模拟电路童诗白第四版
习题配套答案
Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-
模拟电子技术基础
第四版
清华大学电子学教研组 编 童诗白 华成英 主编 自测题与习题解答
第1章 常用半导体器件
自测题
一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。( √ ) (2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。( × ) (3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。( √ )
(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。( × )
(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其RGS大的特点。( √ )
(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的UGS 大于零，则其输入电阻会明显变小。( × ) 二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A.变窄 B.基本不变 C.变宽 (2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿
(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏 B.前者正偏、后者反偏 C.前者正偏、后者也正偏 (4) UGS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。
A.结型管 B.增强型MOS 管 C.耗尽型MOS 管 三、写出图 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD=。
图
解：UO1=, UO2=0V, UO3=, UO4=2V, UO5=, UO6=-2V。
四、已知稳压管的稳压值UZ=6V，稳定电流的最小值IZmin=5mA。求图 所示电路中UO1和UO2各为多少伏。
(a) (b)
图
解：左图中稳压管工作在击穿状态，故UO1=6V。
右图中稳压管没有击穿，故UO2=5V。
五、电路如图所示，VCC=15V，=100，UBE=。 试问：
(1)Rb=50k时，Uo= (2)若T临界饱和，则Rb=
解：(1)IB?VBB?UBE?26?A，
Rb
IC??IB?2.6mA,
UO?VCC?ICRc?2V。 图
(2)∵ICS?VCC?UBE?2.86mA， IBS?ICS/??28.6?A
Rc ∴Rb?VBB?UBE?45.5k?
IBS六、测得某放大电路中三个MOS 管的三个电极的电位如表 所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态（截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。 表
管号 T1 T2 T3 UGS(th)/V 4 -4 -4 US/V -5 3 6 UG/V 1 3 0 UD/V 3 10 5 工作状态 恒流区 截止区 可变电阻区 解：因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型MOS 管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态，如表最后一栏所示。
习题
选择合适答案填入空内。
(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。 A.五价 B.四价 C.三价
(2)当温度升高时，二极管的反向饱和电流将(A) 。 A.增大 B.不变 C.减小
(3)工作在放大区的某三极管，如果当IB 从12 uA 增大到22 uA 时，IC 从lmA 变为2mA ，那么它的β约为( C ) 。
(4)当场效应管的漏极直流电流ID从2mA变为4mA时,它的低频跨导gm将( A ) 。
A.增大； B.不变； C.减小 电路如图 所示，已知ui不计。
图 解图
解：ui与uo的波形如解图所示。
?10sin?t(V)，试画出ui与uo的波形。设二极管导通电压可忽略
电路如图所示，已知ui并标出幅值。
图 解图
解：波形如解图所示。
电路如图所示, 二极管导通电压UD=,常温下UT?26mV，电容C对交流信号可视为短路；
?5sin?t(V)，二极管导通电压UD=。试画出ui与uo的波形图，
ui为正弦波，有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少
解：二极管的直流电流 其动态电阻:
rD?UT/ID?10? 图
故动态电流的有效值：Id?Ui/rD?1mA
现有两只稳压管，稳压值分别是6V和8V，正向导通电压为。试问： (1)若将它们串联相接，则可得到几种稳压值各为多少 (2)若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值各为多少
解：(1)串联相接可得4种：；14V；；。 (2)并联相接可得2种：；6V。
已知图 所示电路中稳压管的稳定电压UZ?6V，最小稳定电流
IZmin?5mA，最大稳定电流IZmax?25mA。
(1)分别计算UI为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压UO的值； (2)若UI?35V时负载开路，则会出现什么现象 为什么
解：(1)只有当加在稳压管两端的 电压大于其稳压值时，输出电压才为6V。 ∴UI?10V时，UO?RLUI?3.3V；
R?RL图
UI?15V时，UO?RLUI?5VR?RL；
UI?35V时，UO?
