在本征半导体中空穴浓度电子浓度在...
1第一章习题及解答
1.1选择题
（1）在本征半导体中，空穴浓度____电子浓度；在N 型半导体中，空穴浓度____电子浓度；在P 型半导体中，
空穴浓度____电子浓度。
A ．大于
B ．小于
C ．等于
（2）杂质半导体中的少数载流子浓度_____本征载流子浓度。
A ．大于
B ．小于
C ．等于
（3）随着温度的升高，在杂质半导体中，少数载流子的浓度____，而多数载流子
的浓度____。
A ．明显增大
B ．明显减小
C ．变化较小
（4）空穴        ，N 型半导体          。
A ．带正电
B ．带负电
C ．呈电中性
（5）在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于____，而少数载流子的浓度与____
关系十分密切。
A ．温度
B ．掺杂工艺
C ．质量
答：（1）C ，B ，A    （2）B    （3）A ，C    （4）A ，C    （5）B ，A
1.2 一锯齿波电流如图P1.2所示，，写出其Fourier 级数，利用PSpice 的频谱（FFT ）分析， 验证你的结果。
t
图P1.2
解：任一周期为T 的周期函数可展开为Fourier 级数：
)sin cos (2)(1
0t n b t n a a t f n n n ωω++=∑+∞
=
其中
⎰-=22
0)(2
T
T dt t f T a
⎰-=22
cos )(2
T
T n tdt n t f T a ω
⎰-=22
sin )(2
T T n tdt n t f T b ω ，            T πω2=
本题的周期性锯齿波电流的周期ω
π
2=T ，在一个周期内的解析表达式为：
⎪⎩⎪⎨⎧+=,5,510)(t t t i πωπω      ω
πω
π≤
≤≤≤-t t 00 所以，
105)510(000=++=⎰⎰-ωπ
ωππ
ωπωπωπωtdt dt t a
0cos 5cos )510(00=++=⎰⎰-ωπ
ωπωπ
ωπωωπωπωtdt n t tdt n t a n  ， 3,2,1=n
π
ωπωπωωπωπωωπ
ωπn tdt n t tdt n t b n 10
sin 5sin )510(00-
=++=⎰⎰- ， 3,2,1=n  于是
)
]sin 1
2sin 21(sin 10
5[)(    +++-
=t n n
t t t i ωωωπ(A)
1.3 填空题
（1）放大电路的放大能力大小常用电压放大倍数为多少倍或电压增益为多少分贝（dB ）表示。例如，电压放大倍数100倍折合成电压增益为 40 dB ；电压增益100dB 折合成电压放大倍数为 100000倍。 （2）已知某两级放大电路的第一级电压增益为20dB ，第二级电压增益为40dB ，则总增益为 60 dB ，相当于电压放大倍数为1000倍。
（3）已知某两级放大电路的第一级电压放大倍数为100倍，第二级电压放大倍数为
10倍，则总电压放大倍数为1000倍，换算为对数电压增益为60dB 。
（4）某放大电路当接入一个内阻等于零的信号源电压时，测得输出电压为5V ，在信号源内阻增大到1Ωk ，其
它条件不变时，测得输出电压为4V ，说明该放大电路的输入电阻为 4k Ω。
（5）已知某放大电路的输出电阻为3Ωk ，在接有4Ωk 负载电阻时，测得输出电压为2V 。在输入电压不变的条
件，断开负载电阻，输出电压将上升到 3.5V_。
答：（1）放大器电压放大倍数倍数）(v A 与电压增益）dB (v A 之间的换算关系为：
)(log 20dB (倍数）v v A A =
20dB (10
)(）倍数v A v A =
故100)(=倍数v A 折合为：dB 40100log 20)(log 20dB (===倍数）v v A A
而dB 100dB (=）v A 折合为：)(10000010
10
)(20
10020
dB (倍倍数）
===v A v A
（2）多级级联放大器总电压放大倍数倍数）(v A 与各级放大器的电压放大倍数倍数）(vi A 之间的关系为：
)()()()(n 21倍数倍数倍数倍数v v v v A A A A ∙∙∙=
故)(log 20)dB (倍数v v A A =
)]()()(log[20n 21倍数倍数倍数v v v A A A ∙∙∙=
)(log 20)(log 20)(log 20n 21倍数倍数倍数v v v A A A +++=
)dB ()dB ()dB (n 21v v v A A A +++=
在本题中，dB 20dB (1=）
v A ，dB 40dB (2=）v A ，故总增益： dB 60dB 40dB 20dB (dB (dB (11=+=+=）））v v v A A A
总电压放大倍数：
)(10001010
)(20
60
20
dB (倍倍数）
===v A v A
（3）参见本题2）小题，可得
)(100010100)()()(21倍倍数倍数倍数=∙=∙=v v v A A A  dB 601000log 20)(log 20dB (===倍数）v v A A
（4）
如图所示，设信号源的电动势为s V ，内阻为R ，放大电路的输入电压为i V ，输入电阻为i R ，电压放大倍数为
v A ，输出电压为o V 。
当0=R 时，V V o 5=，可得v
i s A V V V 5== 当Ω=k R 1时， v
i i s i i i A V
