电工学(下册)电子技术基础-第2章-习题解答

习 题 2

2.1 电路如图2.1所示，1k ΩR =，测得D 5V U =，试问二极管VD 是否良好（设外电路无虚焊）？

解：内部PN 结或电极已开路，D 已损坏。

2.2 电路如图2.2所示，二极管导通电压D(on)U 约为0.7V ，试分别估算开关断开和闭合时输出电压o U 的数值。

图2.1 习题2.1电路图 图2.2 习题2.2电路图

解： S 断开：断开VD ，D 5V U =。所以VD 导通，o 50.7 4.3V U =-=

S 闭合：断开VD ，)V (1125D

-=⨯+-

=R

R R

U ，所以VD 截止，o 6V U = 2.3 分析判断图2.3所示各电路中二极管是导通还是截止，并计算电压ab U ，设图中的二极管都是理想的。

图2.3 习题2.3电路图

解：（a ）断开VD ，U D =5+5=10V>0，VD 导通 ，ab 5V U =-；

（b）断开VD，

D

2

15

1V

23

U=-⨯=-

+

，VD截止

ab

2

52V

23

U=⨯=

+

；

（c）断开VD1 VD2，

D1D2

12V,5127V

U U

==-+=，所以VD1优先导通，

U D2= −5V，VD2截止，U ab=0V；

(d) ）断开VD1 VD2，

D1D2

12V,12517V

U U

==+=所以 VD2优先导通，

D1

5V

U=- VD1截止，

ab

5V

U=-

2.4 一个无标记的二极管，分别用a和b表示其两只引脚，利用模拟万用表测量其电阻。当红表笔接a，黑表笔接b时，测得电阻值为500。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?

解：b端是阳极

2.5 二极管电路如图 2.4(a)所示，设输入电压

i

()

u t波形如图 2.4(b)所示，在

05ms

t<<的时间间隔内，试绘出输出电压

o

()

u t的波形，设二极管是理想的。

图2.4 习题2.5电路图

解：

i

()2t

u t=，断开VD，

D

6

i

u u

=-，当

D

u>时，VD导通，即3s

t>，

6

0.263

0.20.2

i

o

u

u t

-

=⨯+=+

+

当

D

u<时，VD截止，即3s

t<，6V

o

u=

()

o

u t

t/ms

2.6 在图2.5所示的电路中，设二极管为理想的，已知

i

30sin(V)

u tω

=，试分别画出

输出电压

o

u的波形，并标出幅值。

图2.5 习题2.6电路图

解：(a) 正半波，VD导通，u o=u i，负半波，VD截止，u o=0

(b) 正半波，VD导通，u o=0，负半波，VD截止，u o=u i

(c) 正半波，VD导通，u o=0，负半波，VD截止，u o=0.5u i

(d) 正半波，VD截止，u o=0.5u i，负半波，VD导通，u o=0

2.7 在图2.6所示电路中，设二极管为理想的，输入电压

i 10sin(V)

u tω

=，试分别画出

输出电压

o

u的波形，并标出幅值。

图2.6 习题2.7电路图

解：（a ）断开VD ，D 3i u u =-o o 0,VD 3V,0,VD 3V,3V i i

i u u u u u >>=⎧⎨<<=⎩

导通，即截止，即

(b) 断开VD ，D 3i u u =-o o 0,VD 3V,0,VD 3V,3V i i

i u u u u u ><=⎧⎨<>=⎩导通，即截止，即

(c) 断开VD ，D 3i u u =-o o 0,VD 3V,3V

0,VD 3V,i i i u u u u u >>=⎧⎨<<=⎩导通，即截止，即图同（b ）

(d) 断开VD ，D 3i u u =-o o 0,VD 3V,3V

0,VD 3V,i i i

u u u u u ><=⎧⎨<>=⎩导通，即截止，即图同（a ）

o

π

π

πt

ω2

3o

π

2π3π

t

ω103o /V

u i /V

u 310

2.8 图2.7所示电路中，设二极管为理想的，i 6sin (V)u t ω=，试画出输出电压o u 的波形以及电压传输特性。

图2.7 习题2.8电路图

解：断开VD 1 VD 2，D1D24,3i i u u u u =-=-

所以3V i u >时，D10u <，D20u > VD 1截止，VD 2导通，o 3V u = 4V 3V i u -<<时，D10u <，D20u < VD 1 、VD 2均截止，o i u u = 4V i u <-时，D10u >，D20u < VD 1导通，VD 2截止，o 4V

u =-

o π

π

πt

ω

2

3o π

2π3π

t

ω633

i /V

u -4

-4

o /V

u

2.9 图2.8所示电路中，设二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。

VD 1

VD 2

R

(a)

