第8章直流稳压电源习题及答案-共38页

第8章半导体器件下一页8.2.1图8.12(教材8.01)所示电路中的UA=0V，UB=1V，试求下述情况下输出端的电压UF。（1）二极管为理想二极管；（2）二极管为锗二极管；（3）二极管为硅二极管。8.2.2图8.13(a)(教材图8.02)所示电路中的二极管为理想二极管，已知E=3V，，试画出电压UO的波形。Vsin5itu图8.12返回主页练习题第8章半导体器件返回下一页上一页8.2.3在图8.14（a）（教材图8.03）所示电路中，D1和D2为理想二极管，U1=U2=1V，，试画出输出电压uo的波形。Vsin2itu图8.14第8章半导体器件返回下一页上一页8.2.4在图8.15（a）(教材图8.04)所示电路中，设二极管为理想二极管，且V两个灯泡皆为220V，40W。(1)画出uO1和uO2的波形；(2)哪盏灯泡亮些？为什么？tusin2220i8.2.5在单相桥式整流电路中，已知U2=30V，，试选择电路中的二极管。L120R图8.15（a）第8章半导体器件返回下一页上一页8.2.6图8.16(a)(教材图8.05)为一单相半波整流电路，试求：（1）uO的波形；（2）UO与U2的关系；（3）ID与IO的关系；（4）URm与U2的关系。图8.16（a）第8章半导体器件返回下一页上一页8.2.7图8.17（a）(教材图8.06)为一全波整流电路，试求：（1）在交流电压的正，负半周内,电流流通的路径；（2）负载电压uO的波形。图8.17(a)第8章半导体器件返回下一页上一页8.2.8在图8.4[教材8.2.8(a)]所示的单相桥式整流电容滤波电路中，交流电源频率f=50Hz，U2=15V，RL=300。试求：(1)负载直流电压和直流电流;（2）选择整流元件和滤波电容;(3)电容失效（断路）和RL断路时的UO。8.2.9一单相桥式整流电容滤波电路，U2=40V，试分析判断如下几种情况下，电路是否发生故障？若有故障应该是哪些元件损坏引起的：(1)UO=48V；(2)UO=36V；(3)UO=56.6V。第8章半导体器件返回下一页上一页8.3.1现有两个稳压管DZ1和DZ2，稳定电压分别是4.5V和9.5V，正向电压降都是0.5V，试求图8.18(教材图8.07)各电路中的输出电压UO。图8.18第8章半导体器件返回下一页上一页8.3.2图8.19（教材图8.08）所示稳压电路，稳压管的UZ＝10V，Izmax＝23mA。试问稳压关的电流IZ是否超过Izmax？若超过了怎么办？8.4.1试用一个CW7805和一个CW7905三端集成稳压器组成一个可输出±5V的电路（电路中要包含变压器和整流滤波电路）。8.5.1图8.21（教材图8.09）为某晶体管的输出特性曲线,试求:UCE＝10V时，（1）IB从0.4mA变到0.8mA；从0.6mA变到0.8mA两种情况下的动态电流放大系数；（2）IB等于0.4mA和0.8mA两种情况下的静态电流放大系数。图8.19图8.21第8章半导体器件返回下一页上一页8.5.2试问在图8.22（教材图8.10）所示各电路中，晶体管工作于什么状态？8.6.1有一场效应晶体管，在漏源电压保持不变的情况下，栅源电压UGS变化了3V时，相应的漏极电流变化2mA，试问该管的跨导是多少？图8.22第8章半导体器件返回下一页上一页8.8.1一单相桥式半控整流电路，，输入交流电压U2＝100V，求α为和时的输出直流电压和电流。L5R0608.8.2一单相桥式半控整流电路，需直流电压100V，现直接由220V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UO在40～90V的范围内可调，求输入交流电压和控制角的变化范围。第8章半导体器件返回下一题【解】由于UAUB，即加在二极管DB上的正向电压大于加在二极管DA上的正向电压，所以DB优先导通。