 输入电阻和输出电阻。(4) 不失真的最大输入信号为多少（设T3的）？图题3.11解：（1）忽略各晶体管的基极电流，可近似计算如下，、。（2），。=，。（3） =，。（4），。3.12 带恒流源的差动放大电路如图题3.12所示。，。（1） 估算电路的静态工作点、和；（2） 计算差模放大倍数；（3） 计算差模输入电阻和差模输出电阻。图题3.12解：(1)电流源的电流即(2) (3) 5.1k，5k。3.17为什么说集成运放的输入偏置电流IIB越小越好？为了减小输入偏置电流，通常可采取那些措施？解：输入偏置电流的大小，在外接

6、电阻确定以后，主要取决于运放差分输入级BJT的性能，当它的值太小时，将引起偏置电流增加，从使用角度看，偏置电流越小，由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也越小。 第4章 反馈放大电路 习题及答案4.1 什么是反馈？负反馈可以分为哪几种组态？解：反馈就是指把输出回路的电量（电压或电流）的一部分或者全部以某种形式反送给输入回路，从而影响输入电量的过程。负反馈可以分为电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈四种组态。4.2 图题4.2各电路中哪些元件构成了反馈通路？并判断是正反馈还是负反馈。图题4.2解：（a）图：Re构成反馈通路。负反馈（b）图：Rf构成负反馈通路（c）图：R

7、f和Re2构成负反馈通路（d）图：R2和R3构成负反馈通路。（e）图：Rf和Re1构成负反馈通路（f）图：R构成反馈通路，为正反馈。4.3 在图题4.2中含有负反馈的电路为什么类型的负反馈？解：（a）电压串联负反馈，（b）电压并联负反馈（c）电流并联负反馈（d）电压串联负反馈 （e）电流串联负反馈4.4 试用集成运放设计一电路，能够实现输入电阻高、输出电流稳定的放大电路。解：依题意需要引入电流串联负反馈。如图解4.4所示。图解4.44.5 图题4.5所示的电路中，应该将Rf如何接入电路才能构成：（1）电压串联负反馈 （2）电流并联负反馈（3）电压并联负反馈 （4）电流串联负反馈图题4.5解：（

8、1）h和j相连，g和f相连，a和c相连，b和d相连。（2）h和i相连，g和e相连，d和b相连，a和c相连（3）h和j相连，g和f相连，a和d相连，c和b相连（4）h和i相连，g和e相连，a和d相连，c和b相连4.6 在图题4.6所示的反馈放大电路框图中，1000，0.049，若输入电压0.1V，求输出电压、反馈电压。图题4.6解：2V，0.098V4.7 反馈放大电路如图题4.7所示。（1）若电路满足深度负反馈，求其闭环放大倍数（2）若Rf0，这时的电路为什么电路，闭环放大倍数为多少？图题4.7解：（1）电压串联负反馈。（2）Rf0，则，构成了电压跟随器。4.8 在满足深度负反馈的情况下，试计

9、算图题4.2中（a），（b），（d）的闭环增益。解：（a）（b） (d ) 4.9 电路如图题4.9所示，满足深度负反馈条件，试计算它的互阻增益Arf，定性分析一下该电路在引入负反馈后输入电阻和输出电阻的变化情况。图题4.9解：该图为电压并联负反馈。由于满足深度负反馈条件，可以直接利用虚短虚断来处理。，故互阻增益为：由于是电压并联负反馈电路，引入负反馈后，输入电阻降低，输出电阻降低。4.10 已知反馈放大电路的频率特性如图题4.10所示，试判断哪个电路会产生自激振荡？ 图题4.10解：找出相应的频率点如图解4.10所示。图解4.10（a）f0fc，不会产生自激振荡，电路稳定。第5章 集成电路运

