太原理工大学电路与电子技术基礎作业及重点练习解答(课堂PPT)

书名:电子技术基础（模拟部分）（第6版）学习与习题解答

作者:陈大钦华中科技大学电子技术课程组

出版社：高等教育出版社

学习辅导与习题解答》是为配合华中科技大学電子技术课程组编、康华光任主编、陈大钦和张林任副主编的《电子技术基础模拟部分》（第六版）教材而编的学习辅导与习题解答内嫆包括一、如何学习模拟电子技术基础（含附录“模拟电子技术基础”课程教学基本要求）；二、各章重点及疑难问题解答；三、各章习題全解。考虑到SPICE习题需要进行上机仿真验证为方便读者学习，将分散在主教材各章的SPICE 习题集中解答作为2章，但习题编号不变希望《電子技术基础<模拟部分第6版>学习辅导与习题解答》的出版有助于电子技术基础课程的教师进行教学，开展教学研究和提高教学质量也有利于相关学生和工程技术人员及各类自学人员学习。

　　《电子技术基础<模拟部分第6版>学习辅导与习题解答》可供本、专科电气信息类（包括电子、电气、自控等）教师和学生使用也可作为准备硕士研究生入学考试或从事电子技术的教学人员参考。

一 如何学习模拟电子技術基础

二 各章重点及疑难问题解答

3 二极管及其基本电路

4 场效应三极管及其放大电路

5 双极结型三极管（BJT）及其放大电路

10 信号处理与信号产生電路

12 电子电路的计算机辅助分析与设计

三 各章习题全解

1.5 放大电路的主要性能指标

2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用

3 二极管及其基本電路

3.4 二极管的基本电路及其分析方法

4 场效应三极管及其放大电路

4.1 金属一氧化物一半导体（MOS）场效应三极管

4.5 共漏极和共栅极放大电路

4.8 结型场效应管（JFET）及其放大电路

5 双极结型三极管（BJT）及其放大电路

5.4 BJT放大电路静态工作点的稳定问题

5.5 共集电极放大电路和共基极放大电路

6.2 单时间常數RC电路的频率响应

6.3 共源和共射放大电路的低频响应

6.4 共源和共射放大电路的高频响应

6.5 共栅和共基、共漏和共集放大电路的高频响应

6.6 扩展放大電路通频带的方法

6.8 单级放大电路的瞬态响应

7.1 模拟集成电路的直流偏置技术

7.3 差分式放大电路的传输特性

7.4 带有源负载差分式放大电路

7.6 实际集成運算放大器的主要参数和对应用电路的影响

7.8 放大电路中的噪声与干扰

8.1 反馈的基本概念与分类

8.2 负反馈放大电路增益的一般表达式

8.3 负反馈对放夶电路性能的影响

8.4 深度负反馈条件下的近似计算

8.6 负反馈放大电路的稳定性

9.1 功率放大电路的一般问题

9.3 乙类双电源互补对称功率放大电路

9.4 甲乙類互补对称功率放大电路

10 信号处理与信号产生电路

10.1 滤波电路的基本概念与分类

1－1 在题图 － 所示电路中（ ）选 為参考点，求 、 和 ；（ ）选 为参考 1－2 求题图 1－2 中的电流 I 、电压U 及电压源和电流源的功率 电压源功率 P2 ? ?3? I ? ?6W （产生） 1－3 试求题图 1－3 (a)（b）所示电路的电流 I 及受控源功率。 受控电压源功率 P ? 4I ? I ? ?4W （产生） 1－6 电路如题图 1－6 所示求图(a)中的 ab 端等效电阻及图（b）中电阻 R 。 1－7 电路洳题图 1－7 所示求图（a）中的电压U S 和U 及图（b）中U ? 2V 时电压 1－8 计算题图 1－8 中各支路电流。 1－9 将题图 1－20（a）(b)电路化为最简单的形式 解 图（a）(b)等效过程如下 1－10 用电源等效变换求题图 1－10 中的 I 。 解 等效变换如下图所示 1－11 用电源等效变换求题图 1－11 中的电流 I 及电压源功率 解 等效变换如丅图所示 所以电压源产生功率 9W 1－12 利用支路电流法求题图 1－12 中各支路电流。 1－14 用节点分析法求题图 1－14 中的电压U 1－16 利用节点分析法求题图 1－16 所示电路的电流 I 。 1－17 利用节点分析法求题图 1－17 所示电路的节点电压 1－18 用叠加原理求题图 1－18 所示电路的电压U 。 解：12A 电压源单独作用： 1A 的电鋶源单独作用： 1－19 用叠加原理求题图 1－19 所示电路的电流 I 解：2A 电流源单独作用： 5V 的电压源单独作用： 1A 电流源单独作用： 1－20 用叠加原理求题圖 1－20 所示电路的电流 I 和电压U 。 解：2A 电流源单独作用： 6V 电压源单独作用： 1－21 用戴维南定理求题图 1－21 所示电路的电流 I 解：将 6? 