模拟电路课后答案

1、习 题3.1 在晶体管放大电路中，测得两个晶体管各个电极的电流如图P3.1所示，试分别标出各个晶体管的管脚e、b和c ；判断各晶体管是NPN型还是PNP型；并分别估算它们的b值。图P3.1答：（a）从左至右依次为b， e， c，NPN，40（b）从左至右依次为b， c， e，PNP，60说明：(a)只有NPN管的基极电流和集电极电流是流进管子的，故该晶体管应为NPN型；因为晶体管的集电极电流大于大于基极电流，故由左脚和右脚流进的电流的大小可判定左脚应为基极b，而右脚应为集电极c，剩下的中间脚只能是发射极e了； 晶体管的 。 （b）由左脚流出电流的大小与右脚流进电流的大小的比较可判定左脚为基极b

2、，由基极电流是流出可判定该晶体管为PNP型；由该晶体管为PNP型及右脚电流是流入可判定右脚为发射极e，剩下的中间脚当然就是集电极c了；晶体管的3.2用直流电压表测得电路中晶体管各电极的对地静态电位如图P3.2所示，试判断这些晶体管分别处于什么状态(放大、饱和、截止、损坏)。图P3.2解：（1）NPN型晶体管，发射结正向偏置电压0.7V，集电结反向偏置，故该晶体管处于放大状态；（2）PNP型晶体管，发射结正向偏置电压0.7V，集电结反向偏置，故该晶体管处于放大状态；（3）NPN型晶体管，发射结偏置电压-0.7V，为反向偏置，集电结反向偏置，故该晶体管处于截止状态；（4）NPN型晶体管，发射结正向

3、偏置，正常情况下发射结正向电压应约为0.7V，现正 向电压为3V，可推断为发射结断路，故该晶体管已损坏；（5）PNP型晶体管，发射结正向偏置电压0.7V，集电结也正向偏置电压0.4V，故该晶体管处于饱和状态。3.3某晶体管的输出特性如图P3.3所示，试求该管子的、和PCM。图P3.3答：100， ICEO10A ，55V，PCM100mW说明：如图所示，可取两根曲线对应的来计算值： 也可取曲线对应的来计算值：； 时，对应的集电极电流就是集射反向穿透电流ICEO。从图上可看到，当 时，故ICEO10A； 从图上可看到，对应于 的在后急剧增大，故55V；可选取曲线上的任一点对应的值和值来计算值。如

4、选取A点，则对应的和，故。3.4电路如图P3.4所示，已知晶体管的b50，在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为多少？设VCC12V，晶体管饱和压降VCES0.5V。 （1）正常情况 （2）Rb1短路 （3）Rb1开路 （4）Rb2开路 （5）RC短路图P3.4解：设VBEQ0.7V。则（1）基极静态电流 （2）由于VBEQ0V，IBQ0，晶体管截止，ICQIBQ0，故VCEQ12V。（3）此时，基极电流 而临界饱和基极电流 由于，故晶体管饱和，VCEQVCES0.5V。 （4）IBQ0，晶体管截止，与（2）小题相同，VCEQ12V。（5）由于集电极直接接直流电源，故VCEQ

5、VCC12V。 3.5 在图P3.5所示电路中，T为硅晶体管，50。当开关S分别接到A、B、C端时，判断晶体管的工作状态（放大、饱和、截止），并确定VO的近似值。 图P3.5解：开关S接A时，而可见，故晶体管T处于放大状态 ，此时 ；开关S接B时，而，可见，故晶体管T处于饱和状态 ，此时 ；开关S接C时，晶体管T的发射结为反向偏置，故晶体管T处于截止状态， 。3.6 试分析图P3.6所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 图P3.6解：（a）不能放大，因交流输入信号被直流电源短路了。（b）不能放大，因晶体管的发射结处于反向偏置状态。（c）不能放大，

6、因输出端直接接于电源，交流输出信号被直流电源短路了。（d）不能放大，因输出端接于电容两端，输出信号被电容短路。3.7放大电路及晶体管输出特性如图P3.7所示。设晶体管的VBEQ0.7V，VCES0.5V，电容容量足够大，对交流信号可视为短路。（1）估算静态时的IBQ；（2）用图解法确定静态时的ICQ和VCEQ；（3）用图解法分别求出RL和RL1.5k时的最大不失真输出电压幅值VOM。图P3.7解：（1）；（2）直流负载线方程为： 取，则；取，则在晶体管的输出特性曲线上过点（0，10mA）和点（15V，0）作一直线，即为直流负载线，如图所示。该直流负载线与IBQ=60µA曲线的交点Q即

