20xx-20xx年电工电子技术课后答案

20xx-20xx年电工电子技术课后答案内容摘要：

主要由发热元件和常闭触点、常开触点构成。 其发热元件串接在电动机主电路中，通常常闭触点串接在控制回路中，当电路发生过载时，控制回路中的常闭触点打开，使电动机接触器线圈失电，造成其主触点断开，使电动机停转，从而起到过载保护作用。 接触器有触头系统和电磁系统两大部分。 触头系统包括三对主触头，串接在电动机主电路中，控制电动机电路的通、断；两对辅助常开触头和两对辅助常闭触 头，在电路中起自锁和互锁作用，各部分图符号略。 第 108 页检验题解答： 略。 利用接触器本身的辅助常开触头使接触器线圈保持通电的作用称为自锁。 让接触器的 辅助常闭触头分别相互串接在对方的控制回路中，以保证正、反转两个接触器线圈不会同时得电的作用，称为互锁。 第 5 章课件的第 59 片幻灯片所示电动机控制线路。 第 6 章节后检验题解析 第 119 页检验题解答： 当温度增高时，在本征半导体中出现电子空穴对，由此产生自由电子载流子的迁移现象称为本征激发；同时价电子填补空穴造成的空穴载流子迁移运动称为复合。 少数载流子由本征激发和复合运动产生，多数载流子是参杂后生成的。 金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电，而半导体中有多子和少子两种载流子同时参与导电，这就是它们导电机理上的本质区别。 纯净的硅和锗称为本征半导体，在本征半导体中掺入五价杂质元素后可得到 N 型 12 半导体，本征半导体中掺入三价杂质元素后可得到 P 型半导体。 因为这种类型的 本征 半导体中掺入五价杂质元素 后 ，因杂质原子较本征半导体多了一个电子而极易挣脱共价键 的束缚成为自由电子载流子，因此自由电子载流子的数量大大于热击发产生的空穴载流子，成为该类半导体 的导电主流，这类杂质半导体称为 N型半导体。 虽然 N 型半导体中多数载流子是电子，但整块材料中既没有失电子，也没有得电子，所以仍呈电中性。 只是少了一个电子的杂质离子成为一个定域的负离子。 雪崩击穿是一种碰撞的击穿，齐纳击穿属于场效应的击穿，这两种击穿都属于电击穿，电击穿一般可逆，不会造成 PN 结的永久损坏。 PN结正向导通时的电流是由多子扩散运动形成的，因此称为扩散电流； PN结反向电压下，截止区由少数载流子热运动形成的电流称为漂移电流，漂移电流在温度一定时数量不变，因此又称为反向饱和电流。 P 区与电源正极相连 ， N区与电源负极相连， PN结为正向偏置； N 区与电源正极相连， P 区与电源负极相连， PN结为 反 向偏置。 PN结具有单向导电性。 第 122 页检验题解答： PN结外加 正向电压 较小 时， 其 电场还不 足以 克服 PN结的内电场 对扩散电流 的阻挡 ， PN 结仍 呈现高阻 态 ，通过 PN 结 的正向电流几乎为零 ，即 基本上处于截止状态，这段区域通常称为 死区。 硅管的死区电压 典型值 约为 ，锗管的死区电压 典型值约为。 二极管处在反向截止区时，其 反向电流 是由少数载流子的漂移运动构成的。 常温下少数载流子的数量不多 且恒定不变， 当外加电压在一 定范围内变化时， 反向漂移电流几乎不随外加电压的变化而变化， 具有饱和性。 由于少数载流子是热击发的产物，当环境温度升高时，少数载流子热运动加剧，数量明显增加。 测量二极管类型及好坏时，通常采用 干电池串一个约 1k的电阻，并使二极管按正向接法与电阻相连接，使二极管正向导通。 然后用万用表的直流电压档测量二极管两端的管压降 UD，如果测到的 UD 为 ~ 则为硅管，如果测到的 UD 为 ~就是锗管。 如果测量时直接 把 连接 到二极管的两端， 因为没有限流电阻，就可能 使 二极管 中 因 电流 过大而损坏。 二极管的伏安特性曲线上通常分为死区、正向导通区、反向截止区和反向击穿区。 二极管工作在死区时，由于正向电压太小不能抵消 PN结内电场的阻碍作用，因此电流几乎为零；二极管工作在正向导通区时， 管子正向端电压的数值基本保持不变，硅管为 ,锗管为 ，正向导通区管子中通过的电流增长很快，所以当正向电压超过 1V 时通常要串接一个限流电阻。 二极管工作在反向截止区时，反向电流基本上不随反向电压的增加而增大，温度一定时反向电流基本恒定，温度变化时对反向截止区的电流影响较大。 反向电压增大为 URM 值后，二 极管进入反向击穿区，反向击穿区的特点是电压增加一点 13 即造成电流 迅速增加。 