模拟电子技术基础习题与解答 2.4.1电路如图题241所示。(1)利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和V的值:(2)在 室温(300K)的情况下,利用二极管的小信号模型求v的变化范围 RIlI kn D立 立 图题2.4.1 图解2.4.1 解(1)求二极管的电流和电压 D-2vp(10-2×0.7 =86×10-3A=8.6m4 R 1×103g V=2D=2×0.7=141 (2)求v的变化范围 图题241的小信号模型等效电路如图解24.所示,温度T=300K。 Vr 26mv ≈3.020 8.6mA 当rd1=rd2=rd时,则 A=2+27=1022=6m vo的变化范围为(Vo+△vo)~(-Av),即1406V-1.394V 243二极管电路如图243所示,试判断图中的二极管是导通还是截止,并求出AO两端电 压ⅤAo。设二极管是理想的
模拟电子技术基础习题与解答 2.4.1 电路如图题 2.4.1 所示。（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的 ID 和 Vo 的值；（2）在 室温（300K）的情况下，利用二极管的小信号模型求 vo 的变化范围。 解（1）求二极管的电流和电压 A mA V R V v I DD D D 8.6 10 8.6 1 10 2 (10 2 0.7) 3 3 = = − = − = − VO = 2VD = 20.7V =1.4V （2）求 vo 的变化范围 图题 2.4.1 的小信号模型等效电路如图解 2.4.l 所示，温度 T＝300 K。 = = 3.02 8.6 26 mA mV I V r D T d 当 rd1=rd2=rd 时，则 V mV R r r v V d d O DD 6 (1000 2 3.02 ) 2 3.02 1 2 2 = + = + = O v 的变化范围为 ( ) ~ ( ) O O O O V + v V − v ，即 1.406V～1.394V。 2.4.3 二极管电路如图 2.4.3 所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出 AO 两端电 压 VAO。设二极管是理想的
15V -ISV T2V 12V 图题24.3 解图a:将D断开,以O点为电位参考点,D的阳极电位为-6V,阴极电位为-12V,故 D处于正向偏置而导通,VAo=-6V。 图b:D的阳极电位为一15V,阴极电位为一12V,D对被反向偏置而截止,VAO=-12V。 图c:对D1有阳极电位为0V,阴极电位为-12V,故D1导通,此后使D2的阴极电位为 0V,而其阳极为一15V,故D2反偏截止,VAo=0V 图d:对D1有阳极电位为12V,阴极电位为0V,对D2有阳极电位为12V,阴极电位为 6V.故D2更易导通,此后使ⅤA=-6V:D1反偏而截止,故VAo=-6V。 244试判断图题244中二极管是导通还是截止,为什么? 解图a:将D断开,以“地”为电位参考点,这时有 10kQ 15/=1 (140+10)/2 2AQ 5kQ va=8+22 10+ 15=3.5J (25+5)kg D被反偏而截止。 图b:将D断开,以“地”为参考点,有 10kQ 15=1 (140+10)k 2AQ 5kQ2 (-10V)+ 15J=1.5J (18+2)k (25+5)k2
解 图 a：将 D 断开，以 O 点为电位参考点，D 的阳极电位为－6 V，阴极电位为－12 V，故 D 处于正向偏置而导通，VAO=–6 V。 图 b：D 的阳极电位为－15V，阴极电位为－12V，D 对被反向偏置而截止，VAO＝－12V。 图 c：对 D1 有阳极电位为 0V，阴极电位为－12 V，故 D1 导通，此后使 D2 的阴极电位为 0V，而其阳极为－15 V，故 D2 反偏截止，VAO=0 V。 图 d：对 D1 有阳极电位为 12 V，阴极电位为 0 V，对 D2 有阳极电位为 12 V，阴极电位为 －6V．故 D2 更易导通，此后使 VA＝－6V；D1 反偏而截止，故 VAO＝－6V。 2.4.4 试判断图题 2.4.4 中二极管是导通还是截止，为什么？ 解 图 a：将 D 断开，以“地”为电位参考点，这时有 V V k k VA 15 1 (140 10) 10 = + = V V k k V k k VB 15 3.5 (25 5) 5 10 (18 2) 2 = + + + = D 被反偏而截止。 图 b：将 D 断开，以“地”为参考点，有 V V k k VA 15 1 (140 10) 10 = + = V V k k V k k VB 15 1.5 (25 5) 5 ( 10 ) (18 2) 2 = + − + + =
915 V 5kn I40 kn 18 kn Oan Jsan daoan 10V Bt o k0 okn 15V 5ka 10 kn 8 kn 20V kn o kn 图题 D被反偏而截止 图c:将D断开,以“地”为参考点,有 10kQ VA 15=l (140+10)k 2kQ 5ko VB ×20+ (18+2)kg (25+5)k D被正偏而导通 2.4.7电路如图题247所示,D,D2为硅二极管,当v=6sinωtV时,试用恒压降模型和 折线模型(Vt=0.5V,rp=2009)分析输出电压v的波形 解(1)恒压降等效电路法 当0<Ⅳ|<0.7V时,D、D2均截止,vo=v;当v;≥0.7V时;D导通,D2截止,va 0.V:当v≤0.Ⅳ时,D2导通,D1截止,vo=-0.7V。v与v波形如图解247a所 (2)折线等效电路如图解247b所示,图中Vh=0.5V,rD=2009。当0<<0.5V
