《电工学》第六版下册秦曾煌课后答案

14二极管和晶体管

14.3二极管

14.3.2

在图1所示的各电路图中，£=5%,Uj=10sin3tV,二极管炳正

向压降可忽略不计，试分别画出输出电压“0的波形。

［解］

(a)力为正半周时，5>E,〃导通；Ui<E,履止。为负半周时，D

截止。

。导通时，uQ=E-,雌止时，u0=Ujo

(6)为正半周时；u,>区。导通；修•<〃截止。为负半

周时，〃截止。

〃导通时，u°=Uj；履止时，U。=E。

前的波形分别如图2(a)和(份所示。

图2:习题14.3.2

图

1

14.3.5

在图3中，试求下列儿种情况下输出端电位力及各元件中通过的电流。(1)%=

+10/,VB=0K；(2)以=+6/,%=+5.8/;(3)外=%=+5/.设二极

管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

［解］

图

(1)二极管，优先导通，则

/=9X—八/=9/

11+9

ua

v=

工DA~1R—----------A-1^103力=\lllA

「kR9X10勺

反向偏置，截止，工DB~0

(2)设分和以两管都导通，应用结点电压法计算勿：

65.8

-+—11.8X

%=I1111r=9---------V=5.59K<5.8/

—+—十—19

119

可见外管也确能导通。

6—559

IDA=--------A=0.41XA=0.41mA

曦103

心=^£5%=0.21叼发］°,

2

八

5.59

/=0.21mA

62初

IK=9x1()4=°-1°j=0.62

3

（3）a和外两管都能导通

一5+一5

与=[1]1[V=4.74K

—+—+—

119

V.,474

IR=下=§*%而=0.5—10-3/=o.53初

[DA=IDBy=竽加=°-26mA

14.4稳压二极管

14.4.2

有两个稳压二极管01和©2,其稳定电压分别为5.5/和8.5M,正向压降

都是0.5/。如果要得到3/的稳定电压，应如何连接？

[解]

应按图4（a）或⑷连接，Uz=3/。图中用、照是限流电阻。

图4:习题14.4.2

图

14.5晶体管

14.5.1

有两个晶体管分别接在电路中，今测得它们管脚的电位（对“地”）分别

如下表所列：

晶体管I晶体管II

管脚123管脚123

电位/V43.49电位/V-6-2.3-2

试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是错管？是型还是尸N尸型？

[解]

4

NPN型:集电极电位最高，发射极电位最低，UBE>5PNP型;发射极电

位最高，集电极电位最低，UBE<0。

硅管：基极电位与发射极电位大约相差0.6,或0.7/；错管：基极电位与发射

极电位大约相差0.2『或0.3，。

由此可知：

晶体管I：NPN型,硅管，1—8、2—£、3—

C；晶体管H：PNP型,错管，1—。、2—

B、3~Eo

14.5.3

如何用万用表判断出一个晶体管是A，PN型还是尸NP型?如何判断出管

子的三个管脚？错管或硅管又如何通过实验区别出来？

［解］

（1）先判断基极

将插入万用表（实为表内电源正极）插孔的测试笔轮流接任一管

脚，而后将另一测试笔分别接另外两个管脚，如果两次测得管脚间的

电阻同为低电阻（应极间和8c极间的夕”结上加正向电压）或同为高

电阻（上述极间的尸N结上加反向电压），则接万用表“-”插孔的是基

极。

（2）判断是"尸N型管还是尸儿尸型管在（1）中，测得管脚间的电阻同为低电

阻时，则为"产"型管；测得同为高电阻时，则为尸N尸型。

（3）判断集电极

对已知的NPN型管或尸N尸型管照图5所示的两种方法接

线，未知管

(b)

图5:习题14.5.3图脚1和2用测试笔分别接万

5

用表的“+”，插孔（注意，插孔接表内电

6

源的正极)，比较两种接法1,2管脚间的电阻高低。对W型管，电阻

较低时接“-”插孔的是集电极；对夕干尸型管，电阻较低时接“+”插

孔的是集电极。

(4)判断是错管还是硅管

B,£极间正向压降在0.6〜0.7/时为硅管；在0.2〜0.3/时为错

管。

14.5.4

图6:习题14.5.4

图

在图6所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？设%£=0.6，。

［解］

计算结果见下表。

(a)管(b)管(c)管

T

iC(sat)〜o12mA8mA

rii-1C(saf)

/4BQ.24mA______0.2mA

6-0.612-0.6,

mA

IB~5(r=°ii47mA=0.24mA7s<0

状态IB<〃放大IB>〃饱和截止

7

8

目录

第15章基本放大电路3

第15.2节放大电路的静态分析

3第15.2.3题

3第

15.3节放大电路的动态分析

3第15.3.2题

3第

15.3.3题

4第

15.3.4题

.......................................................5第

第15.9.2题.......................................15.3.5题3

第1593题...............................................14

.......................................................6第

15.4节静态工作点的稳

定............................................................

...6第15.4.2题

6第

15.4.5题

.......................................................7第

15.6节射极输出

器............................................................

