模拟电子技术习题及答案

模拟电子技术第1章半导体二极管及其基本应用1．1填空题1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。2．本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成N型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成P型半导体，其多数载流子是空穴。3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。4．当温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大，正向压降将减小。5．整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变为单向脉动的直流电。稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性实现稳压的。6．发光二极管是一种通以正向电流就会发光的二极管。7．光电二极管能将光信号转变为电信号，它工作时需加反向偏置电压。8．测得某二极管的正向电流为1mA，正向压降为0.65V，该二极管的直流电阻等于650Ω，交流电阻等于26Ω。1．2单选题1．杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于(C)。A．温度B．掺杂工艺C．掺杂浓度D．晶格缺陷2．PN结形成后，空间电荷区由(D)构成。A．价电子B．自由电子C．空穴D．杂质离子3．硅二极管的反向电流很小，其大小随反向电压的增大而(B)。A．减小B．基本不变C．增大4．流过二极管的正向电流增大，其直流电阻将(C)。A．增大B．基本不变C．减小5．变容二极管在电路中主要用作(D)。、A．整流B．稳压C．发光D．可变电容器1．3是非题1．在N型半导体中如果掺人足够量的三价元素，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。(×)3．二极管在工作电流大于最大整流电流IF时会损坏。(×)4．只要稳压二极管两端加反向电压就能起稳压作用。(×)1．4分析计算题1．电路如图T1．1所示，设二极管的导通电压UD(on)=0.7V，试写出各电路的输出电压Uo值。解：(a)二极管正向导通，所以输出电压U0＝(6—0.7)V＝5.3V。(b)令二极管断开，可得UP＝6V、UN＝10V，UPUN，所以二极管反向偏压而截止，U0＝10V。(c)令V1、V2均断开，UN1＝0V、UN2＝6V、UP＝10V，UP—UN1Up—UN2，故V1优先导通后，V2截止，所以输出电压U0＝0.7V。2．电路如图T1．2所示，二极管具有理想特性，已知ui＝(sinωt)V，试对应画出ui、u0、iD的波形。解：输入电压ui为正半周时，二极管正偏导通，所以二极管两端压降为零，即u0＝0，而流过二极管的电流iD＝ui／R，为半波正弦波，其最大值IDm＝10V／1kΩ＝10mA；当ui为负半周时，二极管反偏截止，iD＝0，u0＝ui为半波正弦波。因此可画出电压u0电流iD的波形如图(b)所示。3．稳压二极管电路如图T1．3所示，已知UZ＝5V，IZ＝5mA，电压表中流过的电流忽略不计。试求当开关s断开和闭合时，电压表○V和电流表○A1、○A2读数分别为多大?解：当开关S断开，R2支路不通，IA2＝0，此时R1与稳压二极管V相串联，因此由图可得ZAImAKVRUUI5.62)518(1211可见稳定二极管处于稳压状态，所以电压表的读数为5V。当开关S闭合，令稳压二极管开路，可求得R2两端压降为ZRUURRRU6.3185.025.012122故稳压二极管不能被反向击穿而处于反向截止状态，因此，R1、R2构成串联电路，电流表A1、A2的读数相同，即mAKVRRUIIAA2.75.021821121）（而电压表的读数，即R2两端压降为3.6V。第2章半导体三极管及其基本应用2．1填空题1．