第8章直流稳压电源习题及答案.ppt

第第 8 章章 半导体器件半导体器件下一页下一页 8.2.1 图图 8.12 (教材教材 8.01) 所示电路所示电路中的中的 UA= 0 V，，UB= 1 V，，试求下述情况试求下述情况下输出端的电压下输出端的电压 UF1））二极管为理想二极管；二极管为理想二极管；（（2）二极管为锗二极管；）二极管为锗二极管；（（3）二极管为硅二极管二极管为硅二极管 8.2.2 图图8.13 (a) (教材图教材图 8.02 ) 所示电路中的二极管为理所示电路中的二极管为理想二极管，已知想二极管，已知 E = 3V，， ，，试画出电压试画出电压 UO 的波形图图8.12返回主页返回主页练练 习习 题题第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.2.3 在图在图 8.14（（a）（）（教材图教材图 8.03）所示电路中，）所示电路中，D1 和和D2 为理想二极管，为理想二极管，U1 = U2 = 1 V，， ，，试画出输试画出输出电压出电压uo的波形。

的波形图图8.14第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.2.4 在图在图8.15（（a））(教材图教材图 8.04 )所示电路中，设二所示电路中，设二极管为理想二极管，且极管为理想二极管，且 V 两个灯泡皆为两个灯泡皆为 220 V ，，40 W1) 画出画出 uO1 和和 uO2 的波形；的波形；(2) 哪盏灯泡亮哪盏灯泡亮些？为什么？些？为什么？ 8.2.5 在单相桥式整流电路中，已知在单相桥式整流电路中，已知 U2 = 30 V，， ，，试选择电路中的二极管试选择电路中的二极管图图8.15（（a））第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.2.6 图图 8.16 ( a ) (教材图教材图 8.05 )为一单相半波整流电为一单相半波整流电 路，试求：路，试求：（（1））uO 的的波形；（波形；（2））UO 与与 U2 的关系；的关系； （（3））ID与与IO 的关系；（的关系；（4））URm与与 U2 的关系。

的关系图图8.16（（a））第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.2.7 图图8.17（（a））(教材图教材图 8.06 )为一全波整流电路，试为一全波整流电路，试求：求： （（1）在交流电压的正，负半周内）在交流电压的正，负半周内,电流流通的路径；电流流通的路径； （（2）负载电压）负载电压 uO 的的波形图图8.17(a)第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.2.8 在图在图 8.4 [教材教材 8.2.8 (a) ] 所示的单相桥式整流电容所示的单相桥式整流电容滤波电路中，交流电源频率滤波电路中，交流电源频率 f = 50 Hz，，U2= 15 V，，RL=300  试求：试求：(1) 负载直流电压和直流电流负载直流电压和直流电流;（（2）选择整流元件和滤）选择整流元件和滤波电容波电容; (3) 电容失效（断路）和电容失效（断路）和 RL 断路时的断路时的 UO 8.2.9 一单相桥式整流电容滤波电路，一单相桥式整流电容滤波电路，U2 = 40 V，，试分试分析判断如下几种情况下，电路是否发生故障？析判断如下几种情况下，电路是否发生故障？ 若有故障应该若有故障应该是哪些元件损坏引起的：是哪些元件损坏引起的：(1) UO = 48 V；；(2) UO = 36 V；；(3) UO = 56.6 V。

第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.3.1 现有两个稳压管现有两个稳压管 DZ1 和和 DZ2 ，，稳定电压分别是稳定电压分别是 4.5 V和和 9.5 V，，正向电压降都是正向电压降都是 0.5 V，，试求图试求图 8.18 ( 教材图教材图8.07 ) 各各电路中的输出电压电路中的输出电压 UO 图图8.18第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.3.2 图图 8.19（教材图（教材图 8.08）所）所示稳压电路，稳压管的示稳压电路，稳压管的 UZ＝＝10 V，，Izmax＝＝23 mA试问稳压关的电流试问稳压关的电流 IZ 是否超过是否超过 Izmax？？若若超过了怎么办？超过了怎么办？ 8.4.1 试用一个试用一个 CW7805 和一个和一个 CW7905 三端集成稳压三端集成稳压器组成一个可输出器组成一个可输出±5 V的电路（电路中要包含变压器和整流的电路（电路中要包含变压器和整流滤波电路）滤波电路） 8.5.1 图图8.21（教材图（教材图 8.09）为某晶体管的输出特性曲线）为某晶体管的输出特性曲线,试求试求: UCE＝＝10 V时，（时，（1）） IB 从从 0.4 mA变到变到 0.8 mA ；；从从 0.6 mA变到变到 0.8 mA 两种情况下的动态电流放大系两种情况下的动态电流放大系数；（数；（2））IB等于等于0.4 mA 和和 0.8 mA 两两种情况下的静态电流放大系数。

