《模拟电子技术基础简明教程》是学习电子技术的基础教材,第三版的习题标准答案提供了深入理解概念和原理的机会。以下是对第一章部分习题及其解答的详细解析:
1. **二极管的电阻特性**:二极管的正向电阻应该越小越好,以减少电压降并确保电流能轻松流过;而反向电阻则应越大越好,以防止微弱的反向电压导致电流流动,保持二极管的单向导电性。理想情况下,二极管的正向电阻接近于零,反向电阻趋近于无穷大。
2. **二极管的温度效应**:二极管的反向电流会随着温度的升高而增加。例如,如果在50℃时反向电流为10μA,温度每升高10℃,反向电流大约翻一倍,那么在20℃时反向电流约为5μA,在80℃时反向电流约为20μA。
3. **二极管的伏安特性**:分析伏安特性曲线有助于理解二极管的工作状态。如在1.5V电压下,通过1kΩ电阻的二极管电流约为0.8mA;而电压升至3V时,电流约为2.2mA,说明正向导通后,电压增加主要体现在电流增大,但二极管两端电压变化不大,约0.7V左右。
4. **二极管的交流应用**:在交流电路中,二极管可以用于整流。当输入电压为uI = 10sinωt(V)时,二极管的电流iD和输出电压uO会呈现半波整流的波形,电流iD和电压uO的峰值与输入电压uI一致,但iD只在正半周存在,uO则会在正半周平滑下降至0。
5. **稳压管的特性**:稳压管的动态电阻rZ越小,稳压性能越好,因为电压变化相对较小。工作电流IZ较大时,通常意味着动态内阻较小,但不能超过额定值以免损坏。温度系数αU的绝对值小,表明稳压管的电压受温度影响小,稳压效果更佳。
6. **稳压管的工作电流和温度影响**:稳压管的稳定电压会随电流和温度变化。例如,5mA时稳定电压为10V,动态内阻为8Ω,温度系数为0.09%/℃。电流增大或温度升高都会导致稳定电压的变化,具体计算需考虑这些因素的影响。
7. **稳压电路的应用**:在稳压电路中,稳压管的电流IZ取决于负载电阻RL和电源电压U。当电源电压、负载电阻或稳压管参数改变时,IZ也会相应调整。例如,增大电源电压或减小RL会增加IZ,反之则会降低IZ。
8. **稳压管的串联应用**:两个相同稳压值的稳压管,可以通过不同方式串联以获得不同稳压值。例如,串联可以得到12V、6.7V或1.4V的稳压值,具体取决于连接方式和稳压管的正向压降。
9. **三极管的特性曲线和放大系数**:三极管的电流放大系数β和α可以从输出特性曲线中读取,它们决定了三极管的放大能力。同时,根据三极管的极限参数(如ICM、U(BR)CEO、PCM),可以在特性曲线上画出安全工作区,以确保三极管在设计电路时不会超出其承受范围。
10. **三极管的电流关系**:三极管的基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE之间存在固定关系,即IC = β * IB,且IE = IC + IB。通过已知参数,可以计算在不同条件下各电流的值。
11. **三极管的温度影响**:三极管的反向饱和电流ICBO会随温度升高而增加,而β(电流放大系数)通常会随温度上升而减小。因此,温度变化会影响三极管的性能,需要在设计电路时考虑这一因素。
以上解析涵盖了模拟电子技术基础中的二极管和三极管的基本特性和应用,包括它们在不同条件下的工作状态和性能评估,这些都是电子工程中不可或缺的知识点。