10、算放大器 习题及答案5.1 同相比例运算如图题5.1所示，求u0。图题5.1解：5.2 电路如图题5.2所示，u10.6V，u20.8V，求uo的值。 图题5.2解：5.3 由集成运放构成的晶体管测试电路如图题5.3所示，假设晶体管为硅管。（1）若UBE=0.7V，试求晶体管各极电位。（2）当电压表的读数为200mV时。求晶体管的是多少？图题5.3解：（1）(2)=505.4 为了用较小电阻实现高电压放大倍数的比例运算，常用一个T型网络代替反馈电阻，如图题5.4所示，求uo与ui之间的关系。图题5.4解：5.5 电路如图题5.5所示，当时，求uo？图题5.5解：5.6 试设计一个运算电路，满足

11、输出和输入之间的关系为。解：电路如图解5.6所示。图解5.65.7 图5.7（a）、(b)所示的基本微分电路中，C0.01F，R100k，如果输入信号波形如图题5.7所示，试画出输出电压波形。（c）图题5.7解：输出电压波形如图解5.7所示。图解5.75.8 电路如图题5.8所示，求uo的表达式。图题5.8解：5.9为了使图题5.9所示的电路实现除法运算：（1）标出集成运放的同相输入端和反相输入端。（2）求出uo的表达式。图题5.9解：（1）上面为同相端，下面为反相端（2）5.10 电路如图题5.10所示，试证明图题5.10证明：设乘法器的输出为，则对集成运放来说，u+u-0所以：化简可以得到

12、5.11 电路如图5.11所示，双向稳压二极管为理想的，画出传输特性，并说明电路的功能，图题5.11解：传输特性如图解5.11所示，电路为一个带有限幅功能的过零比较器。图解5.115.12 一个比较器电路如图题5.12所示，UZ6V，求门限电压值，画出传输特性。图题5.12解： 传输特性如图解5.12所示。图解5.125.13 电路如图题5.13（a）所示，输出电压uo的最大幅值为。输入波形如图题5.13（b）所示，画出输出电压的波形。图题5.13解：输出电压的波形如图解5.13所示。图解5.135.14 双限比较器可以检测输入电压是否在规定的两个电压之间。某双限比较器如图题5.14所示，UR

13、EF1UREF2，画出其传输特性。图题5.14解：传输特性如图解5.14所示。图解5.145.15 在图题5.14中，已知UREF13V，UREF2-3V，输入信号为ui5sin（t），试画出输出波形。解：如图解5.15所示。 图解5.155.16 要对信号进行以下的处理，那么应该选用什么样的滤波器？（1）信号频率为1KHZ至2KHZ为有用信号，其他的为干扰信号。（2）低于50HZ的信号是有用信号。（3）高于200KHZ的信号为有用信号。（4）抑制50HZ电源的干扰。解：（1）带通滤波器（2）低通滤波器（3）高通滤波器（4）带阻滤波器5.17 在图题5.17所示的低通滤波电路中，试求其传递函数

14、及截止角频率0。图题5.17解：传递函数为：，截止角频率01/RC第6章 功率放大器 习题及答案6.1 分析判断下列说法是否正确，对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。（1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。（ ）（2）功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。（ ）（3）当OCL电路的最大输出功率为1W时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。（ ）（4）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是： 1）都是输出电压大于输入电压；（ ） 2）都是输出电流大于输入电流；（ ） 3）都是输出功率大于信号源提供的输入功率。（ ）（5）

15、功率放大电路与电压放大电路的区别是： 1）前者比后者电源电压高；（ ） 2）前者比后者电压放大倍数数值大；（ ） 3）前者比后者效率高；（ ）解：（1）（2）（3）（4） （5） 6.2 已知电路如图题6.2所示，T1和T2管的饱和管压降UCES3V，UCC15V， RL8。选择正确答案填入空内。图题6.2（1）电路中D1和D2管的作用是消除 。 A饱和失真 B截止失真 C交越失真（2）静态时，晶体管发射极电位UEQ 。 A0V B0V C0V（3）最大输出功率POM 。 A28W B18W C9W（4）当输入为正弦波时，若R1虚焊，即开路，则输出电压 。 A为正弦波 B仅有正半波 C仅有负半