种情况下的静态电流放大系数图图8.19图图8.21第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.5.2 试问在图试问在图 8.22（教材图（教材图 8.10）所示各电路中，晶体）所示各电路中，晶体管工作于什么状态？管工作于什么状态？ 8.6.1 有一场效应晶体管，在漏源电压保持不变的情况下，有一场效应晶体管，在漏源电压保持不变的情况下，栅源电压栅源电压 UGS 变化了变化了 3 V 时，相应的漏极电流变化时，相应的漏极电流变化 2 mA，，试问试问该管的跨导是多少？该管的跨导是多少？图图8.22第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一页下一页上一页上一页 8.8.1 一单相桥式半控整流电路，一单相桥式半控整流电路， ，，输入交流电输入交流电压压 U2＝＝100 V，，求求α为为 和和 时的输出直流电压和电流时的输出直流电压和电流 8.8.2 一单相桥式半控整流电路，需直流电压一单相桥式半控整流电路，需直流电压 100 V，，现现直接由直接由 220 V 交流电网供电，试求晶体管的控制角和导通角。

交流电网供电，试求晶体管的控制角和导通角 8.8.3 一单相桥式半控整流电路，要求直流输出电压一单相桥式半控整流电路，要求直流输出电压UO在在 40 ～～90 V 的范围内可调，求输入交流电压和控制角的变的范围内可调，求输入交流电压和控制角的变化范围第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一题下一题 【解】【解】 由于由于UA< UB ，，即加在二极管即加在二极管 DB 上的正向电压大上的正向电压大于加在二极管于加在二极管DA上的正向电压，所以上的正向电压，所以 DB 优先导通优先导通DB 导通后导通后:（（1）二极管如为理想二极管，即正向电压降）二极管如为理想二极管，即正向电压降 UD＝＝0 V，，因而因而 UF ＝＝ UB－－UD＝（＝（1－－0 ）＝）＝ 1 V使得使得 DA 承受反向电压而截承受反向电压而截止，从而割断了止，从而割断了 UA 对对 UF 的影响 8.2.1 图图 8.12 (教材教材 8.01) 所示电路所示电路中的中的 UA= 0 V，，UB= 1 V，，试求下述情况试求下述情况下输出端的电压下输出端的电压 UF 。

1））二极管为理想二极管；二极管为理想二极管；（（2）二极管为锗二极管；）二极管为锗二极管；（（3）二极管为硅二极管二极管为硅二极管图图8.12练练 习习 题题 解解 答答下一页下一页第第 8 章章 半导体器件半导体器件 （（2 2）二极管如为锗二极管，设正向电压降）二极管如为锗二极管，设正向电压降 UD＝＝0.3 V，，则则（（3）二极管如为硅二极管，设正向电压降）二极管如为硅二极管，设正向电压降 UD＝＝ 0.7 V，，则则返返 回回下一题下一题上一页上一页第第 8 章章 半导体器件半导体器件 ui > E ＝＝3 V 时，二极管时，二极管 D 截上，电路中无电流，截上，电路中无电流，uO＝＝E＝＝3 V ui < E＝＝3 V 时，二极管时，二极管 D 导通，导通，uO＝＝ ui 故该电路为单向故该电路为单向 限幅电路限幅电路解】【解】 uO波形如图波形如图 8.13（（b））中的实线部分所示中的实线部分所示图图8.13 8.2.2 图图8.13 (a) (教材图教材图 8.02 ) 所示电路中的二极管为理所示电路中的二极管为理想二极管，已知想二极管，已知 E = 3V，， ，，试画出电压试画出电压 UO 的波形。