RLUI?11.7V?UZ，∴UO?UZ?6VR?RL。
(2)当负载开路时，IZ?UI?UZ?29mA?IZmax?25mA，故稳压管将被烧毁。 R 在图 所示电路中，发光二极管导通电压 UD = ，正向电流在5~15mA 时才能正常工作。 试问：(1)开关S 在什么位置时发光二极管才能发光
(2)R的取值范围是多少 解：(1)S闭合。 (2) R的范围为:
Rmax?(V?UD)/IDmin?700? 图
现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流，标出其方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数β。 (a) (b) (a) (b) 图 解图
解：答案如解图所示。 放大倍数分别为?a?1mA/10?A?100和?b?5mA/100?A?50
测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。
图
解:如解图。 解图
电路如图所示，晶体管导通时UBET 的工作状态及输出电压uO的值。
解： (1)当VBB(2)当VBB uO?0.7V，β=50。试分析VBB为0V、1V、3V三种情况下
?0时，T 截止，uO?12V?1V时，因为
图
。
?VCC?ICQRc?9V所以T处于放大状态。
(3)当VBB?3V时，因为IBQ?VBB?UBEQRb?460?A，
ICQ??IBQ?23mAICS?VCC?UCES?11.3mA， 所以T处于饱和状态。
Rc电路如图所示,晶体管的β=50 ,UBE电压UZ?0.2V，饱和管压降UCES?0.1V；稳压管的稳定
时
?5V, 正向导通电压UD?0.5V。试问：当uI?0V时uO?；当uI??5VuO?
解：当uI?0V时，晶体管截止，稳压管击穿，
uO??UZ??5V。
当uI??5V时，晶体管饱和，
。
uO??0.1V因为： 图
IB?uI?UBE?480?A，IC??IB?24mA，UEC?VCC?ICRc?0 Rb分别判断图 所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
(a) (b) (c)
(d) (e)
图
解：(a)可能；(b)可能；(c)不能；(d)不能，T 的发射结会因电流过大而损坏。(e)可能。 已知放大电路中一只N沟道场效应管三个极① 、② 、③ 的电位分别为4V 、8V 、12V ，管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子（结型管、MOS 管、增强型、耗尽型），并说明① 、② 、③ 与G 、S 、D 的对应关系。
解：管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管，三个极① 、② 、③ 与G 、S 、D 的对应关系如解图 所示。
解图
已知场效应管的输出特性曲线如图所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。 图 (a) (b)
解图
解：在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图 (a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐标值及uGS值，建立iD?f(uGS)坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如解图 (b)所示。
电路如图所示，T的输出特性如图所示,分析当uI=4V、8V 、12V 三种情况下场效应管分别工作在什么区域。
解：根据图 所示T的输出特性可知，其开启电压为5V ，根据图所示电路可知uGS当uI=4V时，uGS小于开启电压，故T 截止。 当uI=8V时，设T 工作在恒流区，根据输出 特性可知iD 因此，uGD?uI。
?0.6mA，管压降uDS?VDD?iDRd?10V?uGS?uDS??2V，小于开启电压，
，
说明假设成立，即T工作在恒流区。 图
当uI=12V时，由于VDD?12V，必然使T工作在可变电阻区。
分别判断图 所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。 (a) (b) (c) (d)
图
解：(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。
补充1.电路如补图P1(a)、(b)所示，稳压管的稳定电压UZ如图(c)所示。试分别画出uO1和uO2的波形。
(a) (b) (c)
补图P1
解：波形如下图所示
?3V, R 的取值合适，uI的波形
补充2.在温度20oC时某晶体管的ICBO
?2?A,试问温度是60oC时的ICBO?