7、为直流工作点。由图上可读出Q点对应的ICQ6mA， VCEQ6V。（3）当RL时，交流负载线与直流负载线相同，由图可读出，输出电压最大正向幅度，输出电压最大负向幅度， 故最大不失真输出电压幅值；当RL1.5k时， 交流负载线的斜率为，且与直流负载线在Q点相交，故过Q点作斜率为的直线即为交流负载线，如图所示；【还可用另一方法作出交流负载线： 交流负载线的方程可写为：， 其中，故点是交流负载线上的一个点，点是交流负载线上的另一个点，静态工作点Q点也是交流负载线上的一个点，所以，只要过点、点和静态工作点Q点中任意两点作一直线便是交流负载线。在本题中，Q点对应的ICQ6mA，VCEQ6V，则过点、点和

8、静态工作点中任意两点作直线就可画出本题的交流负载线如图所示，与前面方法画出的完全一样。】由本题的交流负载线和静态工作点可读出，输出电压最大正向幅度，输出电压最大负向幅度， 故最大不失真输出电压幅值。3.8共射放大电路及晶体管的输出特性如图P3.8所示。取，按下列不同条件估算基极静态电流IBQ，并用图解法确定输出特性图上的静态工作点Q（要求标出Q点位置和确定ICQ、VCEQ的值）。分析偏置电阻、集电极电阻和电源电压变化对静态工作点Q的影响。(1) VCC12V，150，2，求Q1；(2) VCC12V，110，2，求Q2；(3) VCC12V，150，3，求Q3；(4) VCC8V， 150，2

9、，求Q4。图P3.8解：（1）先确定Q1 参见3.7题（2）小题的方法画直流负载线：直流负载线方程为： 取，则；取，则在晶体管的输出特性曲线上过点（0，6mA）和点（12V，0）作一直线，即为直流负载线，如图所示。该直流负载线与IB=75µA曲线的交点Q1即为直流工作点。由图上可读出Q1点对应的ICQ4mA， VCEQ4V。综和起来，就是Q1：IBQ75A， ICQ4mA， VCEQ4V 对不同的条件可用相同的方法分别估算IBQ，作出直流负载线和确定Q点，结果如下：（2）Q2：IBQ100A， ICQ5.2mA， VCEQ1.7V.（3）Q3：IBQ75A， ICQ3.5mA， VC

10、EQ1.5V（4）Q4：IBQ49A， ICQ2.5mA， VCEQ3V各种不同条件下的直流负载线和Q点如图所示。由以上结果可总结出偏置电阻、集电极电阻和电源电压变化对静态工作点Q的影响如下： 由Q1和Q2对应的工作条件比较可知：偏置电阻Rb增大，Q点沿直流负载线向右下方移动，容易进入截止区；反之，偏置电阻Rb减小，Q点沿直流负载线向左上方移动，容易进入饱和区。 由Q1和Q3对应的工作条件比较可知：集电极电阻Rc增大，Q点向左移动，容易进入饱和区；反之，集电极电阻Rc减小，Q点向右移动，容易进入过损耗区。 由Q1和Q4对应的工作条件比较可知：电源电压VCC增大，Q点向右上方移动，可增大最大不失

11、真输出电压；反之，电源电压VCC减小，Q点向左下方移动，输出动态范围变小，输出信号容易出现双向切顶失真。3.9 图P3.8所示电路中，由于电路参数不同，在输入电压为正弦波时，测得输出电压波形分别如图P3.9(a)、(b)、(c)所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除（不许改变负载电阻）?解：该电路属反相电压放大电路，输出信号与输入信号相位相反，输出信号的最小值对应于输入信号的最大值。（a）输出信号最小值处出现切顶失真，对应于输入信号取最大值时失真，故为饱和失真。增大Rb可减小基极静态电流IBQ，进而减小集电极静态电流ICQ，使静态工作点下移，以便消除饱和失真；减小输入信号v i的幅度也有

