模电第2章_作业答案..

1、模拟电子技术作业答案一第2章半导体三极管及其放大电路模拟电子技术作业答案班级学号 _ 姓名第16页共9页第2章半导体三极管及其放大电路1 简答题：(1) 放大电路中为何设立静态工作点？静态工作点的高、低对电路有何影响？答：设立静态工作点的目的是使放大信号能全部通过放大器。Q点过高易使传输信号部分进入饱和区；Q点过低易使传输信号部分进入截止区，其结果都是信号发生失真。(2) 说明利用三极管组成放大电路的基本原则。答：不论那种组态的放大电路，如果希望能够正常放大信号，必须遵守以下原则。 有极性连接正确的直流电源、合理的元件参数，以保证三极管发射结正偏、集电结反 偏和合适的静态工作点，使三极管工作在

2、放大区。 信号能够从放大电路的输入端加到三极管上，经过三极管放大后，又能传给放大电路的下一级或负载。(3) 分析放大电路有哪几种方法？几种方法分别有什么特点？答：分析放大电路有近似法、微变等效法和图解法。近似法简洁、精确，工程上常用来 分析放大电路的静态工作点；微变等效法方便分析放大电路的动态；图解法直观，可同时用于分析放大电路的静态和动态。(4) 共射、共集和共基表示 BJT的三种电路接法，而反相电压放大器，电压跟随器和 电流跟随器则相应地表达了输出量与输入量之间的大小与相位关系，如何从物理概念上来 理解？答：共射电路有电压放大作用，且输出电压与输入电压相位相反。为此，称这种放大电路为反相电

3、压放大器。 共集电路没有电压放大作用且输出电压与输入电压同相位。因此，可将这种放大电路称为电压跟随器。共基电路有输出电流与输入电流接近相等。为此，可将它称为电流跟随器。2 图1所示电路中，已知硅型晶体三极管发射结正向导通电压为0.7V , -=100,临界放大饱和时三极管压降(集电极 -发射极之间)为0.3V。判断电路中各晶体管的工作状态。(b)解：分析：判断晶体三极管的工作状态并计算各级电流问题的分析方法如下。方法1. 对于NPN管，若 Ube-0.7V，或Ueb0.7V , PNP管Ueb0.7V，则说明三极管处于放大状态或饱和状态。对于NPN管，如果假设三极管工作在放大区，计算结果得管子

4、压降Uce0.3V (设小功率三极管饱和压降为0.3V),说明管子确实工作在放大状态。如果计算结果得管子压降Uce0.3V，说明管子确实工作在放大状态。如果计算结果得管子压降Uec0.3V，说明管子工作在饱和区。方法二：当确定三极管处于非截止状态时，计算三极管的基极电流Ib及饱和电流集电极电流les(Uec=0.3V ),如果 阳Ies，说明电路处于饱和状态。方法二似乎更为简单。解：1.列写输入回路方程，计算基极电流2-UbeRb2-0.710= 130 mA电路饱和时，集电极电流1 CSVCC - U CESRe12-0.310= 1.17mA因为3Bles所以晶体管处于饱和状态。2.计算基

5、极电流0.8 5Rb0.8 - 0.710= 10mA电路饱和时，集电极电流 les =冷2 UeES = 12 -.3 = 1.17mARe10因为3Bles所以晶体管处于饱和状态。3已知两只晶体管的电流放大系数一：分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图 2所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管 子。mA解：答案如图所示。4.已知某一晶体三极管的共基极电流放大倍数：=0.99。(1) 在放大状态下，当其发射极的电流Ie =5mA时，求Ib的值;(2) 如果耗散功率 Pcm =100mW，此时Uce最大为多少是安全的?(3) 当Icm =20mA

6、时，若要正常放大，Ib最大为多少？解：(1) Ic= Ie=0.99 5=4.95mAlB = lE - lc 召 4 95 = 0. 0n5A5(A(2) UcePcm 申=20.2VIC 4.95Uce最大为20.2V(3).99 =991 口 1-0.99血二20 =0.202mA =202卩995试分析图3所示各电路对正弦交流信号有无放大作用，并简述理由。设各电容的容 抗可忽略。(c)(d)(e)图3(f)解：（a）不能。因为输入信号被Vb b短路。（b）可能。（c）不能。因为输入信号作用于基极与地之间，不能加载在静态电压 之上，必然失真。（d）不能。晶体管将因发射结电压过大而损坏。（

7、e）不能。因为输入信号被C2短路。（f）不能。因为输出信号被Vcc短路，恒为零。6.图4所示为某放大电路及三极管输出特性曲线。其中Vcc=12V , Rc=5 1，Rb=560 1，RL=5kJ 三极管 Ube=0.7V。（1）用图解法确定静态工作点并判断三极管所处的状态。（2）画出交流负载线。解：|B 乂 墜，203Rb1IC 一(U CE -VCC )，Ic- UcE关系曲线为一条直线，该直线与两个坐标轴的交点分Rc别为M (Vcc, 0)，N( 0，Vcc/Rc),根据给定的电路参数，实际交点应为M ( 12V，0mA)和N( 0V，2.4mA)，其斜率为(一1/Rc),由集电极电阻 R

