电工学典型例题.pdf

第三节典型例题【例2-1】分析图2-52所示二极管电路，二极管正向压降可忽略。已知R=10kΩ，1R=10kΩ，u为峰值10V的三角波画出输出电压u波形，並标明电压值。2IOR1vi10VvvDROti20T图2-52【解题方法指导】在二极管电路分析中，若信号幅度远大于二极管正向压降，二极管特性可以用理想二极管特性替代，即二极管加正向电压导通，加反向电压截止。换句话说，可用一个理想开关来替代二极管，二极管非线性电路变换成线性电路来分析。分析的关键是判断二极管开关的状态。先假设二极管截止，二极管承受的电压是电阻R上的电压。显然，v大于另时二极管1i受正向电压导通，R被开关短路；v小于另时受反向电压截止，与假设一致。1i【解答】v＞0：D导通，v=v；iOiRv＜0：D截止，2。ivv0.5vORRii12得输出电压波形如图2-53所示。v/VO10t0-5T图2-53【例2-2】分析图2-54所示电路，写出F和F的逻辑表达式。12AABBVCCL1L2L3L4FF12图2-54【解题方法指导】分析二极管组成的逻辑电路的逻辑函数，应从二极管共阳极还是共阴极来考虑。对正逻辑体制来说，二极管共阳极，其输出是与逻辑；二极管共阴极，其输出是或逻辑。【解答】对L～L来说是二极管共阳极输出，因此，是输入变量的与运算。得14LAB，LAB，LAB，LAB。1234对F和F来说是二极管共阴极输出，因此，是输入变量（L）的或运算。得12FLLABAB，FLLABAB。114223【例2-3】二极管门电路如图2-55所示。已知二极管D、D的导通压降为0.7V，试回答下12列问题：（1）A接10V，B接0.3V时，输出V为多少伏？O+10V（2）A、B均接10V时，输出V为多少伏？O（3）A接10V，B悬空时，用万用表测量B端电位，5kV为多少伏？DB1（4）A接0.3V，B悬空，测量V电位时应为多少伏？VBAO（5）A接5kΩ电阻，B悬空，测量V电位时应为DB2多少伏？B图2-55【解题方法指导】本例为二极管与门电路。对这类电路的求解，最重要的是判断图中二极管的状态，在设定的各种情况下，二极管是导通还是截止，状态一旦判断明确，则所问问题就迎刃而解。【解答】(1)A接10V，B接0.3V时，D管优先导通，输出V被箝位在0.3V+0.7V=1(V)，2O即V=1V，此时D截止。O1(2)A、B均接10V时，D、D都截止，V等于E，即V=10V，此时D、D两12OO12端为零偏置，所以都不导通。(3)A接10V，B悬空时，二极管D、D都不通，因此V=10V。用表测量B点电12O压时，尽管表的内阻较大，但由于和B端相接，相当于B被接通，V经DO2管有电流流过，经D管减去一个二极管导通压降0.7V（在微弱电流下，实际2二极管导通压降＜0.7V），故测得V=9.3V。B(4)A接0.3V，B悬空，D导通，故V=1.0V。用万用表测B点电压时，D也相1O2当于被接通，V经D应减去0.7V，故V=0.3V。O2B（5）A接5kΩ电阻，B悬空时，D管导通，此时V端电压应按下列式计算求得，1O即E0.7V50.75.35（V）O55测V电压时，D相当于接通，V减去0.7V即为B点电压，V=4.65V。B2OB【例2-4】TTL与非门电路如图2-57(a)所示，TTL与非门内部输入级电路如图2-57(b)所示，试问：（１）若使与非门输出F=1，R的阻值应为多少？（２）若使与非门输出F=０，R的阻值应为多少？+5VVCC(+5V)&FR13kΩRT+5V1R(a)(b)图2-57【解题方法指导】本例实际上是求解TTL与非门的开门电阻和关门电阻的问题。首先要了解外加电阻R与TTL与非门的输入级电路的关系（如图2-12(b)所示），这时R与R构成分压器对V进1CC行分压，R上的压降V就成为该门的输入电压。V为RRVVVCCB1R。RRR1若V≥V，则与非门输出低电平即处于开门状态，这时所对应的R的临界阻值就是RON开门电阻R。所以ONVVVCCB1RV，RRRONON1ON(5V-2.1V)R/(3kΩ+R)=1.5V。ONON求得R=3.2kΩ（若需该与非门输出低电平，则应使R≥3.2kΩ）。ON若V≤V，则与非门输出高电平即处于关门状态，这时所对应的R临界阻值就是关ROFF门电阻R。所以OFFVVVCCB1RV，RRROFFOFF1OFF(5V-0.7V)R/(3kΩ+R)=1.3V。OFFOFF求得R=1.3kΩ（若需该与非门输出高电平，则应使R≤1.3kΩ）。OFF注意：在上述两种情况下代入公式中的V的值是不同的。讨论与非门的开门状态时为2.1V，B1讨论与非门的关门状态时V为0.7V。B1【解答】（