《模拟电子技术基础》胡宴如 课后答案.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑《模拟电子技术基础》胡宴如 课后答案 第1章 半导体二极管及其电路分析 ` 1．1 某二极管在室温（300K）下的反向饱和电流为0.1pA，试分析二极管外加电压在0.5V~0.7V之间变化时，二极管电流的变化范围 解：由于 iD=IS(e uDUT 1) 由题意知IS=0.1pA，室温下UT≈26mV，故当UD=0.5V时，得 iD=0.110 当UD=0.7V时，得 －12 （e 50026 1）A≈22.5μA iD=0.110 12 (e 70026 1)A≈49.3mA 因此UD在0.5~0.7V之间变化时，iD在22.5μA~49.3mA之间变化 1.2 二极管电路如图P1.2所示，二极管的导通电压UD(on) =0.7V，试分别求出R为1kΩ、4kΩ时，电路中电流I1、I2、IO和输出电压UO （1）R=1kΩ 解： 假设二极管断开，可求得输出电压 'UO= 91 V= 4.5V 1+1 可见，电路中二极管的阳极电位高于阴极电位1.5V，所以，二极管处于导通状态，故 UO=( 3 0.7)V= 3.7V 3.7 ( 9) I2=mA=5.3mA 1 I1=IO+I2=( 3.7+5.3)mA=1.6mA （2）R=4kΩ 假设二极管断开，可求得输出电压 'UO= IO=UO/RL=( 3.7/1)mA= 3.7mA 91 V= 1.8V 4+1 可见，电路中二极管阳极电位低于阴极电位，二极管处于截止状态，所以 1 I1=0 ' UO=UO= 1.8V IO=UO/RL=( 1.8/1)mA= 1.8mAI2= Io=1.8mA 1.3 图P1.3所示各电路中，设二极管具有梦想特性，试判断各二极管是导通还是截止，并求出AO两端电压UAO。

解：图（a）中，断开二极管V1、V2时，可得V1、V2正极电位均为10V，而V1、V2的负极电位分别为0V和－6V，因此V2的正偏电压大于V1的，V2优先导通，使UAO=－6V这样就迫使V1反偏截止 图（b）中，断开管V1、V2时，V1、V2负极电位均为10V，而正极电位分别为0V、－6V，因此V1、V2均反偏截止，UAO=10V 图（c）中，断开管V1、V2，那么V1、V2负极电位为－10V，正极电位分别为0V、－6V，故V1优先导通，使UAO=0，迫使V2反偏截止 图（d）中，断开管V1、V2，那么V1、V2负极电位为－5V，正极电位分别为0V、+5V，设V2优先导通，那么 2 UA=5V 3 [5V ( 5V)]= 1V 3+2 这样V1的负极电位为－1V，正极电位为0V，V1也正偏导通V1导通后使UAO=UA=0，此时V2仍正偏导通 1.4 二极管电路如图P1.4所示，二极管导通电压UD(on)=0.7V, UI=6V试求电路中电流I1、I2、IO和输出电压UO 解：由图可见，图中三个二极管均加正向电压而导通，所以 UO=3UD(on)=3 0.7V=2.1V IO=UO/RL=2.1V/1kΩ=2.1mA 故 I1=（6－2.1）V/560Ω=7mA I2= I1－IO=7mA－2.1mA=4.9mA 1．5 图P1.4所示电路中，当UI=1V时，试分析UO的变化范围。

解：当UI在6V上有1V的波动时，可视为与6V恒压源串接了一个变化范围为1V的信号源，图P1.4的小信号等效电路如图解P1.5所示图中△UI=1V，二极管动态电阻为 rd= UT ID 由题1.4已求得UI=6V时，ID=4.9mA，故rd= 26mV ≈5.31Ω 4.9mA 由图解P1.5得 ΔUO=由于3rd≈15.9Ω RL=1kΩ，故 RL//3rd ΔUI R+RL//3rd ΔUO≈ 15.9 (1V)≈27.6mV 560+15.9 由题1.4 已求得UO=2.1V，故当UI=61V时，UO的变化范围为2.1V27.6mV 3 设二极管具有1.6 二极管电路如图P1.6所示，梦想特性, ui=5sinωt(V)，试画出uo波形 解：（a）图P1.6(a)中，在ui正半周，梦想二极在ui负半周，梦想二极管截止，uo=0，管导通，uo=ui； 故可对应输入波形画出uo波形如图解P1.6(a)所示 i 通，uo=0 ，在ui负半周，二极管截止，uo=ui，故得uo波形如图解P1.6(b)所示。