D 被反偏而截止。 图 c：将 D 断开，以“地”为参考点，有 V V k k VA 15 1 (140 10) 10 = + = V V k k V k k VB 15 0.5 (25 5) 5 20 (18 2) 2 = + + + − = D 被正偏而导通。 2.4.7 电路如图题 2.4.7 所示，D1，D2 为硅二极管，当 vi＝ 6 sinωtV 时，试用恒压降模型和 折线模型（Vth＝0.5 V，rD＝200Ω）分析输出电压 vo 的波形。 解 （1）恒压降等效电路法 当 0＜|Vi|＜0.7V 时，D1、D2 均截止，vo＝vi；当 vi≥0.7V 时；D1 导通，D2 截止，vo ＝ 0. 7V；当 vi≤0.7V 时，D2 导通，D1 截止，vo＝－0．7V。vi 与 vo 波形如图解 2.4.7a 所 示。 （2）折线等效电路如图解 2.4.7b 所示，图中 Vth＝0．5V，rD＝200Ω。当 0＜|Vi|＜0．5 V
时,D1,D2均截止,v=v;v≥0.5V时,D1导通,D2截止。v≤-0.5V时,D2导通 D1截止。因此,当v≥0.5V时有 R (6-0.51 ×200+0.5J≈142 (1000+200) 同理,v≤一0.5V时,可求出类似结果 v与v波形如图解2.4.7c所示。 图解247 248二极管电路如图题2.4.8a所示,设输入电压Ⅵ(t)波形如图b所示,在0<t 5ms的时间间隔内,试绘出vo(t)的波形,设二极管是理想的 解Ⅵ(t)<6V时,D截止,v。(t)=6V:Ⅵ(t)≥6V时,D导通 v/(1)-6 voo ×200+6=v1(1)+3 (200+200) 200 th(r) 6V二 5t/ms 图题2.4.8
时，D1，D2 均截止，vo=vi； vi≥0．5V 时，D1 导通，D2 截止。vi≤－0.5 V 时，D2 导通， D1 截止。因此，当 vi≥0．5V 时有 D th D i th O r V R r V V v + + − = V V V Vom 200 0.5 1.42 (1000 200) (6 0.5) + + − = 同理，vi≤－0.5V 时，可求出类似结果。 vi 与 vo 波形如图解 2．4．7c 所示。 2.4.8 二极管电路如图题 2．4．8a 所示，设输入电压 vI（t）波形如图 b 所示，在 0＜t ＜5ms 的时间间隔内，试绘出 vo（t）的波形，设二极管是理想的。 解 vI（t）＜6V 时，D 截止，vo（t）＝6V；vI（t）≥6V 时，D 导通 V v t V v t V v t I I O ( ) 3 2 1 200 6 (200 200) ( ) 6 ( ) + = + + − =
vo(n)/V 图解2.4.8 输入电压v=v=20 sino v,试根据传输特性绘出一周期的输出电压N的形(b)若 2.4.13电路如图题2.4.13所示,设二极管是理想的。(a)画出它的传输特性 解(a)画传输特性 0<ⅵ<12V时,D1,D2均截止,vo=v; Ⅵ≥12V时,D1导通,D2截止 12kQ p,+6k2 2 ×12==v1+41 (6+12)k (6+12)k 10V<ⅵ<0时,D1,D2均截止,vo=v; Ⅵ≤-10V时,D2导通,D1截止 12kQ 6kQ (-10)==v (6+12)9(6+12)k2 传输特性如图解2.413中a所示。 (b)当vo=v=20 sinatv时,vo波形如图解2.4.13b所示
2.4.13 电路如图题 2．4．13 所示，设二极管是理想的。（a）画出它的传输特性；（b）若 输入电压 vI =vi=20 sinωt V，试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo 的波形。 解 （a）画传输特性 0＜vI＜12 V 时，D1，D2 均截止，vo＝vI； vI≥12 V 时，D1 导通，D2 截止 V v V k k v k k vO I I 4 3 2 12 (6 12) 6 (6 12) 12 = + + + + = －10V＜vI＜0 时，D1，D2 均截止，vo＝vI； vI≤－10 V 时，D2 导通，D1 截止 3 10 3 2 ( 10) (6 12) 6 (6 12) 12 − = − + + + O = I I V v k k v k k v 传输特性如图解 2．4 13 中 a 所示。 （b）当 vo＝vI=20 sinωt V 时，vo 波形如图解 2．4．13b 所示
本 图解2.4.13 252两只全同的稳压管组成的电路如图题2.5.2所示,假设它们的参数V2和正向特性的 Vt、rD为已知。试绘出它的传输特性。 解当v长<(Vz+Vh)时,Da、D均截止,vo=v lv|≥(Vz+Vt)时,D、D2均导通 v,-vz R+ Da亚 Vr+Vh 图题2.5.2 图解2.5.2 传输特性如图解2.5.2所示
2.5.2 两只全同的稳压管组成的电路如图题 2．5．2 所示，假设它们的参数 V2 和正向特性的 Vth、rD 为已知。试绘出它的传输特性。 解 当| vI |＜（Vz＋Vth）时，Dzl、DZ2 均截止，vo＝vI； | vI |≥（Vz＋Vth）时，Dzl、DZ2 均导通 d Z th d I Z th O r V V R r v V V v + + + − − = 传输特性如图解 2．5．2 所示