大工14春《电工学》辅导资料汇总18.doc

电工学辅导资料十八

主 题：课件第八到十三章习题的辅导资料
学习时间：2014年7月28日--8月3日
内 容：

这周我们将复习课件第八到十三章的习题。主要讲解各章的部分重要知识点例题。请同学们按照各章节的要求，先自己做一遍再对照解题步骤进行复习。

一、学习要求
第八章 半导体器件
1．了解半导体的类型和导电机理，了解PN结的单向导电性；
2．了解半导体二极管的基本类型、伏安特性和主要参数；了解二极管的主要应用；
3．了解稳压二极管的主要特性；
4．了解双极型晶体管的基本类型、特性曲线和主要参数，理解双极型晶体管的三种工作状态；
5．了解集成电路的发展概况和特点，理解模拟电路和数字电路的区别；
6．了解普通晶闸管的基本性能和可控整流的原理。
重点掌握内容：
1．重点：半导体二极管、二极管的应用、双极型晶体管。
2．难点：双极型晶体管。
第九章 基本放大电路
1．了解放大电路的功能和工作原理；
2．理解放大电路静态分析的内容和方法；
3．理解放大电路动态分析的内容和方法；
4．了解双极型晶体管的基本放大电路的电路组成和主要特点，掌握静态分析和动态分析的计算；
5．了解多级放大的概念，掌握阻容耦合放大电路静态和动态分析的计算；
6．了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输出方式；
7．了解功率放大电路的特点和工作原理。
重点掌握内容：
1．重点：放大电路的工作原理、共射放大电路。
2．难点：放大电路的工作原理。
第十章 集成运算放大电器
1．了解集成运算放大器的组成和电压传输特性；
2．理解反馈的概念，了解反馈的类型和负反馈对放大器性能的影响；
3．理解理想运算放大器及其基本分析方法；
4．理解用集成运算放大器组成的比例、加、减、微分和积分运算电路的工作原理和分析方法；
5．了解单限电压比较器的工作原理；
6．理解自励振荡的条件，了解用集成运算放大器组成的RC正弦波振荡电路的工作原理。
重点掌握内容：
1．重点：基本运算电路。
2．难点：放大电路中的反馈。
第十一章 直流稳压电源
1．了解直流稳压电源的基本组成；
2．理解单相桥式不可控整流电路的工作原理，了解桥式半控整流电路的工作原理；
3．理解电容滤波电路的工作原理，了解电感滤波和复式滤波电路的工作原理；
4．了解稳压管稳压电路的工作原理，理解集成稳压器的基本应用。
重点掌握内容：
1．重点：整流电路、滤波电路、稳压电路。
2．难点：整流电路、滤波电路、稳压电路。
第十二章 组合逻辑电路
1．掌握常用集成门电路（或门、与门、非门、或非门、与非门、异或门和同或门）的逻辑功能，了解三态门的概念；
2．了解逻辑代数的基本运算法则和逻辑函数的化简；
3．掌握简单组合逻辑电路的分析和设计；
4．了解加法器、编码器及译码器的工作原理，了解数码显示器的功能。
重点掌握内容：
1．重点：集成复合门电路、组合逻辑电路的分析。
2．难点：组合逻辑电路的设计。
第十三章 时序逻辑电路
1．理解基本RS触发器的逻辑功能；
2．理解钟控RS、JK、D和T触发器的逻辑功能和触发器的触发方式；
3．理解数码寄存器和移位寄存器的工作原理；
4．理解二进制计数器和十进制计数器的工作原理；
5．555定时器。
重点掌握内容：
1．重点：双稳态触发器。
2．难点：寄存器、计数器。

二、主要内容
第8章 半导体器件
例1：当Us分别为2V、4V，而ui分别为3V、3sinωtV时，试画出uo的波形。
解：如图所示：
Us：2V ui：3V Us：2V ui：3sinωtV

Us：4V ui：3V Us：4V ui：3sinωtV

例2： 测得工作在放大电路中几个晶体管三个极电位值V1、V2、V3，判断管子的类型、材料及三个极。
解：
（1）V1=3.5V， V2=2.8V， V3=12V。
NPN型硅管，1、2、3依次为B、E、C
（2）V1=3V， V2=2.7V， V3=12V。
NPN型鍺管，1、2、3依次为B、E、C
（3）V1=6V， V2=11.3V， V3=12V。
PNP型硅管，1、2、3依次为C、B、E
（4）V1=6V， V2=11.7V， V3=12V。
PNP型鍺管，1、2、3依次为C、B、E

第9章 基本放大电路
例1：电路如图所示，求（1）放大器的静态工作点；（2）画出放大器的微变等效电路（有CE、无CE）；（3）放大器的电压放大倍数Au （有CE、无CE）；（4）放大器的输入输出电阻（有CE、无CE）；（5）若测得输出波形为：

判断放大器出现的是何种失真，如何消除失真？

解：（1）

（2）
有CE：

无CE：

（3）有CE：

无CE：

（4）有CE：

无CE：

（5）因为共射极单级放大器的uO与ui反相，据uO的波形可以判断出ui的波形为：

因此可以判断出由于放大器的静态工作点太低，在ui的前半个周期当ui>UBE时，三极管发生了截止，使uO发生了失真，因此该失真为截止失真。

若要消除失真必须改变RB1与RB2的比例，适当抬高放大器的静态工作点，如：调节RB2使其变小则适当抬高了UBE。

第10章 集成运算放大器
例1．试判断下图所示两电路中标有Rf的反馈电阻所形成的反馈（正、负、串联、并联、电压、电流）。

解：判断结果见下表所示。

例2．在图10.5.1 所示反相比例运算电路中，已知某集成运放的UCC=15V，UEE=15V，R1=10kΩ， Rf=100kΩ。(1) ui=－10mV ；(2) ui= sinωt V ；(3) ui=3V；(4) ui=－5V 。
解：(1) ui =－10mV时，