1．7 在图P1.7所示电路中，设ui=10sinωt(V)，且二极管具有梦想特性，当开关S闭合和断开时，试对应输入波形画出uo波形 oiωt(V);S合上时，在ui正半周，二极管截止，uo= 5sinωt(V)；在ui负半周，二极管导通，uo=0V 故可画出输出电压波形如图解P1.7所示 1．8 图P1.8所示电路中，设ui=1.5sinωt(V)，二极管具有梦想特性，试分别画出开关S处于A、B、C时，输出电压uo的波形 解：当S处于A时，梦想二极管V导通，uo=（3+1.5sinωt）V 4 当S处于B时，V截止，uo=0 当S处于C时，在ui正半周，V导通 uo=1.5sinωt(V)；在ui负半周，V截止，uo=0故得上述3种处境下uo波形如图解P1.8所示 1．9 图P1.9所示电路中， V1，V2为硅二极管，V3为锗二极管，试画出各电路的电压传输特性，并画出各电路在相应输入电压作用下的输出电压波形 解：（a） 由图（a）可知，当－3Vui3V时，V1、V2均截止，uo= ui；当ui 3V时，V1导通，V2截止，uo=3V，当u2－3V时，V1截止，V2导通，uo=－3V。

故可画出图（a）电路的电压传输特性和uo波形分别如图解P1.9(a)所示 uo=3V；V3导通，uo=(UI+0.2)Vb）可知，当UI2.8V时，V3截止，当UI2.8V时，（b） 由图 5 故得电压传输特性和uo波形如图解P1.9因此当UI=5V时，uo=3V；当UI=0V时，uo=0.2Vb）所示 1.10 二极管电路及二极管伏安特性曲线如图P1.10所示，R分别2kΩ、500Ω，用图解法求ID、UD （1）R=2k 解： 二极管的直流负载方程为 uD=2－2103iD 故可得直流负载线的纵、横截点分别为 、M（2V,0mA）连接N1、MN1（0V，1mA） 可得该直流负载线，它与二极管伏安特性曲线的交点为Q1，故 ID =0.7mA，UD =0.55V （0.55V,0.7mA） (2) R=500Ω时 ，故ID=2.7mA,UD=0.7V 同理可求得直流工作点为Q2（0.7V,2.7mA） 6 1．11 图P1.11所示电路中，设二极管导通电压UD(on) =0.7V, ui=5sinωt(mV),C对交流信号的容抗近似为零，试求二极管两端的电压uD和流过二极管的电流iD。

解：（1）求静态量UDQ、IDQ 画出图P1.11电路的直流通路如图解P1.11（ a）所示， 图可知静态时二极管正偏导通，UDQ=0.7V，故 IDQ= 5 0. 7 mA=1.72mA 2.5 （2）求动态量ud、id 画出图P1.11电路的小信号等效电路如图解P1.11（b）所示由该图得 ud=ui=5sinωt(mV) 由于rd= 26mA26 =Ω≈15.1Ω IDQ(mA)1.72 故id= ud5 sinωt(mA)≈0.33Sinωt(mA) = rd15.1 （3）求总量uD、iD UD = UDQ + ud =(0.7+0.005sinωt)V iD = i DQ +id =(1.72+0.33sinωt)mA 1．12 图P1.12所示电路中，稳压管V1、V2的稳定电压 分别为UZ1=8.5V、UZ2=6V，试求A、 B两端的电压U AB 解：V2均处于稳压状态，由图P1.12可知，V1、故UAB= UZ1 －UZ2=8.5V－6V=2.5V 1．13 稳压电路如图P1.13所示，UI=10V，稳压管参数（１）稳压管的工为UZ=6V，IZ=10mA，IZＭ＝30mA，试求： 作电流IDZ 和耗散功率；（2）限流电阻R所消耗的功率。

解： （1） 设稳压管已稳压工作，那么由图P1.13可得 IDZ=IR IRL=(=0.02A=20mA 10 66 A100300 7 由于IZ IDZ IZM，故电路中的稳压管切实处于稳压状态，且能安好工作 稳压管管耗为 PZ= IDZ UZ=206（mW）=120 mW 2UR(10 6)2 =W=0.16W=160mW （2）PR=R100 1.14 试求图P1.13所示电路安好稳压工作所充许的输入电压UI变化范围 解：为了保证图P1.13所示电路既能稳压又能安好工作，当UI变大时，相应的IDZ应不超过IZM=30mA，UI变小时，相应的IDZ应不低于IZ =10mA，故可得 UImax 66 =3010 3 100300 UImin 66 =1010 3 100300 由此可求得 UImin =9V，即允许的UI变化范围为10V1V 1．15 稳压管稳压电路如图P1.15所示，稳压管的参数为UZ =6V，IZ =5mA，PZM=250mW,输入电压UI =20V，试分（2）当RL开路、UI增加10%时，稳压析：（1）求UO、IDZ；管是否能安好工作？（3）当UI减小10%，RL=1kΩ时，稳压管是否工作在稳压状态？ （1）设稳压管已稳压工作，那么由图可得 解： IDZ=( 由于IZ =5mA,而 20 66 mA=8mA 11 IZM= PZM250mW==42mA UZ6V 故IZ＜IDZ＜IZM,稳压管能安好稳压工作，UO= UZ=6V，IDZ =8mA。

（2）当RL开路、UI=20(1+10%)=22V时 IDZ= 22 6 mA=16mA＜IZM,故稳压管仍能安好工作 1 18 66 )mA=6mAIZ ,故稳压管仍能工作在稳压状态 11 （3）当RL=1kΩ, UI=20(1－10%)=18V时 IDZ=( 1．16 图P1.16所示电路中，ui=10sinωt(V)，稳压管参数为UZ1=UZ2=5V，。