解:ICBO60?ICBO20?24?2?24?32?A。
补充3.有两只晶体管，一只的β=200 , ICEO?200?A；另一只的β=100 ,
ICEO?10?A，其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子为什么
解：选用β=100 , ICEO管子好。
补充4.电路如补图P4所示，试问β大于多少时晶体管饱和 解：取UCES?10?A的管子，因其β适中,ICEO较小，因而温度稳定性较另一只
?UBE，若管子饱和，
, 即Rb则??VCC?UBEVCC?UBE?RbRc???Rc
所以,?Rb?100时,管子饱和。 Rc 补图P4
第2章 基本放大电路
自测题
一．在括号内用“√”和“×”表明下列说法是否正确。
1.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。(×) 2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。(√)
3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。(×) 4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。(×) 5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。(√)
6.由于放大的对象是变化量，所以当输入直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。(×) 7.只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。(×)
二．试分析图各电路是否能放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)
图
解：图(a)不能。VBB将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。 图(d)不能。晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。 图(e)不能。输入信号被电容C2短路。 图(f)不能。输出始终为零。 图(g)可能。
图(h)不合理。因为G-S间电压将大于零。 图(i)不能。因为T截止。
三．在图 所示电路中，已知VCC达式后填得数。 (1)当Ui?12V, 晶体管β=100，Rb'?100k?。填空：要求先填文字表
?0V时，测得UBEQ?0.7V，若要基极电流IBQ'?20?A, 则Rb和RW之和
Rb=( (VCC?UBEQ)/IBQ )k?≈( 565 )k?；而若测得UCEQ?6V，
则Rc=( (VCC?UCEQ)/?IBQ )≈( 3 )k?。
(2)若测得输入电压有效值Ui输出电压有效值Uo
'?5mV，
时，
?0.6V
则电压放大倍数
Au?( ?Uo/Ui )≈( -120 )。
若负载电阻RL值与Rc相等，则带上 图
负载后输出电压有效值Uo?(
RL'?Uo )=( )V。
RL?Rc四、已知图 所示电路中VCC?12V,Rc?3k?，静态管压降UCEQ?6V,并在输出端加负载电
阻RL，其阻值为3k?。选择一个合适的答案填入空内。 (1)该电路的最大不失真输出电压有效值Uom (2)当Ui?( A )；
?1mV时，若在不失真的条件下，减小Rw ，则输出电压的幅值将( C )；
A.减小 B.不变 C.增大 (3)在Ui?1mV时，将Rw 调到输出电压最大且刚好不失真，若此时增大输入电压，则输出电
压波形将( B )；
A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波
(4)若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将( B )。
减小 B.Rc减小 C. VCC减小
五、现有直接耦合基本放大电路如下：
A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路 D.共源电路 E.共漏电路
它们的电路分别如图 、、 (a)、 和. 9(a)所示；设图中Re答案填入空内，只需填A 、B 、… …
(l)输入电阻最小的电路是( C )，最大的是( D、E )； (2)输出电阻最小的电路是( B )；
(3)有电压放大作用的电路是( A、C、D )； (4)有电流放大作用的电路是( A、B、D、E )； (5)高频特性最好的电路是( C )；
(6)输入电压与输出电压同相的电路是( B、C、E )；反相的电路是( A、D )。
六、未画完的场效应管放大电路如图所示，试将合适的场效应管接入电路，使之能够正常放大。要求给出两种方案。
?Rb，且ICQ、IDQ均相等。选择正确
解：根据电路接法，可分别采用耗尽型N沟道和P沟道MOS管，如解图 所示。
图 解图
习题
分别改正图 所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。 (a) (b) (c) (d)