DB导通后:（1）二极管如为理想二极管，即正向电压降UD＝0V，因而UF＝UB－UD＝（1－0）＝1V。使得DA承受反向电压而截止，从而割断了UA对UF的影响。8.2.1图8.12(教材8.01)所示电路中的UA=0V，UB=1V，试求下述情况下输出端的电压UF。（1）二极管为理想二极管；（2）二极管为锗二极管；（3）二极管为硅二极管。图8.12练习题解答下一页第8章半导体器件（2）二极管如为锗二极管，设正向电压降UD＝0.3V，则V7.0V3.0V1DBFUUUV3.0V7.0V1DBFUUU（3）二极管如为硅二极管，设正向电压降UD＝0.7V，则返回下一题上一页第8章半导体器件uiE＝3V时，二极管D截上，电路中无电流，uO＝E＝3V。uiE＝3V时，二极管D导通，uO＝ui。故该电路为单向限幅电路。【解】uO波形如图8.13（b）中的实线部分所示。图8.138.2.2图8.13(a)(教材图8.02)所示电路中的二极管为理想二极管，已知E=3V，，试画出电压UO的波形。Vsin5itu返回下一题下一页上一题第8章半导体器件上一页在输入信号ui的负半周期，二极管D1截止，D2的状态则取决于ui与U2的相对大小。当uiU2时，D2导通，uO＝U2＝1V；当uiU2时，D2截止，uO＝ui。可见，这是一个双向限幅电路，输出信号uO的波形如图8.14（b）中实线部分所示。返回下一题上一题第8章半导体器件图8.14（a）【解】在输入信号ui的正半周期，二极管D2截止，D1的状态则取决于ui与U1的相对大小，当uiU1时，D1导通，uO＝U1＝1V；当uiU1时，D1截止，uO＝ui。图8.14（b）8.2.3在图8.14（a）（教材图8.03）所示电路中，D1和D2为理想二极管，U1=U2=1V，，试画出输出电压uo的波形。Vsin2itu返回下一题上一题第8章半导体器件图8.15（a）【解】在ui的半周期时，输入信号ui0，二极管D正向导通，灯泡两端电压；O1O2i0V2202sinVuuut，图8.15（b）tusin2220i8.2.4在图8.15（a）(教材图8.04)所示电路中，设二极管为理想二极管，且V两个灯泡皆为220V，40W。(1)画出uO1和uO2的波形；(2)哪盏灯泡亮些？为什么？返回下一题下一页上一题第8章半导体器件上一页在ui的负半周期时，输入信号ui0，D反向截止，由于两灯泡皆为220V，40W，则电源电压平均分配在两灯泡上，uO1＝uO2＝（220。波形如图8.15（b）所示。2sin/21102sinVtt）（2）由于灯泡EL2在正负半周都有电流流过，所产生的热效应高，所以灯泡EL2比灯泡EL1亮一些。返回下一题上一题第8章半导体器件【解】O2OOLODFDR20.90.930V27V27A0.225A1200.225A0.1125A220.1125A21.4130V42.3VUUUIRIIIIUU可选用2CZ53B（IF＝300mA，UR＝50V）。8.2.5在单相桥式整流电路中，已知U2=30V，，试选择电路中的二极管。L120R返回下一题上一题第8章半导体器件图8.16（a）图8.16（b）【解】（1）设变压器二次绕组的电压，当0≤ωt＜π时，二极管D正向导通，电流经二极管D流过负载RL；当π≤ωt＜2π时，二极管D反向截止，负载上没有电流。tUusin2228.2.6图8.16(a)(教材图8.05)为一单相半波整流电路，试求：（1）uO的波形；（2）UO与U2的关系；（3）ID与IO的关系；（4）URm与U2的关系。返回下一题下一页上一题第8章半导体器件因此，尽管电压u2是交变的，由于二极管D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，这样的电压称半波脉动电压。波形如图8.16（b）所示。