模电数电复习题(已整理)

第1章 常用半导体器件

自测题

三、写出图Tl.3 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D =0.7V 。

图T1.3

解：U O1=1.3V , U O2=0V , U O3=-1.3V , U O4=2V , U O5=1.3V , U O6=-2V 。

四、已知稳压管的稳压值U Z =6V ，稳定电流的最小值I Zmin =5mA 。求图Tl.4 所示电路中U O1和U O2各为多少伏。

(a) (b)

图T1.4

解：左图中稳压管工作在击穿状态，故U O1=6V 。

右图中稳压管没有击穿，故U O2=5V 。

五、电路如图T1.5所示，V CC =15V ，β=100，U BE =0.7V 。 试问：

(1)R b =50k Ω时，U o=?

(2)若T 临界饱和，则R b =?

解：(1)26BB BE

B b

V U I A R μ-=

=，

2.6C B I I mA β==,

2O CC C c U V I R V =-=。 图T1.5

(2)∵ 2.86CC BE

CS c

V U I mA R -=

=， /28.6BS CS I I A βμ==

∴45.5BB BE

b BS

V U R k I -=

=Ω

习题

1.2电路如图P1.2 所示，已知10sin i u t ω=(V )，试画出i u 与o u 的波形。设二极管导通电压可忽略不计。

图P1.2 解图P1.2

解：i u 与o u 的波形如解图Pl.2所示。

1.3电路如图P1.3所示，已知t u i ωsin 5=(V )，二极管导通电压U D =0.7V 。试画出i u 与

o u 的波形图，并标出幅值。

图P1.3 解图P1.3

解：波形如解图Pl.3所示。

第2章 基本放大电路

2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。分别计算L R =∞和3L R k =Ω时

的

Q

点

、

u

A 、

i

R 和

o

R

。

图P2.6 图P2.7

解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为： 22CC BEQ

BEQ BQ b

s

V U U I A R R μ-=-

≈

1.76CQ BQ I I mA β=≈

'26(1)

1.3be bb EQ

mV

r r k I β=++≈Ω 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： 6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈； 308c

u be

R A r β=-

≈-

// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω； 93be

us u be s

r A A r R ≈?≈-+

5o c R R k ==Ω

3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为：

(//) 2.3L

CEQ CC CQ c L L c

R U V I R R V R R =

-≈+

(//)

115c L u be

R R A r β=-

≈- 34.7be

us u be s

r A A r R ≈

?≈-+

// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o c R R k ==Ω

2.9 已知图P2.9所示电路中，晶体管β=100，be r =1.4kΩ。 (1)现已测得静态管压降U CEQ =6V ，估算R b ；

(2)若测得i U 和o

U 的有效值分别为1mV 和100mV ，则负载电阻R L 为多少？

解：(1)mA R U V I c CE

CC C 2=-=

，A I I C B μβ20/==, ∴Ω=-=

k I U V R B

BE

CC b 565。 (2)由(//)

100o c L u i be

U R R A U r β=-

=-=-, 可得: 2.625L R k =Ω。 图P2.9

2.11 电路如图P2.11所示，晶体管β=100，b b r '=100Ω。

(1)求电路的Q 点、u A 、i R 和o

R ； (2)若改用β=200的晶体管，则Q 点如何变化？

(3)若电容C e 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： 1

12

2b BQ CC b b R U V V R R =

?=+

1BQ BEQ EQ f e

U U I mA R R -=

=+

101EQ BQ I I A μβ

=

=+

e (R ) 5.7CEQ CC EQ c

f U V I R R V =-++= 图P2.11

动态分析：'26(1)

2.73be bb EQ

mV

r r k I β=++≈Ω (//)