晶体管从结构上可以分成PNP和NPN两种类型，它工作时有2种载流子参与导电。2．晶体管具有电流放大作用的外部条件是发射结正偏，集电结反偏。3．晶体管的输出特性曲线通常分为三个区域，分别是放大、饱和、截止。4．当温度升高时，晶体管的参数β增大，ICBO增大，导通电压UBE减小。5．某晶体管工作在放大区，如果基极电流从10μA变化到20μA时，集电极电流从1mA变为1.99mA，则交流电流放大系数β约为99。6．某晶体管的极限参数ICM=20mA、PCM=100mW、U(BR)CEO=30V，因此，当工作电压UCE=10V时，工作电流IC不得超过10mA；当工作电压UCE=1V时，IC不得超过20mA；当工作电流IC=2mA时，UCE不得超过30V。7．场效应管从结构上可分为两大类：结型、MOS；根据导电沟道的不同又可分为N沟道、P沟道两类；对于MOSFET，根据栅源电压为零时是否存在导电沟道，又可分为两种：耗尽型、增强型。8．UGS(off)表示夹断电压，IDSS表示饱和漏极电流，它们是耗尽型场效应管的参数。2．2单选题1．某NPN型管电路中，测得UBE=0V，UBC=—5V，则可知管子工作于(C)状态。A．放大B．饱和C．截止D．不能确定2．根据国产半导体器件型号的命名方法可知，3DG6为(B)。A．NPN型低频小功率硅晶体管B．NPN型高频小功率硅晶体管C．PNP型低频小功率锗晶体管D．NPN型低频大功率硅晶体管3．输入(C)时，可利用H参数小信号电路模型对放大电路进行交流分析。A．正弦小信号B．低频大信号C．低频小信号D．高频小信号4．(D)具有不同的低频小信号电路模型。A．NPN型管和PNP型管B．增强型场效应管和耗尽型场效应管C．N沟道场效应管和P沟道场效应管D．晶体管和场效应管5．当UGS＝0时，(B)管不可能工作在恒流区。A．JFETB．增强型MOS管C．耗尽型MOS管D．NMOS管6．下列场效应管中，无原始导电沟道的为(B)。A．N沟道JFETB．增强~AIPMOS管C．耗尽型NMOS管D．耗尽型PMOS管2．3是非题1．可以采用小信号电路模型进行静态工作点的分析。(×)2．MOSFET具有输入阻抗非常高、噪声低、热稳定性好等优点。(√)3．EMOS管存在导电沟道时，栅源之间的电压必定大于零。(×)4．结型场效应管外加的栅源电压应使栅源间的PN结反偏。(√)5．场效应管用于放大电路时，应工作于饱和区。(√)2．4分析计算题1．图T2．1所示电路中的晶体管为硅管，试判断其工作状态。解：(a)UBE=UB—UE＝0.7—0＝0.7V，发射结正偏；UBC=UB—UC＝0.7—3＝—2.3V，集电结反偏因此晶体管工作在放大状态。(b)UBE=UB—UE＝2—3＝—1V，发射结反偏；UBC=UB—UC＝2—5＝—3V，集电结反偏因此晶体管工作在截止状态。(c)UBE=UB—UE＝3—2.3＝0.7V，发射结正偏；UBC=UB—UC＝3—2.6＝0.4V，集电结正偏因此晶体管工作在饱和状态。(d)该管为PNP型晶体管UEB=UE—UB＝(—2)—(—2.7)＝0.7V，发射结正偏；UCB=UC—UB＝(—5)—(—2.7)＝—2.3V，集电结反偏因此晶体管工作在放大状态。2．图T2．2所示电路中，晶体管均为硅管，β=100，试判断各晶体管工作状态，并求各管的IB、IC、UCE。解：(a)方法一：mAKVIB053.0100)7.06(设晶体管工作在放大状态，则有IC＝βIB＝100×0.053＝5.3mAUCE＝12—5.3×3＝—3.9V0说明上述假设不成立，晶体管已工作在饱和区。令晶体管的饱和压降UCE(Sat)＝0.3V，则集电极电流为mARUVICsatCECCCS9.313.012)(因此可得晶体管的IB＝0.053mA、IC＝ICS＝3.9mA、UCE＝UCE(Sat)＝0.3V方法二：mAKVIB053.0100)7.06(mARUVICsatCECCCS9.313.012)(mAIICSBS039.01009.3因为IBIBS，所以晶体管处于饱和状态，因而有IB＝0.053mA、IC＝ICS＝3.9mA、UCE＝UCE(Sat)＝0.3V(b)AmAKVIB4.80084.0510)7.06(设晶体管工作在放大状态，则有IC＝100×0.0084mA＝0.84mAUCE＝5V—0.84×3＝2.48VUCE(Sat)说明晶体管工作在放大状态，故上述假设成立，计算结果正确。