O2220122sind0.452UUttUU（2）负载直流电压平均值O2DO0.45LLUUIIRR（3）二极管电流也就是负载电流，其平均值为Rm2m22UUU（4）在负半周期，整流元件D所受的最大反向电压返回下一题上一题上一页第8章半导体器件图8.17（a）图8.17（b）8.2.7图8.17（a）(教材图8.06)为一全波整流电路，试求：（1）在交流电压的正，负半周内,电流流通的路径；（2）负载电压uO的波形。返回下一题下一页上一题第8章半导体器件【解】(1)在0≤ωt＜π半个周期内，电压a电位最高，b点电位最低。此时二极管D1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a点经D1通过负载RL而由O点返回。在π≤ωt＜2π半个周期内，a点电位最低，b点电位最高，此时D1反向截止，D2正向导通，电流自b点经D2通过负载RL而由O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动的全波脉动电流和电压。（2）波形如图8.17（b）所示。返回下一题上一题上一页第8章半导体器件【解】（1）负载直流电压O21.21.215V18VUUOOL18A0.06A300UIR（2）二极管平均电流DO110.06A0.03A22IIFD220.03A0.06AII图8.48.2.8在图8.4[教材8.2.8(a)]所示的单相桥式整流电容滤波电路中，交流电源频率f=50Hz，U2=15V，RL=300。试求：(1)负载直流电压和直流电流;（2）选择整流元件和滤波电容;(3)电容失效（断路）和RL断路时的UO。负载直流电流一般取返回下一题下一页上一题第8章半导体器件(3)电容失效，电路相当于无电容滤波的整流电路，则负载直流电压上一页查教材附录Ⅲ选2CZ52A(IF＝100mA，UR＝25V）二极管作整流元件。由式LL(3~5)422TTRCRC，取L1144F133F2250300CμfR电容耐压需大于，查教材附录Ⅰ，选C＝130μF，UCN＝50V的电容。2221.2VUO20.90.915V13.5VUUO22215V21.2VUU负载断路，则返回下一题上一题第8章半导体器件（2）UO＝0.9U2电路发生故障，滤波电容失效（断开）；【解】（1）UO＝1.2U2电路正常；（3）UO＝U2负载断开。28.2.9一单相桥式整流电容滤波电路，U2=40V，试分析判断如下几种情况下，电路是否发生故障？若有故障应该是哪些元件损坏引起的：(1)UO=48V；(2)UO=36V；(3)UO=56.6V。返回下一题上一题第8章半导体器件图8.188.3.1现有两个稳压管DZ1和DZ2，稳定电压分别是4.5V和9.5V，正向电压降都是0.5V，试求图8.18(教材图8.07)各电路中的输出电压UO。返回下一题下一页上一题第8章半导体器件上一页【解】（a）由于Ui＝18V（UZ1＋UZ2）＝(4.5＋9.5)V＝14V，DZ1和DZ2工作在反向击穿区，起稳压作用，故V14V)5.95.4(2Z1ZOUUU（b）由于Ui＝10V（UZ1＋UZ2）＝14V，DZ1和DZ2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V10iOUU（c）由于DZ1和DZ2工作在正向导通状态，故V1V)5.05.0(OU（d）由于Ui＝4VUZ2＝9.5V，DZ2反向截止，故V4iOUU（e）由于DZ1反向稳压，DZ2正向导通，故V5V)5.05.4(D1ZOUUU（f）由于DZ1和DZ2都起稳压作用，故V5V)5.45.9(1Z2ZOUUU返回下一题上一题第8章半导体器件【解】iZZZL201010()A30015000.0267A26.7mAUUUIRR超过了Izmax值，可降低Ui，或增大R，或选用Izmax更大的稳压管。图8.198.3.2图8.19（教材图8.08）所示