图
解：(a)将-VCC改为+VCC。
(b)在+VCC与基极之间加Rb。
(c)将VBB反接，且在输入端串联一个电阻。 (d)在VBB支路加Rb，在-VCC与集电极之间加Rc。
画出图所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。 (a) (b) (c) (d)
图
解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 图所示各电路的交流通路如解图所示； (a) (b) (c) (d) 解图
分别判断图(a)、 (b)所示两电路各属哪种放大电路，并写出Q、Au、Ri和Ro的表达式。
解：图 (a): IBQ?VCC?UBEQR1?R2?(1??)R3，ICQ??IBQ，
UCEQ?VCC?(1??)IBQRc。
Au???R2//R3rbe?(，Ri?rbe//R1，Ro?R2//R3
图(b)：IBQR2VCC?UBEQ)/?R2//R3?(1??)R1?，ICQ??IBQ，
R2?R3UCEQ?VCC?ICQR4?IEQR1。
Au??R4rbe，Ri?R1//rbe1??，Ro?R4。
?0.7V。利用图解法分别求
电路如图 (a)所示，图(b)是晶体管的输出特性，静态时UBEQ出RL??和RL?3k?时的静态工作点和最大不失真输出电压Uom（有效值）。
图
(a) (b)
解：空载时：IBQ?20?A,ICQ?2mA,UCEQ?6V；
最大不失真输出电压峰值约为 ，有效值约为 。
带载时：IBQ?20?A,ICQ?2mA,UCEQ?3V；
最大不失真输出电压峰值约为 ，有效值约为 。如解图 所示。
解图 图
在图所示电路中,已知晶体管的β=80, rbe=1kΩ,Ui?20mV,静态时
UBEQ?0.7V,UCEQ?4V,IBQ?20?A。判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和“×”表
示。
44 (×) (2)A????5.71 (×) ??200u?30.720?1080?580?2.5 (3)Au????400 (×) (4)Au????200 (√)
11200.7 (5)Ri?k??1k? (×) (6)Ri?k??35k? (×)
200.02(1)Au?? (7)Ri (9)RO?3k? (×) (8)Ri?1k? (√) ?5k? (√) (10)RO?2.5k? (×) ?20mV (×) (12)US (11)US?60mV (√)
电路如图所示，已知晶体管β=120，UBE=，饱和管压降UCES=。在下列情况下，用直流电压表测量晶体管的集电极电位，应分别为多少
(1)正常情况；(2)Rb1短路；(3)Rb1开路；(4)Rb2开路；(5)Rb2短路；(6)RC短路； 图 图
解:(1)IB?VCC?UBEUBE??174?163?11?A,IC??IB?1.32mA，
Rb2Rb1∴UC?VCC?ICRc?8.3V。
?15V。
(2) Rb1短路,IC?IB?0,∴UC (3) Rb1开路,临界饱和基极电流IBS?VCC?UCES?23.7?A，
?Rc实际基极电流IB?VCC?UBE?174?A。
Rb2由于IB?IBS,管子饱和,∴UC?UCES?0.5V。
(4) Rb2开路,无基极电流,UC?VCC?15V。
(5) Rb2短路，发射结将烧毁，UC可能为15V。 (6) RC短路, UC?VCC?15V。
电路如图所示，晶体管的β=80 ，rbb'点、
?100?。分别计算RL??和RL?3k?时的Q
Au、Ri和Ro。
解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为：
空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为： UCEQ?VCC?ICQRc?6.2V； Au???Rcrbe??308
Ri?Rb//rbe?rbe?1.3k?； Aus?rbe?Au??93
rbe?RsRL?3k?时，静态管压降、电压放大倍数分别为：
Ri
?Rb//rbe?rbe?1.3k? Ro?Rc?5k?。
若将图 所示电路中的NPN管换成PNP管，其它参数不变，则为使电路正常放大电源应作如何变化 Q点、
Au、Ri和Ro变化吗如变化，则如何变化若输出电压波形底部失真，则说明电路
产生了什么失真，如何消除
解：由正电源改为负电源；Q点、
Au、Ri和Ro不会变化；输出电压波形底部失真对应输入
信号正半周失真，对PNP管而言，管子进入截止区，即产生了截止失真；减小Rb。
已知图所示电路中，晶体管β=100，rbe=Ω。 (1)现已测得静态管压降UCEQ=6V，估算Rb；
?和U?的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少 (2)若测得Uio解：(1)IC?∴Rb?VCC?UCE?2mA，IB?IC/??20?A,
RcVCC?UBE?565k?。