的波形返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件上一页上一页 在输入信号在输入信号 ui 的负半周期，二极管的负半周期，二极管 D1 截止，截止，D2 的状态则的状态则取决于取决于 ui 与与 U2 的相对大小当的相对大小当 ui < U2时，时，D2 导通，导通，uO＝＝U2＝＝1 V；；当当 ui > U2 时，时，D2 截止，截止，uO＝＝ ui 可见，这是一个双向限幅电路，输出信号可见，这是一个双向限幅电路，输出信号 uO 的波形如图的波形如图8.14（（b））中实线部分所示中实线部分所示返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件图图8.14（（a）） 【解】【解】 在输入信号在输入信号 ui 的正半周期，二极管的正半周期，二极管 D2 截止，截止，D1的状态则取决于的状态则取决于 ui 与与 U1 的相对大小，当的相对大小，当 ui > U1 时，时，D1 导通，导通，uO＝＝U1＝＝1 V；；当当 ui < U1 时，时，D1 截止，截止，uO＝＝ ui 。

图图8.14（（b）） 8.2.3 在图在图 8.14（（a）（）（教材图教材图 8.03）所示电路中，）所示电路中，D1 和和D2 为理想二极管，为理想二极管，U1 = U2 = 1 V，， ，，试画出输试画出输出电压出电压uo的波形返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件图图8.15（（a）） 【解】【解】 在在 ui 的的半周期时，输入信号半周期时，输入信号 ui > 0，，二极管二极管 D 正向导正向导通，灯泡两端电压通，灯泡两端电压 ；图图8.15（（b）） 8.2.4 在图在图8.15（（a））(教材图教材图 8.04 )所示电路中，设二所示电路中，设二极管为理想二极管，且极管为理想二极管，且 V 两个灯泡皆为两个灯泡皆为 220 V ，，40 W1) 画出画出 uO1 和和 uO2 的波形；的波形；(2) 哪盏灯泡亮哪盏灯泡亮些？为什么？些？为什么？返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件上一页上一页 在在 ui 的负半周期时，输入信号的负半周期时，输入信号 ui < 0 ，，D 反向截止，由反向截止，由于两灯泡皆为于两灯泡皆为 220 V，，40 W，，则电源电压平均分配在两灯泡则电源电压平均分配在两灯泡上，上，uO1＝＝uO2＝＝（220 。

波形波形如图如图 8.15（（b））所示 （（2 2）由于灯泡）由于灯泡 EL2 在正负半周都有电流流过，所产生的热在正负半周都有电流流过，所产生的热效应高，所以灯泡效应高，所以灯泡 EL2 比灯泡比灯泡 EL1 亮一些返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件【【解】解】可选用可选用 2CZ53B（IF＝300 mA，UR＝50 V） 8.2.5 在单相桥式整流电路中，已知在单相桥式整流电路中，已知 U2 = 30 V，， ，，试选择电路中的二极管试选择电路中的二极管返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件图图8.16（（a））图图8.16（（b）） 【解】【解】 （（1）设变压器二次绕组的电压）设变压器二次绕组的电压 ，当，当 0≤ωt ＜＜π时，二极管时，二极管 D 正向导通，正向导通，电流经二极管电流经二极管 D 流过负载流过负载 RL ；；当当π≤ωt＜＜2π时，二极管时，二极管D反向反向截止，负载上没有电流。

截止，负载上没有电流 8.2.6 图图 8.16 ( a ) (教材图教材图 8.05 )为一单相半波整流电为一单相半波整流电 路，试求：（路，试求：（1））uO 的波形；（的波形；（2））UO 与与 U2 的关系；的关系； （（3））ID与与IO 的关系；（的关系；（4））URm与与 U2 的关系返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件 因此，尽管电压因此，尽管电压 u2 是交变的，由于二极管是交变的，由于二极管 D 的单向导电的单向导电性，在负载上得到了方向不变而大小随时间变化的电压，这样性，在负载上得到了方向不变而大小随时间变化的电压，这样的电压称半波脉动电压波形如图的电压称半波脉动电压波形如图 8.16（（b））所示2 2）负载直流电压平均值）负载直流电压平均值（（3 3）二极管电流也就是负载电流，其平均值为）二极管电流也就是负载电流，其平均值为（（4）在负半周期，整流元件）在负半周期，整流元件D所受的最大反向电压所受的最大反向电压返返 回回下一题下一题上一题上一题上一页上一页第第 8 章章 半导体器件半导体器件图图8.17（（a））图图8.17（（b）） 8.2.7 图图8.17（（a））(教材图教材图 8.06 )为一全波整流电路，试为一全波整流电路，试求：求： （（1）在交流电压的正，负半周内）在交流电压的正，负半周内,电流流通的路径；电流流通的路径； （（2）负载电压）负载电压 uO 的波形。