16、波 （5）若D1虚焊，则T1管 。 A可能因功耗过大烧坏 B始终饱和 C始终截止解：（1）C （2）B （3）C （4）C （5）A6.3 一双电源互补对称电路如图题6.3所示，设已知UCC=12V，RL=8，为正弦波。试求：（1）在晶体管的饱和压降UCES可以忽略不计的条件下，负载可能得到的最大输出功率Pom和效率；（2）每个管子允许的管耗PCM至少是多少？ 图题6.3解：（1） 当时，输出功率最大： 电压供给的功率： 效率： （2）6.4 在图题6.3中，设为正弦波，RL=16，要求最大输出功率Pom=10W。在晶体管的饱和压降UCES可以忽略不计的条件下，试求：（1）正、负电源UCC的最

17、小值（计算结果取整数）；（2）根据所求UCC的最小值，计算相应的ICM、的最小值；（3）输出功率最大时，电源供给的功率PV；（4）每个管子允许的管耗PCM的最小值；（5）当输出功率最大时的输入电压有效值。解：（1） ，所以得到 取 （2） 故 （3） （4）根据射极输出器的跟随特性，求得输出功率最大时： 6.5 估算图题6.5所示电路T2和T4管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗。 图题6.5解：功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为 6.6 在图题6.6所示电路中，已知UCC15V，T1和T2管的饱和管压降UCES2V，输入电压足够大。求解：（1）最大不失真输出电压的有

18、效值；（2）负载电阻RL上电流的最大值；（3）最大输出功率Pom和效率。 图题6.6解：（1）最大不失真输出电压有效值 （2）负载电流最大值 （3）最大输出功率和效率分别为，6.7 在图题6.6所示电路中，R4和R5可起短路保护作用。试问：当输出因故障而短路时，晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少？解：当输出短路时，功放管的最大集电极电流和功耗分别为 6.8 OTL电路如图题6.11所示。图题6.11 （1）为了使得最大不失真输出电压幅值最大，静态时T2和T4管的发射极电位应为多少？若不合适，则一般应调节哪个元件参数？ （2）若T2和T4管的饱和管压降UCES3V，输入电压足够大，则电路的最大

19、输出功率Pom和效率各为多少？（3）T2和T4管的ICM、U（BR）CEO和PCM应如何选择？解：（1）射极电位UEUCC /212V；若不合适，则应调节R2。（2）最大输出功率和效率分别为 （3）T2和T4管ICM、U（BR）CEO和PCM的选择原则分别为第7章 信号的产生与变换习题及答案7.1 选择题：1、自激振荡是电路在_ （b）_的情况下，产生了有规则的、持续存在的输出波形的现象。（a） 外加输入激励 （b） 没有输入信号 （c） 没有反馈信号 2、正反馈是放大电路产生自激振荡的_（a）_。 （a） 必要条件 （b）充分条件 （c） 充要条件 3、根椐输出波形的特点，振荡器分为_ （c

20、）_两种类型。 （a） 矩形波和锯齿波（b） 锯齿波和正弦波（c） 正弦波和非正弦波4、在正弦波振荡电路中，能产生等幅振荡的幅度条件是_（a）_。 （a） （b） （c） 5、在正弦波振荡电路中，能产生振荡的相位条件是_（c）_。 （a） （b）（c） 6、正弦波振荡电路的起振条件是_（b）_。 （a） （b） （c） 7、能产生正弦波振荡的必要条件是_（c）_。 （a） （b） （c） 8、正弦波振荡器通常由基本放大电路、反馈电路、_（c）_组成。 （a）稳幅电路和保护电路（b）检波电路（c）选频网络和稳幅电路9、振荡电路的振荡频率，通常是由_（c）_决定的。 （a） 放大倍数 （b） 反馈