8、c确定。直线 MN与三极管对应 于Ib =20 A的输出特性曲线有一交点，才能满足这一要求，该点即为静态工作点Q。由Q点的坐标可读出，Ib=20A , Ic=1mA , Uce =7V。交流负载线与两坐标轴的交点：A ( Uce+IcRl： 0), B (0, Ic+Uce/RlJ。根据电路所给的实际元件参数，通过计算可得A点坐标为(9.5V , 0mA), B点坐标为(0V, 3.8mA )。Uom=mi njQ , Q A=mi n UceUces, IcRl=2.5V7 .电路如图5(a)所示，晶体管的 丄80,血=100 Q。(1) 分别计算 Rl = s和Rl = 3k Q时的Q点，

9、Aus, Ri和R。(2) 由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图4 (b)、( c)、 (d)所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。(3) 若由PNP型管组成的共射电路中，输出电压波形如图4 (b)、(c)、(d)所示，则分别产生了什么失真？(a)解( 1)在空载和带负载情况下，电路的静态电流、均相等，它们分别为,VCC U BEQ U BEQ 一 I bq22 口ARbRsI cq = : I bq : 1.76mA % fb，(1J26 ：1.3k?I EQ空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为U CEQ =VCC _ 1 CQ5 6.2V

10、- P RcAu308rbeR 二 Rb / rbe : rbe : 1.3k1.1Aus型 代：-93Rs * rbeRo = Rc = 5k1.1Rl = 5k Q时，静态管压降、电压放大倍数分别为.VCC - U CEQ-IRcCQVccRlUceq 二 RlVcC -Icq(Rc / Rl ) 2.3VRc +RlAu& ： -115bebeAus ：beAu ： V7RsbeR =Rb /be、be ： 1.3k1 1Ro = Rc = 5k1(2) ( a)饱和失真，增大Rb,减小Rc 。(b) 截止失真，减小Rb 。(c) 同时出现饱和失真和截止失真，应增大Vcc。(3) ( a

11、)截止失真；(b)饱和失真；(c)同时出现饱和失真和截止失真。8 .电路如图6所示，晶体管的 =100,bb=100 Q o(1) 求电路的Q点，Au, Ri和Rdo(2) 若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？5k(l6解:(1)静态分析:o+rLl.(+I2V)50町u bq 匹 Vcc Rb1Rb2U BQ U BEQst：1mA=2VI EQI BQRfRe1 EQ10 A1 :U CEQ ：VcC - I EQ (RcRfRe) =5.7V动态分析：r beAuRiRo丄住26mVcfb (1 J2.73k.1I EQ(Rc / Rl) /7be(1：)Rf=

12、 Rb1 / Rb2 / rbe - (1-)Rf 3.7k.1=Rc = 5k1.1Ri增大Ri= Rbi / Rb2 / be (1Re) - 4.1k Q ；A减小，Rl):r 192 o-(Rc /rbe - (1)(RfRe)9 .分压式偏置电路如图7所示，已知三极管的 Ube=0.7V ,rbb=1OO上60, Uces=0.3V。(1) 估算工作点 Qo(2) 求放大电路的 Au, Ri, Ro, Auso(3) 求最大输出电压幅值 Uomo(4) 若电路其他参数不变，问上偏流电阻Rb1为多大时，能使 Uce=4V ? 解：R b2V CCU B 一 一 =20k QX 16V/

13、80k Q =4VRb1 + Rb2|c ： |e 二 一 =(4 - 0.7) V/2 k Q1.65mAReU ce=VccI cRcI ERe=Vcc lc (Rc +Re )=16V-1.65 mA 爲 k Q=7.75V| b = =1.65 mA /60=27咼 rbe : 300 门 126mVI EmA300门 61261.65门：1262Rl，= RC / Rl =(3 X 6/9) k Q = 2k QAu，RLUi rbe=-60 X2/1.261 = 95Ri 二 Rb1 / Rb2 /be 育be 1261k QRoRc=3 k QU。_RiUi Rs RAu = (

14、1261/1361) X (- 95) =- 88(3) Uom=mi n JQ, Q A=mi nUcEUces, IcRl=3.3V(4) U ce=4V,根据 U ce=VccIcR： IeRsVccI e( Rc+Re 求得Ie=(Vcc U ce)/( FC+Re)=12V/5k Q=2.4 mAUb=Ube + IERe= (0.7+ 2.4 2)V = 5.5VRb1=(Rb2Vcc Rb2UB)/UB=(20 k QX 16V20 k QX 5.5V)5V = 38.18 k Q 取标称值为39 k Q电阻。10.电路如图8所示，晶体管的 60, rbb=100Qo(1) 估算静态工作点Ib , Ic, Uceo(2) 画出三极管及整个放大电路的交流微变等效电路。(3) 计算 Au、Ri 和 Roo(4) 设 Us= 10mV (有效值)，问 Ui=? Uo= ?若 C3开路，则 Ui=? Uo = ?图8解：(1) Q点:1 BQVCC U BEQ- 一-31(1 A1 CQRb (1jRe=：I bq -1.86 mAU CEQ : VCC 1