R R R V R R R V 5+=
+=
， 此时V V o 4=，故有v
i A V
V 4=，
由上两式可得v
i i v i A V R R R A V
V 54+=
=，最后解出 Ω=Ω⨯==k k R R i 4144
实验上常利用上述方法来测量放大电路（特别是输入电阻很大时）的输入电阻。 （5）
如图所示，当放大器输出端接有负载电阻Ω
L 时，输出电压
OC L
O L
O V R R R V +=
，
可解出    V V k k k V R R R V O L L O OC
5.32443=⨯ΩΩ+Ω=+=；
当断开负载电阻时，输出电压
V V V OC O 5.3==
1.4一种用于测量放大电路输入电阻的电路框图如图P1.4所示。已知电阻的阻值为R ，并已用电子毫伏表测出了s
V 和i V  的值，试写出计算输入电阻i R 的表达式。
图P1.4
解： 由电压分压公式有：s i
i
i V R R R V +=
可解出            i
s i
i V V V R R -=
实验上常利用上述方法来测量放大电路的输入电阻。
1.5  一个电压放大电路，当接有负载电阻Ω=k R L 1时，测得其输出电压为V 3（有效值）。断开负载电阻后，测得
其输出电压为4.5V ，求该放大电路的输出电阻o R 。 解：
O
V
由图可知，当断开负载电阻L
时，输出电压
OC O V V =
当接有负载电阻L R 时，输出电压
OC L O L
OL V R R R V +=
由此可解出Ω=Ω=Ω-=Ω⨯-=-=5005.01)15.1(1)13
5
.4()1(k k k R V V R L OL O o
实验上常利用上述方法来测量放大电路的输出电阻。
1.6 为测定某单管放大电路的通频带，在输入电压i V ＝10mV 不变的条件下，改变输入电压频率f ，测出相应的输出
电压o V ，测试结果如表P1.6。试问该放大电路的上限截止频率f H 和下限截止频率f L 各为多少？
答：由表可知，该单管放大电路的中频电压放大倍数为：
)(100101倍==
mV
V
A vm
当频率Hz f 10=时，电压放大倍数为：
07.0)(70107.0v vl A mV
V A ===倍，故该放大电路的下限截止频率Hz f L 10 =；
放大电路的高频响应为：
2)(
1H vm vh f f A A +=
，
可解出f A A A A f
f vm vh vh
vm H ≈
-=
1)(
2
，    （若1<<vm
vh A A
） 当频率kHz f 500=时，电压放大倍数与中频电压放大倍数之比为：
11.0100
101.0<<==m V
V A A vm vh  用kHz f 500=时， 1.0=vm
vh
A A ，代入可求得该放大电路的上限截止频率： kHz kHz f A A
f vm
vh H 505001.0=⨯=≈
1.7 填空题
（1）放大电路的输入信号频率升高到上限截止频率时，放大倍数幅值下降到中频放大倍数的__0.707__倍，或
者说下降了___3___dB ；放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为___-45___度。
（2）当放大电路的输入信号频率下降到下限截止频率时，放大倍数的幅值下降到中频放大倍数的___0.707___
O
V
倍，或者说下降了___3__dB ；放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为___45___度。
答：（1）放大电路高频响应的电压放大倍数表达式为：
2
)(
1H
vm vh f f A A +=
当H f f =时，
707.02
1)(
112≈=
+=H
vm
vh
f f A A ，故放大倍数下降为中频放大倍数的0.707倍，折合成
分贝表示为：
dB dB A A vm
vh
3707.0log 20)(-==；而此时的附加相移约为：︒-=-=-=451arctan )arctan(
H
H f f
ϕ。 （2）放大电路低频响应的电压放大倍数表达式为：
2
)(
1f f A A L vm
vl +=
当L f f =时，707.02
1)(
112
≈=
+=
f
f A A
ntd
L vm
vh ，故放大倍数下降为中频放大倍数的0.707倍，折合成
分贝表示为：
dB dB A A vm vl 3707.0log 20)(-==；而此时的附加相移约为：︒===451arctan )arctan(f
f
L L ϕ。
1.8 设计一个上限截止频率为10kHz 的低通滤波电路，利用PSpice 的频率响应分析（AC 分析），验证你的设计。 解：可采用如图所示的RC 低通滤波电路，
+-i
V
若取F C μ001.0=，则由RC
f H π21
=
，可得：      Ω≈⨯⨯⨯⨯⨯==
-k C f R H 9.1510001.0101014.321
216
3π
1.9设计一个在3kHz 频率处具有3dB 拐点的高通滤波电路，利用PSpice 的频率响应分析（AC 分析），验证你的设
计。
解：在3kHz 频率处具有3dB 拐点的高通滤波电路即下限频率kHz f L 3=的高通滤波电路，可采用如图所示的RC 高
通滤波电路，
+-i
V
若取F C μ002.0=，则由RC
f L π21
=
，可得：

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。