7.7(1)c L u be f

R R A r R ββ=-

=-++

12////[(1)] 3.7i b b be f R R R r R k β=++≈Ω 5o c R R k ==Ω (2) β=200时，1

12

2b BQ CC b b R U V V R R =

?=+（不变）；

1BQ BEQ EQ f e

U U I mA R R -=

=+（不变）

；51EQ BQ I I A μβ

==+（减小）

； e (R ) 5.7CEQ CC EQ c f U V I R R V =-++=（不变）。

(3) C e 开路时，(//)// 1.92(1)()c L c L

u be e f e f

R R R R A r R R R R ββ=-

≈-=-++++（减小）；

12////[(1)()] 4.1i b b be e f R R R r R R k β=+++≈Ω（增大）； 5o c R R k ==Ω（不变）。

2.12 电路如图P2.12所示，晶体管的β=80，be r =1kΩ。

(1)求出Q 点； (2)分别求出R L =∞和R L =3kΩ时电路的u A 、i R 和o R 。

解：(1)求解Q 点： 32.3(1)CC BEQ BQ b e

V U I A R R μβ-=

≈++

(1) 2.61EQ BQ I I mA β=+≈ 7.17CEQ CC EQ e U V I R V =-≈

(2)求解放大倍数和输入、输出电阻： R L =∞时；(1)0.996(1)e

u be e

R A r R ββ+=

≈++ 图P2.12

//[(1)]110i b be e R R r R k β=++≈Ω

R L =3kΩ时；(1)(//)

0.992

(1)(//)

e L u be e L R R A r R R ββ+=

≈++

//[(1)(//)]76i b be e L R R r R R k β=++≈Ω

输出电阻：////

371s b be

o e R R r R R β

+=≈Ω+

第3章 多级放大电路

3.3基本放大电路如图P3.3(a)、(b)所示，图(a)虚线框内为电路Ⅰ，图(b)虚线框内为电路Ⅱ。由电路Ⅰ、Ⅱ组成的多级放大电路如图(c)、(d)、(e)所示，它们均正常工作。试说明图(c)、(d)、(e)所示电路中

(1)哪些电路的输入电阻较大； (2)哪些电路的输出电阻较小； (3)哪个电路的电压放大倍数最大。

(a) (b)

(c) (d)

(e)

图P3.3

解：(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻比较大； (2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻比较小； (3)图(e)所示电路的电压放大倍数最大。

3.6图P3.6所示电路参数理想对称，晶体管的β均为100，

'100bb r =Ω，

0.7BEQ U V ≈。试求R w 的滑动端在中点时T 1管和T 2管的发射极静态电流EQ I 以及动态参数A d 和R i 。

图P3.6 图P3.7

解：R w 滑动端在中点时T 1管和T 2管的发射极静态电流EQ I 分析如下：

∵22

W

BEQ EQ EQ e EE R U I I R V +?+= ∴0.51722

EE BEQ EQ

W

e V U I mA R R -=≈+ 动态参数A d 和R i 分析如下： '26(1)

5.18be bb EQ

mV

r r k I β=++≈Ω 98(1)/2

c

d b

e W R A r R ββ=-

≈-++

2(1)20.5i be W R r R k β=++≈Ω

3.7电路如图P3.7所示，T 1和T 2两管的β均为140，be r 均为4kΩ。试问：若输入直流信号mV u I 201=，mV u I 102=，则电路的共模输入电压?=Ic u 差模输入电压?=Id u 输出动态电压?

=?o u

解：电路的共模输入电压IC u 、差模输入电压Id u 、差模放大倍数d A 和动态电压O u ? 分别为：12

152

I I IC u u u mV +=

=； 1210Id I I u u u mV =-= 1752c

d be

R A r β=-

≈-； 1.75O d Id u A u V

?==-

第6章 放大电路中的反馈

6.7分别判断图P6.5 (a) 、(b) 、(e) 、(f) 所示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈。

解：(a)电压并联负反馈；(b) 电压串联负反馈；(e)电流并联负反馈；(f)电流串联负反馈。

6.8 分别估算图6.4 (d)~(h)所示各电路在理想运放条件下的电压放大倍数。

解：各电路在理想运放条件下的电压放大倍数如下：

(d) 电流并联负反馈: 111o o L o L L

uf i i f U I R I R R A U I R I R R =

≈≈=

(e) 电压串联负反馈: 311o o uf i f U U R A U U R =

≈=+ (f) 电压串联负反馈: 1o o

uf i f

U U A U U =

≈= (g) 电压串联负反馈: 211o o uf i f U U R A U U R =

≈=+ (h) 电压串联负反馈: 31

1o o uf i f U U R A U U R =

≈=+

6.9分别估算图6.5 (a)、 (b) 、(e) 、(f)所示各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数。

解：各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数如下：

(a)电压并联负反馈：f f

f o usf s i s s I R R U A U I R R -=

=≈-

(b)电压串联负反馈：41

(1)o o uf i f U U R A U U R =

≈=+ (e)电流并联负反馈：414

2(//)//(1)o o L L

usf s f s s

U I R R R R R A U I R R R =

≈=+? (f)电流串联负反馈：∵2929

2200249249

f R R R R U R I R I I R R R R R R =?=?