(2)ui=sinωtV时，

(3) ui = 3 V 时，若

|uo|＞UEE，这是不可能的，说明它已工作在于负饱和区，故
uo=－UOM=－UEE=－15V。
(4) ui=－5V时，若

|uo| ＞UCC ，这是不可能的，说明它已工作在于正饱和区，故
uo=+UOM=+UCC=15V。

第11章 直流稳压电源
例1：一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。
解：a = 0º 时，UO= UOmax = 90V，
U2 = UO / 0.9 = 90 / 0.9 = 100 V
UO = 40 V 时，

a = arccos (-0.111) =96.4º
故a的变化范围为0º~ 96.4º。

第12章 组合逻辑电路
例1．下图是由分立元件组成的最简单的门电路。A和B为输入，F为输出，输入可以是低电平(在此为0V)，也可以为高电平(在此为3V)，试列出状态表，分析它们各是哪一种门电路。

解：根据二极管的钳位作用可求得图(a)电路的真值表如表1 所示，为或门电路。图(b)电路的真值表如表2 所示，为与门电路。根据晶体管在输入为低电平时处于截止状态，输入为高电平时处于饱和状态，可知图(c)电路的真值表如表3所示，为非门电路。

例2．已知四种门电路的输入和对应的输出波形如图所示。试分析它们分别是哪四种门电路？

解：分析电路图所示波形可知，F1为或门电路的输出，F2为与门电路的输出，F3为非门电路的输出，F4为或非门电路的输出。

第13章 时序逻辑电路
例1．已知图示电路中各输入端的波形如图所示,工作前各触发器先置0,求Q1、Q2和Q3的波形。

解:波形如图.

例2．分析图示电路寄存数码的原理和过程,说明它是数码寄存器还是移位寄存器。

解:待存数码加到A4、A3、A2、A1端,在CP(寄存指令)到来时，由于D触发器在D=0时，Q = 0， D=1时，Q =1，因而待存数码被寄存到Q4、Q3、Q2、Q1端。可见，该电路是并行输入、并行输出的数码寄存器。

三、重要考点
（一）计算题
1、测得电路中三极管各极对地的电位值如下表所示，判断各管的工作状态及类型。

解：
T1：UBE = -0.3V，VE＜VB＜VC，放大状态，PNP型
T2：UCE = 0.3V，VE＜VC＜VB，饱和状态，NPN型
T3：UCE = -6V，VC＜VE＜VB，截止状态，PNP型

2、如图所示为加到基本电压比较器反相输入端的输入电压ui的波形，同相输入端接参考电压UR=3V。试画出对应的输出电压uo的波形。
解： 由于ui＜UR时，uo=+UOM
ui＞UR时，uo=－UOM
因此求得uo的波形如图所示。

3、频率调节范围为 20Hz—200Hz的RC正弦波振荡器，电容C =0.27μF，如果用双联可变电阻来调节振荡频率，求可变电阻器阻值的调节范围。
解：振荡频率fn为：

则可变电阻器阻值的变化范围为：

4、一桥式整流、电容滤波电路，已知电源频率f = 50 Hz ，负载电阻RL=100 W ，输出直流电压UO=30V。试求：
(1) 选择整流二极管；(2) 选择滤波电容器；(3) 负载电阻断路时的输出电压UO；(4) 电容断路时的输出电压UO。
解：(1) 选择整流二极管

UR≥URm=34.5V
查附录，选用2CZ53B的二极管4个（IF=300mA，UR=50V）。

(2) 选择滤波电容器

(3) 负载电阻断路时
UO=U2=×25=35.4V
(4) 电容断路时
UO = 0.9U2 =0.9×25=22.5V

5、已知异或门和同或门的输入波形如图中A和B所示，试画出它们的输出波形。
解：根据异或门和同或门的逻辑功能，画出异或门输出F1和同或门F2的波形如图所示。

6、如图为由两个J－K 触发器组成的时序逻辑电路，设开始时Q1＝0， Q2＝0 。（1）写出两个触发器的翻转条件、画出Q2、Q1的波形图；（2）说明它是几进制计数器，是加法计数器还是减法计数器？是同步计数器还是异步计数器？

解:
Q1的翻转条件是J=Q2=1。
Q2的翻转条件是J=Q1=1，
且当Q2＝1时若J=Q1=0，由于K=1，Q2也会由1翻为0。

结论：为三进制同步加法计数器

7、如图为自动控制灯电路，当用手触摸金属片J时，小电珠能亮10s左右，作为晚上看表或走廊的瞬时照明，试说明其工作原理。

解: 该电路是典型的由555 集成定时器外接R 和C 组成的单稳态触发器。
这一单稳态触发器，在通常情况下即人手没有触摸时，其稳定状态为0，输出端3为低电平，小电珠不亮。在触发脉冲的作用下，即手触摸金属片J 时，相当于在输入端2加入一个负脉冲，它翻转成暂稳态1，输出端3为高电平，小电珠亮。小电珠能亮10s左右表明了暂稳态持续时间，它与充电时间常数有关即tw=1.1RC。持续时间结束，触发器自动恢复原态即0状态，小电珠灭。
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