+1V

+3V

I

1K ΩV O

-5V

VD 1

VD 2R

+1V

+3V

I

1K Ω

V O

+5V

(b)

图2.8 习题2.9电路图

解：(a) 高电平选择电路，VD 1截止，VD 2导通，

O 3V V =，O (5)3(5)

8mA 1

V I R ----=

== (b) 低电平选择电路，VD 1导通，VD 2截止，

O 1V V =，O 5514mA 1

V I R --=

== 2.10 在图2.9所示电路中，已知输出电压平均值o(AV)9V U =，负载100L R =Ω。（1）输入电压的有效值为多少？（2）设电网电压波动范围为10%±。选择二极管时，其最大整流平均电流I F 和最高反向工作电压U R 的下限值约为多少？

图2.9 习题2.10电路图

解：半波整流，

O(AV)I 20(V)0.45

U U =

=，O(AV)O(AV)L

90(mA)U I R ==

D o(AV)90(mA)I I ==，F D 1.199(mA)I I == R I 1.1231.1(V)U U =⨯=

2.11 在图2.10所示的电路中，电源i 100sin (V)u t ω=，1k L R =Ω，二极管为是理想二极管。求：（1）R L 两端的电压平均值；（2）流过R L 的电流平均值；（3）选择二极管时，其最大整流平均电流I F 和最高反向工作电压U R 为多少？

图2.10 习题2.11电路图

解：全波整流，

O(AV)i 0.90.963.6(V)2

U U ===，O(AV)O(AV)L

63.6(mA)U I R ==

F D(AV)O(AV)1

31.82(mA)2

I I I ===

R I 2100(V)U U ==

2.12 在桥式整流电容滤波电路中，已知120L R =Ω，o(AV)30V U =，交流电源频率50Hz f =。选择整流二极管，并确定滤波电容的容量和耐压值。

解：O(AV)I 25(V)1.2

U U =

=，D(RM)I 1.1238.9(V)U U ==

F D(AV)D(AV)130

1.1 1.1 1.113.75(mA)22120

I I I =⨯=⨯⨯=⨯=⨯

L 1

420.04250

T R C s =⨯

=⨯= ，0.040.04333.3μF 120L C R === 。电容工作电压同二极管，在这儿选择耐压50V 。

2.13 已知稳压管的稳压值Z 6V U =，稳定电流的最小值min 4mA Z I =。求图2.11所示电路中O1U 和O2U 。

R

Ω

500Z

D V

10+-

+

-

o1

U

R V 10+-

+

-

o2

U )

(a )

(b 2k Ω

2k Ω2k Ω

Z

D L

R L R

图2.11 习题2.13电路图

解：（a ）断开Dz ，L

DZ Z L

108(V)R U U R R =

⨯=>+ 假设D Z 稳压，Z Zmin 10835(mA)Z Z

L

U U I I R R -=-=-=>，所以D Z 处于稳压状态，O16(V)U = （b ））断开Dz ，L

DZ

Z L

105(V)R U U R R =⨯=<+ 所以D Z 处于截止状态，O25(V)U =

2.14 图2.12中各电路的稳压管VD Z1和VD Z2的稳定电压值分别为8V 和12V ，稳压管正向导通电压为0.7V ，最小稳定电流是5mA 。试判断VD Z1和VD Z2的工作状态并求各个电路的输出电压ab U 。