12、助于消除饱和失真。（b）输出信号最大值处出现切顶失真，对应于输入信号取最小值时失真，故为截止失真。减小Rb可增大基极静态电流IBQ，进而增大集电极静态电流ICQ，使静态工作点上移，以便消除截止失真；减小输入信号v i的幅度也有助于消除截止失真。(c) 同时出现饱和失真和截止失真。只能通过减小输入信号vi的幅度或提高电源电压VCC消除失真。3.10放大电路及相应的晶体管输出特性如图P3.10所示，直流负载线和Q点已标在图上，。(1) 确定VCC，、的数值（设VBEQ0.7V）；(2) 画出交流负载线，标出关键点的数值；(3) 这种情况下，最大不失真输出电压幅值是多少？(4) 为获得更大的不失真输

13、出电压，应增大还是减小？图P3.10解：（1）直流负载线与轴交点的横坐标就是直流电源电压值，从图上可看出：VCC12V； 直流负载线的斜率等于，即，故 ；由图上可看出，故 。（2） 参见3.7题（3）小题， 过Q点作斜率为的直线，与vCE轴交点为，与iC轴交点为，该直线即为交流负载线，如图所示。 （3）由交流负载线和静态工作点可看出，输出电压最大正向幅度，输出电压最大负向幅度， 故最大不失真输出电压幅值。（4）为获得更大的不失真输出电压，Rb应减小，使静态工作点Q点上移。3.11 共射放大电路及晶体管输出特性如图P3.11所示，设晶体管的VBEQ0.7V，电容的容量足够大，对交流信号可视为短路

14、。(1) 在输出特性曲线上画出该放大电路的直流负载线和交流负载线，标明静态工作点Q；(2) 确定静态时ICQ和VCEQ的值；(3) 在这种情况下，最大不失真输出电压幅值是多少？(4) 当逐渐增大正弦输入电压幅度时，首先出现饱和失真还是截止失真？(5) 为了获得尽量大的不失真输出电压，应增大还是减小？图P3.11解：（1），参见3.7题第（2）小题的方法可作出直流负载线并确定Q点如下：参见3.7题第（3）小题的方法作交流负载线：过Q点作斜率为的直线即为交流负载线；或者，由图可读出Q点对应的ICQ2mA，VCEQ3V，则过点、点和静态工作点中任意两点作直线也可画出交流负载线。（2）由图上的直流负载

15、线可读出Q点对应的ICQ2mA，VCEQ3V。（3）由交流负载线和静态工作点可看出，输出电压最大正向幅度，输出电压最大负向幅度， 故最大不失真输出电压幅值。（4）随着输入信号幅度的逐渐增大，输出信号的幅度也相应增大，由于本题中的静态工作点Q点在交流负载线上处于偏低的位置，将首先出现截止失真。（5）因本题的静态工作点Q点偏低，为了获得尽量大的不失真输出电压，应减小Rb（理由可参见3.8题中Rb变化对静态工作点的影响的分析），使静态工作点Q点上移到接近交流负载线的中间位置。3.12已知图P3.12所示电路中晶体管的100，VBEQ0.7V，电容的容量足够大，对交流信号可视为短路。（1）估算电路静态

16、时的、；（2）求；（3）画出简化h参数交流等效电路图；（4）求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。图P3.12解：（1） （2）（3）对交流信号而言，电容和直流电源可视为短路，由此可画出原电路的简化h参数交流小信号等效电路图如下:（4）电压放大倍数 输入电阻 =1.92k 输出电阻= RC=6.2k3.13 在图P3.12所示电路中，设某一参数变化时其余参数不变，在表中填入：A.增大 B.减小 C.基本不变参数变化IBQVCEQRiRoRb增大Rc增大RL增大解：参数变化IBQVCEQRiRoRb增大BABACRc增大CBACARL增大CCBCC3.14已知图P3.14所示电路中晶体管的80，VBEQ0.3V，电容的容量足够大，对交流信号可视为短路。(1) 计算电路的静态工作点、；(2) 求；(3) 画出简化h参数交流小信号等效电路图；(4) 求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻；(5) 与3.12题比较，你得出什么结论？图P3.14解：（1） （2） （3） 对交流信号而言，电容和直流电源可视为短路，由此可画出原电路的简化h参数交流小信号等效电路图如下:（4）电压放大倍数 输入电阻 =2.2k 输出电阻= RC= 3k（5）PNP型晶体管与NPN型晶体管的h参数交流小信号等效电路是相同