?=?++++

∴0782497829

(////)()(////)

o L L uf i f U I R R R R R R R R R A U U R R ++=

≈=-

第7章 信号的运算和处理

7.2电路如图P7.2所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V ，填表。

(a) (b)

图P7.2

解： 1(/)10O f I I u R R u u =-=-； 2(1/)11O f I I u R R u u =+=。

当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是+14V , 就是-14V 。

7.6试求图P7.6所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。

(a) (b)

(c) (d) 图P7.6

解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：

(a)123123123225f f f O I I I I I I R R R u u u u u u u R R R =-

?-

?+

?=--+

(b)1231231

2

3

1010f f f O I I I I I I R R R u u u u u u u R R R =-?+?+?=-++

(c) 21211()8()f O I I I I R u u u u u R =

-=-

(d) 1234123412

3

4

202040f

f

f

f

O I I I I I I I I R R R R u u u u u u u u u R R R R =-

?-?+?+?=--++

7.7在图P7.6所示各电路中，集成运放的共模信号分别为多少？写出表达式。 解：因为集成运放同相输入端和反相输入端之间净输入电压为零，所以它们的电位就是集成运放的共模输入电压。图示各电路中集成运放的共模信号分别为：

(a) 3IC I u u = (b)3223232323101

1111

IC I I I I R R u u u u u R R R R =

+=+++

(c) 2218

9

f

IC I I f R u u u R R =

=+

(d) 3434343434401

4141

IC I I I I R R u u u u u R R R R =

+=+++

7.11在图P7.11(a)所示电路中，已知输入电压u I 的波形如图(b)所示，当t =0时u C =0。

试画出输出电压u O 的波形。

(a) (b)

图P7.11

解：输出电压的表达式为2

111()t O I O t u u dt u t RC

=-+? 当u I 为常量时：

21121121157

11

()()()()100()()1010O I O I O I O u u t t u t u t t u t u t t u t RC -=-

-+=--+=--+? 若t =0时u O =0；则

当t =5mS 时，3

1005510 2.5O u V V -=-???=-。

当t =15mS 时，3

[100(5)1010( 2.5)] 2.5O u V V -=-?-??+-=。

因此输出波形如解图P7.11所示。

解图P7.11

7.15试求出图P7.15 所示电路的运算关系。

图P7.15

解：设A 2的输出为u O2。因为R 1的电流等于C 的电流，所以：

211

2O I I u u dt u dt R C =-

=-?

? 又因为A 2组成以u O 为输入的同相比例运算电路，所以： 2

23

(1)2O O O R u u u R =+

= 比较以上两式，得：O I u u dt =-?

第二章逻辑代数基础2.18 用卡诺图化简法将下列函数化为最简与或形式。

(1) Y=ABC+ABD+C’D’+A B’C+A’CD’+AC’D;

(2) Y=AB’+A’C+BV+C’D;

(3) Y=A’B’+BC’+A’+B’+ABC;

(4) Y=A’B’+AC+B’C;

(5) Y=AB’C’+A’B’+A’D+C+BD;

(6) Y(A,B,C)=∑M(0,1,2,5,6,7);

(7) Y(A,B,C,D)=∑M(0,1,2,5,8,9,10,12,14);

(8) Y(A,B,C)=∑M(1,4,7);

解：

（1）画出函数的卡诺图，如图A2.18（a）,合并最小项后得到

Y=A+D’

（2）画出函数的卡诺图，如图A2.18（b）,合并最小项后得到

Y=AB’+C+D

（3）画出函数的卡诺图，如图A2.18（c）,合并最小项后得到

Y=1

（4）画出函数的卡诺图，如图A2.18（d）,合并最小项后得到

Y=A’B’+AC

（5）画出函数的卡诺图，如图A2.18（e）,合并最小项后得到

Y=B’+C+D

（6）画出函数的卡诺图，如图A2.18（f）,合并最小项后得到

Y=A’B’+AC+BC’

（7）画出函数的卡诺图，如图A2.18（g）,合并最小项后得到

Y=AD’+B’C’+B’D’+A’C’D （8）画出函数的卡诺图，如图A2.18（h）,合并最小项后得到

Y=A’B’C+AB’C’+ABC

2.19 化简下列逻辑函数

(1) Y=AB’+A’C+C’D’+D

(2) Y=A’(CD’+C’D)+BC’D+AC’D+A’CD’