的波形返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件 【解】【解】( 1 ) 在在 0≤ωt ＜＜π半个周期内，电压半个周期内，电压 a 电位最高，电位最高，b点电位最低此时二极管点电位最低此时二极管 D1 承受正向电压而导通，二极管承受正向电压而导通，二极管D2承受反向电压而截止，电流自承受反向电压而截止，电流自 a 点经点经 D1 通过负载通过负载 RL 而由而由 O 点返回在点返回在π≤ωt＜＜2π半个周期内，半个周期内，a 点电位最低，点电位最低，b 点点电位最高，此时电位最高，此时 D1 反向截止，反向截止，D2 正向导通，电流自正向导通，电流自 b 点经点经 D2 通过负载通过负载 RL 而由而由 O 点返回可见，当电源电压交变一次，两点返回可见，当电源电压交变一次，两只二极管在正，负半周各自轮流通，从而使负载得到了单向流只二极管在正，负半周各自轮流通，从而使负载得到了单向流动的全波脉动电流和电压动的全波脉动电流和电压 （（2）波形如图）波形如图 8.17（（b））所示返返 回回下一题下一题上一题上一题上一页上一页第第 8 章章 半导体器件半导体器件 【解】【解】 （（1）负载直流电压）负载直流电压 （（2）二极管平均电流）二极管平均电流 图图8.4 8.2.8 在图在图 8.4 [教材教材 8.2.8 (a) ] 所示的单相桥式整流电容所示的单相桥式整流电容滤波电路中，交流电源频率滤波电路中，交流电源频率 f = 50 Hz，，U2= 15 V，，RL=300  。

试求：试求：(1) 负载直流电压和直流电流负载直流电压和直流电流;（（2）选择整流元件和滤）选择整流元件和滤波电容波电容; (3) 电容失效（断路）和电容失效（断路）和 RL 断路时的断路时的 UO 负载直流电流负载直流电流一般取一般取返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件 (3) 电容失效，电路相当于无电容滤波的整流电路，则负载电容失效，电路相当于无电容滤波的整流电路，则负载直流电压直流电压上一页上一页 查教材附录查教材附录 Ⅲ 选选 2CZ52A ( IF＝＝100 mA，，UR＝＝25 V））二二极管作整流元件极管作整流元件 由式由式 电容耐压需大于电容耐压需大于 ，查教材附录，查教材附录Ⅰ，选，选 C＝130 μF ，UCN ＝ 50 V的电容 负载负载 断路，则断路，则返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件 （（2））UO＝＝0.9 U2 电路发生故障，滤波电容失效（断开）；电路发生故障，滤波电容失效（断开）； 【解】【解】 （（1））UO＝＝1.2 U2 电路正常；电路正常； （（3））UO＝＝ U2 负载断开。

负载断开 8.2.9 一单相桥式整流电容滤波电路，一单相桥式整流电容滤波电路，U2 = 40 V，，试分试分析判断如下几种情况下，电路是否发生故障？析判断如下几种情况下，电路是否发生故障？ 若有故障应该若有故障应该是哪些元件损坏引起的：是哪些元件损坏引起的：(1) UO = 48 V；；(2) UO = 36 V；；(3) UO = 56.6 V返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件图图8.18 8.3.1 现有两个稳压管现有两个稳压管 DZ1 和和 DZ2 ，，稳定电压分别是稳定电压分别是 4.5 V和和 9.5 V，，正向电压降都是正向电压降都是 0.5 V，，试求图试求图 8.18 ( 教材图教材图8.07 ) 各各电路中的输出电压电路中的输出电压 UO 返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件上一页上一页 【解】【解】 （（a））由于由于Ui＝＝18 V >（（UZ1＋＋ UZ2）＝）＝(4.5＋＋9.5) V＝＝14 V，，DZ1 和和 DZ2 工作在反向击穿区，起稳压作用，故工作在反向击穿区，起稳压作用，故 （（b））由于由于Ui＝＝10V<（（UZ1＋＋UZ2）＝）＝14 V，， DZ1 和和 DZ2 没有没有工作在反向击穿区，它们相当于两个反向截止的二极管，故工作在反向击穿区，它们相当于两个反向截止的二极管，故 （（c））由于由于 DZ1 和和 DZ2 工作在正向导通状态，故工作在正向导通状态，故 （（d））由于由于Ui＝＝4 V < UZ2＝＝9.5 V，， DZ2 反向截止，故反向截止，故 （（e））由于由于DZ1反向稳压，反向稳压， DZ2正向导通，故正向导通，故 （（f））由于由于 DZ1 和和 DZ2 都起稳压作用，故都起稳压作用，故返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件【【解】解】 超过了超过了 Izmax 值值，可降低，可降低 Ui ，，或增大或增大 R ，，或选用或选用 Izmax更更大的稳压管。