(c)基极偏压为负电压，发射结和集电结均反偏，所以晶体管截止，则IB＝0，IC＝0，UCE＝5V3．放大电路如图T2．3所示，试图中所有电容对交流信号的容抗近似为零，试画出各电路的直流通路、交流通路和小信号等效电路。解：(a)将C1、C2断开，即得直流通路如下图(a)所示；将C1、C2短路、直流电源对地短接，即得交流通路如下图(b)所示；将晶体管用小信号电路模型代人，即得放大电路小信号等效电路如下图(c)所示。(b)按上述相同方法可得放大电路的直流通路、交流通路、小信号等效电路如下图(a)、(b)、(c)所示。4．场效应管的符号如图T2．4所示，试指出各场效应管的类型，并定性画出各管的转移特性曲线。解：(a)为P沟道耗尽型MOS管，它的转移特性曲线如下图(a)所示，其特点是uGS＝0时，iD＝—IDSS(b)为N沟道增强型MOS管，它的转移特性曲线如下图(b)所示，其特点是uGS＝0时，iD＝0(c)为N沟道结型场效应管，它的转移特性曲线如下图(c)所示，其特点是uGS＝0时，iD＝IDSS，且uGS≤0第3章放大电路基础3．1填空题1．放大电路的输入电压Ui＝10mV，输出电压U0＝1V，该放大电路的电压放大倍数为100，电压增益为40dB。2．放大电路的输入电阻越大，放大电路向信号源索取的电流就越小，输入电压也就越大；输出电阻越小，负载对输出电压的影响就越小，放大电路的负载能力就越强。3．共集电极放大电路的输出电压与输入电压同相，电压放大倍数近似为1，输入电阻大，输出电阻小。4．差分放大电路的输入电压Ui1＝1V，Ui2＝0.98V，则它的差模输入电压Uid＝0.02V，共模输入电压UiC＝0.99V。5．差分放大电路对差模输入信号具有良好的放大作用，对共模输入信号具有很强的抑制作用，差分放大电路的零点漂移很小。6．乙类互补对称功放由NPN和PNP两种类型晶体管构成，其主要优点是效率高。7．两级放大电路，第一级电压增益为40dB，第二级电压放大倍数为10倍，则两级总电压放大倍数为1000倍，总电压增益为60dB。8．集成运算放大器输入级一般采用差分放大电路，其作用是用来减小零点漂移。9．理想集成运算放大器工作在线性状态时，两输入端电压近似相等，称为虚短；输入电流近似为0，称为虚断。10．集成运算放大器的两输入端分别称为同相输入端和反相输入端，前者的极性与输出端反相，后者的极性与输出端同相。3．2单选题1．测量某放大电路负载开路时输出电压为3V，接入2kΩ的负载后，测得输出电压为1V，则该放大电路的输出电阻为(D)kΩ。A．0.5B．1.0C．2.0D．42．为了获得反相电压放大，则应选用(A)放大电路。A．共发射极B．共集电极C．共基极D．共栅极3．为了使高内阻的信号源与低阻负载能很好配合，可以在信号源与负载之间接入(B)放大电路。A．共发射极B．共集电极C．共基极D．共源极4．放大电路如图T3．1所示，已知RS＝RD，且电容器容量足够大，则该放大电路两输出电压u0l与u02之间的大小关系为(B)。A．u0l=u02B．u0l=－u02C．u0l＞u02D．u0l＜u025．选用差分电路的原因是(A)。A．减小温漂B．提高输入电阻C．减小失真D．稳定放大倍数6．差分放大电路中适当增大公共发射极电阻，将会使电路的(D)增大。A．差模电压增益D．共模电压增益C．差模输入电阻D．共模抑制比7．功率放大电路中采用乙类工作状态是为了提高(B)。A．输出功率B．放大器效率C．放大倍数D．负载能力8．由两管组成的复合管电路如图T3．2所示，其中等效为PNP型的复合管是(A)。9．OTL电路负载电阻RL＝10Ω，电源电压VCC=10V，略去晶体管的饱和压降，其最大不失真输出功率为(B)W。A．10B，5C．2.5D．1.2510．集成运算放大器构成的放大电路如图T3