(3) Y=((A’+B’)D)’+(A’B’+BD)C’+A’C’BD+D’

(4) Y=AB’D+A’B’C’D+B’CD+(AB’+C)’(B+D)

(5) Y=(AB’C’D+AC’DE+B’DE’+AC’D’E)’

解：

（1）Y=AB’+A’C+C’D’+D=AB’+A’C+C’+D=AB’+A’+C’+D=A’+B’+C’+D （2）Y=A’(CD’+C’D)+BC’D+AC’D+A’CD’=A’CD’+A’C’D+BC’D+AC’D+A’C D’=C’D(A’+A)+BC’D+A’CD’=C’D+B(C’D)+A’CD’=C’D+A’CD’

（3）Y=((A’+B’)D)’+(A’B’+BD)C’+A’C’BD+D’=((AB)’D)’+A’B’C’+BC ’D+A’BC’D+D’=AB+A’C’+BC’+D’=AB+A’C’+D’

（4）Y=AB’D+A’B’C’D+B’CD+(AB’+C)’(B+D)=AB’D+A’B’C’D+B’CD+(A’+

B)C’(B+D)=AB’D+A’B’C’D+B’CD+B C’+A’C’D=AB/D+B’CD+BC’+A’C’

D

根据上式画出相应的卡诺图，如图A2.19(a).利用卡诺图进一步化简后得到

Y=BC’+B’D

（5）画出函数的卡诺图。填写这个卡诺图时，只要在括号内各个最小项对就位置上填入0，在其余位置上填入1就行了。将括号内的逻辑式化为最小项之各形式得到Y(A,B,C,D,E)=(AB’C’D+AC’DE+B’DE’+AC’D’E)’=(m2+m6+m17+m18+m19+m22+m25+m 27)’

将上式括号内最小项在卡诺图中的位置上填入0，而在卡诺图中其余最小项位置上填入1，就得到了图A2.19(b)的卡诺图。合并最小项后得出

Y=A’E+CE+BE’+D’E’

合并最小项时需注意，图中以双线为轴左右对称的最小项也是相邻的。

2.20 写出图P2.20中各逻辑图的逻辑函数式，并化简为最简与或式。

解：

(a) Y=((AB’C)’(BC’)’)’=AB’C+BC’

(b) Y=((A’+C)’+(A+B’)’+(B+C’)’)’=(A’+C)(A+B’)(B+C’)=ABC+A’B’C’

(c) Y1=((AB’)’(ACD’)’)’=AB’+ACD’

Y2=((AB’)’(AC’D’)’(A’C’D)’(ACD)’)’=AB’+AC’D’+A’C’D+ACD (d) Y1=(((AB)+C(A⊕B))’)’=AB+C(A’B+AB’)=AB+AC+BC

Y2=(A⊕B)⊕C=(A⊕B)C’+(A⊕B)’C

AB’C’+A’B’C+ABC

第四章组合逻辑电路

4.1 分析图P4.1电路的逻辑功能，写出输出的逻辑函数式，列出真值表，说明电路逻辑功能的特点。

解：从输入端到输出端逐级写出输出的逻辑函数式，然后化简，最后得到

Y=A’B’C’+A’BC+AB’C+ABC’

真值表如表A4.1.这是一个三变量的奇偶检测电路，当输入变量中有偶数个1和全0时输出为1，否则输出为0.

4.3 分析图P4.3电路的逻辑功能，写出Y1,Y2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。

解：从给定逻辑图的输入到输出逐级写出输出的逻辑式，最后得到输出为

Y1=ABC+(A+B+C)·(AB+AC+BC)’=ABC+AB’C’+A’BC’+A’B’C

Y2=1B+BC+AC

由真值表A4.3可见，这是一个全加器电路。A,B,C为加数，被加数和来自低位的进位，Y1和Y2是进位输出。

第五章触发器

5.1 画出图P5.1由与非门组成的SR锁存器输出端Q,Q’Q的电压波形，输入端的电压波形如图中所示。

解：见图A5.1

5.2 画出图P5.2由或非门组成的SR锁存器输出端Q,Q’的电压波形，输入端的电压波形如图中所示。

解：见图A5.2

5.6 若将电平触发SR触发器的Q与R、Q’与S相连，如图P5.6所示，试画出在CLK信

号作用下Q和Q’端的电压波形。已知CLK信号的宽度= 。为门电路的平均

传输延迟时间，假定。设触发器的初始状态为Q=0.