大的稳压管图图8.19 8.3.2 图图 8.19（教材图（教材图 8.08）所）所示稳压电路，稳压管的示稳压电路，稳压管的 UZ＝10 V，，Izmax＝＝23 mA试问稳压管的电流试问稳压管的电流 IZ 是否超过是否超过 Izmax？？若超过了怎么办？若超过了怎么办？返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件 【解】电路如图【解】电路如图 8.20 所示图图8.20 8.4.1 试用一个试用一个 CW7805 和一个和一个 CW7905 三端集成稳压三端集成稳压器组成一个可输出器组成一个可输出±5 V的电路（电路中要包含变压器和整流的电路（电路中要包含变压器和整流滤波电路）滤波电路）返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一题下一题上一题上一题【【解】解】 由图查得由图查得（（1））（（2））图图8.21 8.5.1 图图8.21（教材图（教材图 8.09）为某晶体管的输出特性曲线）为某晶体管的输出特性曲线,试求试求: UCE＝＝10 V时，（时，（1）） IB 从从 0.4 mA变到变到 0.8 mA ；；从从 0.6 mA变到变到 0.8 mA 两种情况下的动态电流放大系两种情况下的动态电流放大系数；（数；（2））IB等于等于0.4 mA 和和 0.8 mA 两两种情况下的静态电流放大系数。

种情况下的静态电流放大系数第第 8 章章 半导体器件半导体器件 【解】【解】 设设UBE＝＝ 0.7 V （（1））晶体管处于放大状态晶体管处于放大状态图图8.22 8.5.2 试问在图试问在图 8.22（教材图（教材图 8.10）所示各电路中，晶体）所示各电路中，晶体管工作于什么状态？管工作于什么状态？返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件上一页上一页（（2）晶体管处于饱和状态）晶体管处于饱和状态 因为若按放大状态进行计算，则因为若按放大状态进行计算，则 IC不可能超过不可能超过 也不可能为负值，也不可能为负值，故不可能处于放大状态故不可能处于放大状态返返 回回下一题下一题下一页下一页上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件上一页上一页 （（3）晶体管处于截止状态）晶体管处于截止状态返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一题下一题上一题上一题【【解】解】 8.6.1 有一场效应晶体管，在漏源电压保持不变的情况下，有一场效应晶体管，在漏源电压保持不变的情况下，栅源电压栅源电压 UGS 变化了变化了 3 V 时，相应的漏极电流变化时，相应的漏极电流变化 2 mA，，试问试问该管的跨导是多少？该管的跨导是多少？第第 8 章章 半导体器件半导体器件【【解】解】 时，时，时时 8.8.1 一单相桥式半控整流电路，一单相桥式半控整流电路， ，输入交流电，输入交流电压压 U2＝＝100 V，，求求α为为 和和 时的输出直流电压和电流。

时的输出直流电压和电流返返 回回下一题下一题上一题上一题第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回下一题下一题上一题上一题【【解】解】 8.8.2 一单相桥式半控整流电路，需直流电压一单相桥式半控整流电路，需直流电压 100 V，，现现直接由直接由 220 V 交流电网供电，试求晶体管的控制角和导通角交流电网供电，试求晶体管的控制角和导通角第第 8 章章 半导体器件半导体器件返返 回回上一题上一题 【解】【解】 时，输出直流电压时，输出直流电压 UO最大，即最大，即 90 V，，故故 当当UO＝＝ 40 V时，时，可见可见α得变化范围为得变化范围为 8.8.3 一单相桥式半控整流电路，要求直流输出电压一单相桥式半控整流电路，要求直流输出电压 UO 在在 40 ～～90 V 的范围内可调，求输入交流电压和控制角的变化范的范围内可调，求输入交流电压和控制角的变化范围返回主页返回主页。