21、系数 （c） 选频网络参数10、根据_（c）_的元器件类型不同，将正弦波振荡器分为RC型、LC型和石英晶体振荡器。 （a） 放大电路 （b） 反馈网络 （c） 选频网络7.2 判断题：（1）正弦波振荡电路在结构上就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大器。（）（2）只有正反馈电路才能产生自激振荡，负反馈电路不能产生自激振荡。（）（3）非正弦波产生电路和正弦波产生电路的振荡条件相同。（）（4）在放大电路中，只要存在正反馈，就会产生自激振荡。（）（5）如果能够满足相位平衡条件且就能产生自激振荡。（）7.3 判断图题7.3所示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。设图（b）中C4容量远大于其它

22、三个电容的容量。（a）（b）图题7.3解：（a）有可能产生正弦波振荡。输出电压和输入电压反相（A180），三级移相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时相移为2700，因此存在使相移为180（F180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0 （此时AF0）；且在ff0时有可能满足起振条件1，故可能产生正弦波振荡。（b）有可能产生正弦波振荡。输出电压和输入电压反相（A180），三级移相电路为滞后网络，在信号频率为0到无穷大时相移为0270，因此存在使相移为180 （F180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0（此时AF360）；且在ff0时有可能满足起振条件1，故可能产生正

23、弦波振荡。7.4 电路如图题7.4所示，试判断该电路能否产生正弦波振荡，如果不能，应该如何改动？图题7.4解：不满足起振条件，不能产生振荡。改动如图解7.4所示。图解7.47.5 电路如图题7.5所示，试求解： （1）RW的下限值； （2）振荡频率的调节范围。图题7.5解：（1）根据起振条件k。故RW的下限值为2k。（2）振荡频率的最大值和最小值分别为 7.6分别标出图题7.6所示各电路中变压器的同名端，使之满足正弦波振荡的相位条件。（a）（b）（c）（d）图题7.6解：各电路中变压器的同名端如图解7.6所示。图解7.67.7分别判断图题7.7所示各电路是否能够满足正弦波振荡的相位条件。（a）

24、（b）（c）（d）图题7.7解：（a）满足 （b）不满足 （c）不满足 （d）满足第8章 直流稳压电源习题及答案8.1设有一个不加滤波的整流电路，负载为RL，如果使用单相半波整流方式和使用单相桥式整流方式其输出电压平均值均为UO，则两种方式下电路中流过整流二极管的平均电流ID是否相同？二极管承受的最大反向电压呢？解：（1）单相半波整流，桥式整流，由于负载相同，输出电压也相同，所以两种整流方式下输出电流也相同，因此流过整流二极管的平均电流ID不同。（2）半波整流，桥式整流，所以二极管承受的最大反向电压相同。8.2电路如图题8.2所示，已知变压器的副边电压有效值为。（1）画出二极管D1上电压和输出

25、的波形；（2）如果变压器中心抽头脱落，会出现什么故障？（3）如果两个二极管中的任意一个反接，会发生什么问题，如果两个二极管都反接，又会如何？图题8.2解：（1）电路为全波整流电路，波形如图解8.2所示。图解8.2（2）如果中心抽头脱落，电路无法形成回路，也就不会有输出。（3）如果两个二极管中的任意一个反接，则在的某个半周，、会同时导通，有可能烧坏二极管和变压器。如果两个二极管都反接，电路能正常工作，但输出电压极性正好反过来。8.3单相桥式整流电路如图题8.3所示，现测得输出直流电压UO=36V，流过负载的直流电流IO=1.5A，试选择整流二极管。图题8.3解：变压器副边电压：整流二极管承受的最

26、大反向电压：可选用型号为1N5392的整流二极管，其最大整流电流为1.5A，最高反向工作电压为100V。8.4单相桥式整流电路同题8.3所示电路，已知副边电压U2=56V，负载RL=300。（1）试计算二极管的平均电流ID和承受的最高反向电压UDM。（2）如果某个整流二极管出现断路、反接，会出现什么状况？解：（1），（2）如果某个整流二极管出现断路则电路变成半波整流电路。如果反接，会出现短路现象，烧坏变压器和其他二极管。8.5试比较电容滤波电路和电感滤波电路的特点以及适用场合。解：电容滤波电路输出电压的平均值较高，体积比较小，成本低，但输出电压不稳定，在负载变化时波动较大。由于电容的充放电，整