IB(2)由Au??Uo?(Rc//RL)????100, Uirbe可得: RL?2.625k?。 图
?2mA，晶体管饱和管压降UCES?0.6V。试问：当负载
在图所示电路中，设静态时ICQ电阻RL??和RL?3k?时，电路的最大不失真输出电压各为多少伏
?2mA，所以UCEQ?VCC?ICQRc?6V。
解：由于ICQ空载时，输入信号增大到一定幅值，电路首先出现饱和失真。故
RL?3k?时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故
电路如图所示，晶体管β=100，rbb?=100Ω。
?、Ri和Ro； (1)求电路的Q点、Au(2)若改用β=200的晶体管，则Q点如何变化
(3)若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化如何变化
解：(1)静态分析：
UCEQ?VCC?IEQ(Rc?Rf?Re)?5.7V动态分析：rbe 图
?rbb'?(1??)26mV?2.73k? IEQ（不变）；
(2) β=200时，UBQ?Rb1?VCC?2VRb1?Rb2 IEQ?UBQ?UBEQRf?Re?1mA（不变）；IBQ?IEQ1???5?A（减小）；
UCEQ?VCC?IEQ(Rc?Rf?Re)?5.7V (3) Ce开路时，Au（不变）。
???(Rc//RL)R//RL??c??1.92（减小）；
rbe?(1??)(Re?Rf)Re?Rf Ri Ro?Rb1//Rb2//[rbe?(1??)(Re?Rf)]?4.1k?（增大）；
?Rc?5k?（不变）。
电路如图所示，晶体管的β=80，rbe=1kΩ。 (1)求出Q点； (2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的
解：(1)求解Q 点：
(2)求解放大倍数和输入、输出电阻： RL=∞时；
Au、Ri和Ro。
Au?(1??)Re?0.996图
rbe?(1??)Re (1??)(Re//RL)?0.992rbe?(1??)(Re//RL)
RL=3kΩ时；Au?输出电阻：Ro?Re//Rs//Rb?rbe?37?
1???100?。
电路如图 所示，晶体管的β=60 , rbb'
?、Ri和Ro (1)求解Q点、Au(2)设Us = 10mV （有效值），问Ui若C3开路，则Ui??,Uo??
??,Uo??
解：(1) Q 点： ICQ??IBQ?1.86mA
图
?、Ri和Ro的分析： Aurbe?rbb'?(1??)?(Rc//RL)26mV??95 ?952?, Au??rbeIEQRi?Rb//rbe?952? , Ro?Rc?3k?。
(2)设Us = 10mV （有效值），则 Ui?Ri?Us?3.2mVRs?Ri； Uo?Au?Ui?304mV
若C3开路，则：
Ri?Rb//[rbe?(1??)Re]?51.3k? ， Au??Rc//RL??1.5 ReUi?Ri?Us?9.6mVRs?Ri(a) (b)
， Uo?Au?Ui?14.4mV。
改正图 所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。 (c) (d)
图
解：(a)源极加电阻RS ； (b)漏极加电阻RD；
(c)输入端加耦合电容； (d)在Rg 支路加VGG， +VDD 改为VDD
改正电路如解图所示。
(a)
(c) (d)
解图
已知图 (a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)、(c)所示。
(b)
(1)利用图解法求解Q点； (2)利用等效电路法求解 (a) (b) (c) 图
解：(1)在转移特性中作直线uGS?、Ri和Ro。 Au??iDRs，与转移特性的交点即为Q点；读出坐标值，得出
IDQ?1mA,UGSQ??2V 解图
。如解图(a)所示。
(a) (b)
在输出特性中作直流负载线uDS曲线的交点为Q 点，UDSQ?VDD?iD(Rd?Rs)，与UGSQ??2V的那条输出特性
?3V。如解图(b)所示。
(2)首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。
Au??gmRd??5； Ri?Rg?1M?；Ro?Rd?5k?
已知图(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。 求解电路的Q 点和
Au。
图
(a) (b)
解：(1)求Q 点： 根据电路图可知，UGSQ?VGG?3V。
从转移特性查得，当UGSQ因此管压降 UDSQ?3V时的漏极电流：IDQ?1mA
。
?VDD?IDQRd?5V(2)求电压放大倍数：
∵gm?2UGS(th)IDQIDO?2mA/V， ∴ Au??gmRd??20
电路如图 所示。（1）若输出电压波形底部失真，则可采取哪些措施若输出电压波形顶部失真，则可采取哪些措施（2）若想增大
Au，则可采取哪些措施
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