半导体二极管工作在击穿区，如果处在齐纳击穿或雪崩击穿等电击穿状态下，一般二极管还不能造成永久损坏，撤掉反向击穿电压，管子仍能恢复正常。 但如果发生了热击穿，管子将永久损坏。 （ a）图：输入电压大于－ 5V时，二极管反偏截止相当于开路， u0=－ 5V；输入电压小于－ 5V时，二极管导通相当于短路， u0= ui。 （图略） （ b）图：输入电压小于＋ 5V时，二极管反偏截止相当于开路， u0=＋ 5V；输入电压大于＋ 5V时，二极管导通相当于短路， u0= ui。 （图略） 第 124 页检验题解答： 利用稳压二极管或普通二极管的正向压降，是无法起到稳压作用的。 由它们的正向特性可知， 二极管一旦导通后，其管压降基本保持不变，硅管为 ，锗管为。 因此它们只能在允许的正向电流下保持这个导通电压值，其它电压值无法稳定。 （ 1）将额定电压分别为 6V 和 8V 的两个稳压管串联相接：反向串联时稳压值为14V；正向串联时 ； 一反一正串联时可获得 、。 （ 2）将额定电压分别为 6V和 8V的两个稳压管并联相接：反向并联时稳压值为 6V；正向并联时或 一反一正并联时只能是。 图中开关 S 闭合时发光二极管可导通。 导通发光时正向 5mA电流下 247。 5=Ω ；正向 15mA电流下 247。 15=。 因此限流电阻 R 的取值范围： 100Ω ～ 300Ω。 第 129 页检验题解答： 由于三极管的发射区和集电区掺杂质浓度上存在较大差异，且面积也相差不少，因此不能互换使用。 如果互换使用，其放大能力将大大下降甚至失去放大能力。 三极管工作在饱和区时，电流放大能力下降，电流放大系数 β 值随之下降。 其中只有说法 ② 正确，超过最大耗散功率 PCM 值时，三极管 将由于过热而烧损。 ① NPN 硅管，饱和区 ； ② NPN 硅管，放大区 ； ③ NPN硅管，截止区 ； ④ PNP 锗管，放大区 ； ⑤ PNP 锗 管，截止区。 第 131 页检验题解答： 双极型三极管有多子和少子两种载流子同时参与导电；单极型三极管只有多子参与导电。 由于双极型三极 管的输出电流 IC 受基极电流 IB的控制，因此称 其 为电流控件；MOS 管的输出电流 ID 受栅源间电压 UGS 的控制， 因之 称为电压控件 当 UGS=UT 时，增强型 N 沟道 MOS 管开始导通，随着 UGS的增加，沟道加宽，ID 增大。 由于二氧化硅层的原因，使 MOS 管具有 很高的输入电阻。 在外界电压影响下，栅极易产生相当高的感应电压，造成管子击穿，所以 MOS 管在不使用时应避免栅极悬空，务必将各电极短接。 14 晶体管的输入电阻 rbe一般在几百欧～千欧左右，相对较低；而 MOS 管绝缘层的输入电阻极高，一般认为栅极电流为零。 第 7 章节后检验题解析 第 138 页检验题解答： 基本放大电路是放大电路中最基本的结构，是构成复杂放大电路的基本单元。 它利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性，或场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性，实现信号的放大。 从电路的角 度来看，放大电路 的 放大作用 主要 体现在 两个 方面： 一是 放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号，输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 二是 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 放大电路的组成原则： （ 1） 保证放大电路的核心器件三极管工作在放大状态，即有合适的偏置。 也就是说发射结正偏，集电结反偏。 （ 2） 输入回路的设置应当使输入信号耦合到三极管的输入电极，形成变化的基极电流，从而产生三极管的电流控制关系，变成集电极电流的变化。 （ 3） 输出回路的设置应该保证将三极管放大以后的电流信号转变成负载需要的电量形式（输出电压或输出电流）。 共发射极电压放大器中输入电压与输出电压的相位关系为反相。 晶体管交流放大电路内部实际上是一个交、直流共存的电路。 电路中各电压和电流的直流分量及其注脚均采用大写英文字母表示；交流分量及其注脚均采用小写英文字母表示；而总量用英文小写字母，其注脚采用大写英文字母。 如基极电流的直流分量用IB 表示；交流分量用 ib表示；总量用 iB 表示。 