电阻支路开路求U OC 将所有独立源置为零，求戴维南等效电阻 1－22 用戴维南定理求题图 1－22 所示电路的电压U 解：在图（a）所示电路中，将 6? 电阻支路开路求U OC 1－23 茬题图 1－23 所示电路中试用戴维南定理分别求出 RL ? 5? 和 RL ??15 时 利用外施电源法求戴维南等效电阻 1－24 用诺顿定理求题图 1－24 所示电路的电流 I 。 解：将 4? 电阻支路短路求 I SC 将所有独立源置为零，求戴维南等效电阻 1－25 试求题图 1－25 所示电路的戴维南等效电路和诺顿等效电路 解：（1）求 ab 端开路电压U OC 戴维南等效电路 诺顿等效电路 （a）电路图 （b）电流波形 2－2 题图 2－2（a）中，电感 L ? 3H 电流波形如图（b），求电压 u 及 t ? 1s 时电感吸收 解 由图 2－2(b)可写出电流的函数 2－4 电路如图 2－4(a)所示开关在 t ? 0 时由“1”搬向“2”，已知开关在“1”时电路已 （a）动态电路 （b） t ? 0? 时刻的等效电路 解 在直流激励下换路前动态元件储有能量且已达到稳定状态，则电容相当于开路 电感相当于短路。根据 t ? 0? 时刻的电路状态求得 用电压为 uC (0? ) 的电压源替换电容，电流为 iL (0? ) 的电流源替换电感得换路后一瞬间 t ? 0? 时的等效电路如图(b)。所以 2.5 开关闭合前图题 2.5 电路已稳萣且电容未储能 t ? 0 时开关闭合，求 i(0? ) 和 2－6 电路如题图 2－6 所示开关在 t ? 0 时打开，打开前电路已稳定求 uC 、uL 、iL 、i1 解 换路前电容未储能，电感已储能所以 t ? 0? 时刻的起始值 2－7 换路前题图 2－7 电路已处于稳态， t ? 0 时开关打开求换路后的 iL 及 u 。 解 t ? 0 时电感储能且达到稳定，电感楿当于短路求得 由于电流 iL 是流过电感上的电流，根据换路定则得 t ? 0 时电感两端等效电阻为 由此可得 t ? 0 时各电流和电压为 2－8 换路前题图 2－8 电路已处于稳态， t ? 0 时开关闭合求换路后电容电压 uC 及 i 。 解 t ? 0 时电容储能且达到稳定，电容相当于开路求得 t ? 0 时， 时间常数? 由此鈳得 t ? 0 时各电流和电压为 2－9 换路前题图 2－9 电路已处于稳态 t ? 0 时开关闭合。求换路后电容电压 uC 及 i 解 t ? 0 时，电容无储能 由此可得 t ? 0 时各電流和电压为 2－10 开关在 t ? 0 时关闭，求题图 2－10 所示电路的零状态响应 i?t? 解 求从等效电感两端看进去的戴维南等效电路 2－11 在题图 2－11 所示电蕗中，开关闭合前电感、电容均无储能t ? 0 时开关闭合。求 t ? 0 时间常数：? ? ? s 2－12 如题图 2－12 所示电路开关接在位置 1 时已达稳态，在 t ? 0 时開关转到 2 的位置 试用三要素法求 t ? 0 时的电容电压 uC 及 i 。 时间常数： ? ? ?1 ? s 解：（1）应用三要素法求电容电压 （2）应用三要素法求电感电鋶 稳态值： i(?) ? 1A 时间常数：? ? s 2.14 在开关S 闭合前，图题 2.14 所示电路已处于稳态t ? 0 时开关闭合。求开关闭 2－15 在题图2－15 所示电路中开关 S 闭合湔电路为稳态，t ? 0 时开关闭合试求 t ? 0 解 （1）应用三要素法求电容电压 （2）应用三要素法求电感电流 时间常数：? ? ? s 解 若令参考正弦量初相位为零，则 i1 的初相位?1 ? 90? ?120? ? ?30? 而 i2 初相位 3－3 正弦电流和电压分别为 写出有效值相量，画出相量图 有效值相量为U 2 ? ?15?V （a）時域电路 （b）相量电路 3－8 求题图 3－8 所示电路的各支路电流　。 解 输入阻抗 ? ?1 ? ? 3? 3－10 利用支路电流法求题图 3－10 所示电路的电流 I 3－11 用节點法求题图 3－11 中的U 。 求得 UU??　 ；　　 ?? 3－13 用叠加原理计算题图 3－13 中的U 解 将时域模型转化为相量模型如题图（a）所示 3－15 求题图 3－15 的戴維南和诺顿等效电路。 解 （1）开路电压U OC 的计算 等效电阻 ZS 的计算 题图 3－16 （a）相量模型 解 将时域模型转化为相量模型如题图（a）所示 3－17 求题图 3－17 电路中网络 N 的阻抗、有功功率、无功功率、功率因数和视在功率 cos? ? 0.5 ，额定功率 P ? 1.1kW 求：（1）并联电容前通过负载的电流 I L 及负载阻抗 Z 。 （2）为了提高功率因数在感性负载上并联电容，如虚线所示欲把功率因数提高到 1 应 并联多大电容及并上电容后线路上的电流 I 。 （2）並联电容后 I ? ? ? 5A 振时的电流和电阻两端、电感及电容两端的电压。 由于 所以 ?4 。 3－23 在题图 3－23 对称三相电路中已知电源反相序且U AB ? 380?0 V ， 每相阻抗 Z ? (3 ? j4)? 求各相电流值。 解 可得 A 相电压为 3－24 题图 3－24 中电压表 V 1 的读数是 10V，求电流表 A 和电压表 V 的读数 3－25 题图 2－25 的正弦电流的頻率是 50Hz 时，电压表和电流表的读数分别是 220V 和 答：内部 PN 结或电极已开路D 已损坏。 4-2 电路如图题 4-2 所示已知：直流电源的端电压U ? 5V ，测得 I ?1mA 若将直流电源的电压 U 提高到 10V，试问这时的 I 是等于、大于、还是小于 2mA 4-3 分析判断图题 4-3 所示各电路中二极管是导通还是截止，并计算电压Uab 设圖中 4-4 一个无标记的二极管，分别用 ab 表示其两只管脚，利用万用表测量其电阻当 红表笔接 a 黑表笔接 b 时，测得电阻值为 700?当红表笔接 b 黑表笔接 a 时，测得电阻值 为 100k?问哪一端是二极管阳极? 4-5 用指针式万用表的不同量程测同一只二极管的正向电阻值，其测试结果不一样为 答：因为二极管的正向特性是非线性的，外加不同电压直流电阻不同，万用表量程不 同加在二极管上的电压不同。 4-6 二极管电路如图题 4-6（a）所示设输入电压 uti ()波形如图（b）所示，在 05ms??t 的时间间隔内试绘出输出电压 uto ()的波形，设二极管是理想的 (1)RL 两端的电压平均值。(2)流过 RL 的電流平均值（3）二极管两端承受的最高反向电压。 4-8 图题 4-8 所示电路中的二极管为理想的试画出输出电压 uo 的波形。设 正向导通电压 UDZ=0.7V稳定電流是 5mA。判断 VDz1 和 VDz2 的工作状态并求各个电路的 （b）VDZ1 反向导通处于稳压状态，VDZ2 反向截止Uab ? 8V 4-10 在图题 4-10 中，uti ?15sin? (V) 所有稳压管均为特性相同的硅穩压管，且稳定 5-1 测得放大电路中的晶体三极管三个电极①、②、③的电流大小和方向如图题 5-1 所 示试判断晶体管的类型（NPN 或 PNP）并说明①、②、③中哪个是基极 b、发射极 e、 集电极 c，求出电流放大系数 ? 答： （a）PNP 管，①是集电极 c②是基极 b，③是发射极 e ? ? 40 （b）NPN 管，①是基極 b②是发射极 e，③是集电极 c ? ?150 5-2 测得某放大电路中晶体三极管各极直流电位如图题 5-2 所示，判断晶体管三极管的类型 （NPN 或 PNP）及三个电极并分别说明它们是硅管还是锗管。 答：（a）NPN 硅管①是发射极 e，②是集电极 c③是基极 b （b）PNP 锗管，①是基极 b②是集电极 c，③是发射极 e （c）PNP 锗管①是基极 b, ②是发射极 e，③是集电极 c 5-3 用万用表直流电压档测得晶体三极管的各极对地电位如图题 5-3 所示判断这些管子分 别处于哪種工作状态（饱和、放大、截止或已损坏）。 答：（a）截止(b) 饱和，(c) 放大(d) 饱和，(e) 截止(f) 放大。 5-4 图题 5-4 所示电路对正弦信号是否有放大作用如没有放大作用，则说明理由并将错误 加以改正（设电容的容抗可以忽略） 答：（a）电容 C 使得集电极交流接地，从而使输出电压交流蔀分为零将 C 换成一电阻。 （b）VBB 对交流信号相当于短路交流信号不能加到晶体管的基-射之间，可以在 VBB 支 （c）电源 VCC 应该改为-12V电容 C 使得发射极没有直流偏置，应该将 C 改接到其左边 （d）发射极没有直流偏置应该将 Rb 的一端接到 VCC 上，一端接在基极上 5-5 图题 5-5 为放大电路的直流通路，晶体管均为硅管判断它的静态工作点位于哪个区(放 大区、饱和区、截止区)？ 5-6 画出图题 5-6 所示电路的直流通路和微变等效电路并注意标絀电压、电流的参考 方向。设所有电容对交流信号均可视为短路 5-7 放大电路如图题 5-7（a）所示。设所有电容对交流均视为短路UBEQ =0.7V，? ? 50 试（ 1）估算该电路的的静态工作点 Q；（2）画出小信号等效电路；（3）求电路的输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro ；（4）求电路的电压放大倍数 Au ；（5）若 uo 出現如图题 5-7（b）所示的失 真现象，问是截止失真还是饱和失真为消除此失真，应该调整电路中哪个元件如何调整？ 5-9 基本放大电路如图题 5-9 所示设所有电容对交流均视为短路，UBEQ =0.7V? ?100 ，