27、流二极管导通角小，存在较大的冲击电流，容易损坏二极管。电容滤波电路适用于负载电流较小且负载变化不大的场合。电感滤波电路输出电压较低，整流二极管导通角较大，冲击电流小，输出特性较平坦，当负载变化时，对输出电压的影响不大。但由于使用电感，体积大，成本高，制作复杂，并且存在较大的电磁干扰，电感滤波电路适用于输出电压较低、负载电流较大、负载变化大的场合。8.6如图题8.6所示稳压管稳压电路中，输入电压UI=15V，波动范围10%，负载变化范围1k2k，已知稳压管稳定电压UZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，最大稳定电流IZmax=40mA，试确定限流电阻R的取值范围。图题8.6解：由给定条件知：

28、，代入式得：8.7试分析图题8.7所示电路是否可以实现稳压功能？此电路最可能会出现什么故障？图题8.7解：不能，缺少限流电阻R。电路是利用稳压管两端电压微小的变化来引起稳压管电流显著的变化，通过电阻R的电压调整作用，来维持输出电压的稳定。另外，电阻R还起到限流作用，由于没有接此电阻，当输入电压较高时，稳压管会因电流过大而损坏。8.8试对稳压管稳压电路和串联型稳压电路做个比较，分析一下这两种电路适用的场合。解：稳压管稳压电路结构简单，是利用稳压管两端电压微小的变化来引起稳压管电流显著的变化，通过电阻R的电压调整作用，来维持输出电压的稳定，但负载电流不能太大，且输出电压不可调，稳定性不高，交流电源

29、电压波动和负载电流变化的范围较大时，稳压效果较差，适用于要求不高且输出功率较小的场合，一般只用于提供基准电压，不作为电源使用。串联型稳压电路采用电压负反馈来使输出电压得到稳定，电路中调整管工作在线性放大区，输出电压连续可调，稳定性高，能够输出较大电流，但损耗较大，效率低。适用于输出功率较大、对电压稳定性要求较高的场合。8.9串联型稳压电路如图题8.9所示，试找出图中存在的错误并改正。图题8.9解：三极管T的集电极和发射极，稳压二极管DZ的极性，运算放大器的同相端、反相端均接反了。8.10要获得固定的+15V输出的直流稳压电源，应选用什么型号的三端集成稳压器？试画出应用电路。解：应选用输出正电压

30、的集成稳压器，可选择型号为CW7815的三端稳压器。电路如图解8.10所示。图解8.108.11如图题8.11所示为正负对称输出稳压电路，如果都采用电解电容，试确定图中电容C1、C2、C3、C4的极性。图题8.11解：电容极性均为上正下负。8.12三端固定输出集成稳压器CW7912构成的电路如图题8.12所示，请分析是否能在负载上得到-12V的电压。图题8.12解：三端集成稳压器CW7912是负电压输出，要求输入端送入负极性电压，但此桥式整流滤波电路提供的是个正极性输入电压，电路不能工作，所以不能在负载上得到-12V的电压。8.13试将CW317三端可调输出集成稳压器接入图题8.13所示的电路中。图题8.13解：接法如图解8.13所示。图解8.138.14试说明开关型稳压电源的特点，并判断下面哪种情况下适宜用线性稳压电源，哪种情况下适宜用开关型稳压电源？（1）效率要能达到85%90%。（2）输出电压的纹波和噪声尽量小。（3）电路结构简单，稳压性能要好。（4）输入电压在180V250V范围内波动。解：特点：输入电压范围宽、功耗小、效率高、体积小、重量轻，但干扰严重，输出电压中纹波和噪声成分较大，电路结构复杂，故障率高，维修难度大。（1）开关型稳压电源；（2）线性稳压电源；（3）线性稳压电源；（4）开关型稳压电源。