集电极电阻 RC 的作用是将集电极的电流变化变换成集电极的电压变化，以实现电压 放大。 如果电路中没有 RC，显然无法得到电压放大。 第 142 页检验题解答： 实践证明，放大电路即使有了合适静态工作点，在外部因素的影响下，例如温度变化、电源电压的波动等， 都会 引起静态工作点的偏移， 在诸多影响 因素中，温度变化是影响静点稳定的最主要因素。 在放大电路中加入 反馈环节 ，可以 有效地抑制温度对静态工作点的影响。 对放大电路 的要求是：对输入信号能放大且不失真。 放大电路的核心元件三极管为非线性器件 ，只有保证在 任意时刻 都使三极管 工作在线性放大区，输出波形才不会失真。 若 不设置 静态工作点 或让静态工作点 靠近截止 区，则输出波形容易发生截止失真；若静态工作点靠近饱和区，输出波形容易发生饱和失真。 正确的静态工作点 Q 可以保证输出信号的不失真。 当输入信号为零时， 三极管 各电极上的电流与电压处于静态。 有信 15 号输入时，在放大管的输入回路便产生动态信号， 输入信号 加载在静态之上，于是输出回路电流随之产生相应的变化，再由负载电阻转换成电压的变化，从而实现了电压放大。 静态时耦合电容 C1 和 C2 两端均有电压。 共射放大电路静态时，输入信号源相当于短路，因此，耦合电容 C1的端电压等于三极管基极电位值 VB，左低右高；静态下由于无输出，所以输出 端也相当短路短路，耦合电容 C2 的端电压等于三极管输出电压值 UCE，左高右低。 放大电路出现的失真包括截止失真和饱和失真两种。 截止失真时，共射放大电路的集电极电流波形出现下削波，输出电压波形出现上削顶；饱和失真时，共射放大电路的集电极电流波形出现上削波，输出电压波形出现下削顶。 消除截止失真，需将静态工作点上移，消除饱和失真，要将静态工作点下移。 另外，还要在电路中加设反馈环节。 RE在电路中起的作用是负反馈作用， 数值通常为几十至几千欧，它不但能够对直流信号产生负反馈作用，同样可对交流信号产生负反馈作用， 从而造成电压增益下降过多。 为了不使交流信号削弱，一般在 RE的两端 并上一个滤波电容 CE，以消除反馈电阻对交流量的影响，减小 RE对交流电压放大倍数的影响。 第 145 页检验题解答： 图（ a）没有放大交流信号的能力。 因为，基极电位 VB=UCC，静态工作点太高；图（ b）电路中，只要 RB 值选择合适，可以放大交流信号；图（ c）分压式偏置共射放大电路缺少负反馈环节，且电容极性反了，因此易产生失真；图（ d）电路中核心元件三极管应选择 NPN 硅管，但用成 PNP 管，因此不具有交流信号放大能力。 放大电路的输出电压与输入信号 电压的比值就是电压放大倍数。 共发射极放大电路中，电压放大倍数与晶体管电流放大倍数成正比，与放大电路集电极电阻成正比，与晶体管输入交流等效电阻成反比，且与输入信号电压反相。 对 需要传输和放大的 信号源来说， 放大电路相当于 一个负载，负载电阻就是放大电路的输入电阻。 放大电路的 输入电阻 ri的大小决定了放大器向信号源取用电流的大小。 因为被 放大信号 是 微弱 小 信号，而且总是存在一定内阻。 所以我们希望放大电路的输入电阻 ri尽量大些，这样从信号源取用的电流就会小一些，以免造成输入信号电压的衰减。 对负载 来说， 放大 电路 的 输 出 电阻 r0 相当于 信号源内阻。 我们通常希望放大电路的 输出电阻 r0 尽量小一些，以便向负载输出电流后，输出电压没有很大的衰减。 而且放大器的输出电阻 r0 越小，负载电阻 RL的变化对输出电压的影响就越小，使得放大器带负载能力越强。 放大电路 的 动态分析，就是求 解 放大电路对交流信号呈现的输入电阻 ri、 电路的输出电阻 r0和交流电压放大倍数 Au。 动态分析的对象是放大电路中各电压、电流的交流分量；动态分析的目的是找出输入电阻 ri、输出电阻 r0、交流电压放大倍数 Au 与放大电路参数间的关系。 16 采用微变等效电路法的思想是：当信号变 化的范围很小时，可认为 晶体管 电压、电流变化量之间的关系是线性的。 即 在满足小信号条件下，将晶体管线性化，把放大电路等效为一个近似的线性电路。 这样我们就可以利用 前面学 习过 的 电路分析法 ， 求 出放大电路对交流信号呈现的输入电阻 ri、输出电阻 r0 和交流电压放大倍数 Au 了。 第 148 页检验题解答： 共集电极放大电路与共发射极放大电路相比，共发射极放大电路输入电阻不够大，而共集电极放大电路输入电阻较大；共发射极放大电。