图2.12 习题2.14电路图

解：（a ）假设VD z1处于反向击穿状态，VD z2正向导通，Z 408.7

15.65(mA)5(mA)2

I -=

=> 所以VD z1处于稳压状态，VD z2处于正向导通状态ab 8.7(V)U =

（b ））假设VD z1处于反向击穿状态，VD z2处于反向截止Z

40816(mA)5(mA)2

I -==> 所以VD z1处于稳压状态，VD z2处于反向截止状态ab 8(V)U =

2.15 已知稳压管稳压电路如图2.13所示，稳压二极管的特性为：稳压电压z 6.8U V =，

max min 10mA,0.2mA z z I I ==，直流输入电压I 10V U =，其不稳定量I 1V U ∆=±，I L =0～

4mA 。试求：

（1）直流输出电压0U ；

（2）为保证稳压管安全工作，限流电阻R 的最小值； （3）为保证稳压管稳定工作，限流电阻R 的最大值。

图2.13 习题2.15电路图

解：（1）直流输出电压0U 等于稳压管的稳压电压，即O z 6.8V U U ==。

（2）min R

当I U 最大，L R 开路时，通过R 的电流，即通过稳压管的电流为最大。因此，为保证稳压管安全工作，max z z I I ≤，由此可求得限流电阻的最小值为

Im min max min 11V 6.8V

0.42k 10mA

ax z z L U U R I I --=

==Ω+

（3）m ax R

当I U 最小，L R 最小时，流入稳压管的电流为最小；为保证稳压管稳定工作，要求

min z z I I ≥。由可此得：

Im max max min 9V 6.8V

0.52k ()4mA 0.2mA

in Z L z U U R I I --=

==Ω++

综合以上分析，可选取限流电阻R =510Ω。

2.16 在下面几种情况下，可选用什么型号的三端集成稳压器？ （1）U o = + 12V ，R L 最小值为15Ω； （2）U o = + 6V ，最大负载电流I Lmax = 300mA; （3）U o =－15V ，输出电流范围I o 为10~80mA 。

解：（1）12

800(mA)15

o I ==，所以选7812

（2）选78M06 （3）选79L15

2.17 电路如图2.14所示，三端集成稳压器静态电流I W = 6mA, R w 为电位器，为了得到10V 的输出电压，试问应将R 'W 调到多大？

图2.14 习题2.17电路图

解：''

23

o 23W W W

1

5

()5(+6)R=10V

0.3

U

U U I R

R

=++⨯=+⨯

所以'

W

220()

R=Ω

2.18 电路如图2.15所示：（1）求电路负载电流

O

I

的表达式；（2）设输入电压

I

24V

U=，

W7805输入端和输出端间的电压最小值为3V，

O

I

W

I，50

R=Ω。求出电路负载电阻

L

R的最大值。

图2.15 习题2.18电路图

解：23

O W

U

I I

R

=+，23

O O L23

(243)16(V)

L

U

U I R R U

R

=≈⨯≤--=

所以

L

160()

R≤Ω

2.19 已知三端可调式集成稳压器W117的基准电压

REF

U=1.25V，调整端电流

W

I=50A，

用它组成的稳压电路如图2.16所示。（1）若

1W

100

I I

=，忽略

W

I对

o

U的影响，要得到5V的

输出电压，则

1

R和

2

R应选取多大；（2）若

2

R改为0～2.5kΩ的可变电阻，求输出电压

o

U的可调范围。

图2.16 习题2.19电路图

解：（1）

O112

()5

U I R R

=⨯+=，

REF11

U I R

=⨯，

所以：

12

250(),750()

R R

=Ω=Ω

（2）

2

0 2.5(KΩ)

R=，

O122

1.25 1.255

U I R R

=+⨯=+⨯，

所以：

O

1.2513.75(V)

U=

2.20可调恒流源电路如图2.17所示，（1）当U21=U REF=1.2V，R从0.8~120Ω变化时，恒流电流I O的变化范围如何？（2）当R L用充电电池代替，若50mA恒流充电，充电电压V O=1.5V，求电阻R L。

图2.17 习题2.20电路图

解：（1）21

O 1.2

1.5A10mA

U

I

R R

===

（2）O

L

O 1.5V

30 50mA

V

R

I

===Ω

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）