....................................9第15.6.1题

9第

15.6.2题

1

9第

15.7节差分放大电路

11第15.7.3题

.......................................................11第15.9节场效晶

体管及其放大电

路.............................................................13

2

ListofFigures

1习题15.2.3............................................................................................3

2习题15.3.3............................................................................................4

3习题15.3.5............................................................................................6

4习题15.4.58

5习题15.6.1............................................................................................9

6习题15.6.210

7习题15.7.311

8习题15.9.213

9习题15.9.214

3

15基本放大电路

15.2放大电路的静态分析

15.2.3

在图11中，若Ucc=10，，今要求%£=5K,Ic=2mA,试求心和七

的阻值。设晶体管的£=40o

［解］

图

由%=Ucc~'4:可求

^^="口”5.口

Rc=

£c_2

113--mA=0.05mA

〜J340

Ucc

RB2=—AO=2004口

IB0.05

15.3放大电路的动态分析

15.3.2

在习题1图所示的固定偏置放大电路中，Ucc=9K,晶体管的f=20,Ic

4

1mA。今要求4,100,试计算七，跖及JkE。

5

[解]

Ir1

In-p~而袖=0.05za4

=Uc£=_L«口=180A口

BIB0.05

rbe=[200+(20+1)”,Ar]□=720口=0.72A口

1.05

,J=2"(空载时为最大)

「be

_AJ~be100X

Rc=uc=4口=3.64口

P0.72

UCE=20-

Ucc-RcIc=0-3.6X1)K=5.4M

15.3.3

有一放大电路如习题1图所示，其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直

流负载线如图2所示。试问：（1）号,用＞见各为多少？（2）不产生失真的最大输

入电压％必为多少？（3）若不断加大输入电压的幅值，该电路首先出现何种性

质的失真？调节电路中哪个电阻能消除失真？将阻值调大还是调小？（4）将电

阻上调大，对交、直流负载线会产生什么影响？（5）若电路中其他参数不变，

只将晶体管换一个刀值小一半的管子，这时心,Ic，%万及4将如何变化？

［解］

图2:习题15.3.3

图由图2可知，静态值为

Ic-2/nA,工B=40以，UCE=5V

电源电压为电

Ucc=10，

流放大系数为

生工B=2

£=

6

0.04

50

7

⑴

RB〜纹=言产=250A口

U5

Rc=，c——=-11^AC=2.54口

Ic2

由交流负载线可得

0121M

tana市，8^=<~L=L5m

L5L

由此得

RzcRcR£LR门[=金^^答二4口=3.75m

.1.5

L—Rc+RLRc—-2.5-1.5

R

⑵由图2可知

8-UcEQ=(8-5)r=3KUCEQ-UCES=(5-0.3)r=

4.72

不失真的最大输出电压约为“a=3J先求出4,后，再求不产生失真

的最大输入电压务必

26(mV)

「be200(0)+(1200+(1+0.864

B)I50){mA.

E2

J350X

Atl

L

于是1.587

rbe0.86

3

=—V=34.5mV

UOM87

=

(3)首先产生截止失真，这时可调节以，减小其阻值以增大心，将静态工作

点。上移一点。

(4)将修阻值增大，不影响直流负载线，通过。点的交流负载

线与横轴的小角将有所减小。

(5)后不变，7t•约减小一半，%£增大，4,将减小一半。

15.3.4

已知某放大电路的输出电阻为3.34口，输出端开路电压的有效值以=

2V,试问该放大电路接有负载电阻上=5.14口时，输出电压将下降到多少？

［解］

或R.

Eo

Y°RL+R/r

8

5.1RL

+RL

----心=X2V=1.2/

3RL3.3+5.1

9

15.3.5

在图3中，Ucc=12，，=2A口，RE=2A口，&=3004口，晶体管的

B=

50o电路有两个输出端。试求：（1）电压放大倍数4i=力和力成"；（2）输

出电阻和r°2。J=㈡「

［解］°0

图3:习题15.3.5

图

U-UBE12-0.6

=——cc~1一=———T-———c=0.028初

RB+(1+300+(1+50)X2

B)RE

IE=(1+q)%=(1+50)X0.028加=1.43〃%

rbe=[200+(1+]□=1127021.134口

1«TO

从集电极输出:

4J=—BRc50X2

“Jrbe+(1+

"B)RE

1.13+(1+50)

iX2

ro\QRc=

2A口

从发射极输出：一

u=-----（-1---+----£---）--检--1।〜

A血=£-（1+RE

U

+1130

r2〜rbe

0一R_□=22.60

J3B

s

10

式中，R=RS//RB，设信号源内阻行-0，=0。

s则卬

15.4静态工作点的稳定

15.4.2

在教材图15.4.1所示的分压式偏置放大电路中＞已知%,,

24/,8=

3.3A口，RE-1.5A口，RB\-334口，板=10A口，7=5.1A口，£

=66,并

11

设他=0。（1）试求静态值〃，心和七万；（2）画出微变等效电路；（3）计算晶

体管的输入电阻々e；（4）计算电压放大倍数4,；（5）计算放大电路输出端开路

时的电压放大倍数，并说明负载电阻凡对电压放大倍数的影响；（6）估算放大

电路的输入电阻和输出电阻。

［解］

（1）

Urr24

VR=———7^2=———-Xlor=5.58r

礴+%33+10

I「〜工甘VB—UBE5.58-0.6„,

±c"----------=-----------mA=3.32mA

=RE1.5

=0.Q5m4

UCE=Ike-1Rc+RE）品=124-（3.3+1.5）X3.32］V=

8.06/

r=200(0)+(1

£b)e1(/nA)

E

=[200+(1+66&<°cc〕口=0.72A口

3.32

⑶

??

Au——£g=—663.3X5.1丫1=-183.7

rbeX3.3+5.1o?72

(4)

A-663rc

IT0.72

302.5

ri=rbe//RB\//RBzrbe=0.72A口

roRc=3.34口

15.4.

5

设计一单管晶体管放大电路，已知上=34口。要求Au2

60,-2

12

IkU,ro<3A口，工作点稳定。建议选用高频小功率管

36Z?100,其技术数据见教材附录C,£值可选在50〜100之间。最后核查

静态工作点是否合适。求得的各电阻值均采用标称值（查教材附录〃）。

［解］

13

图4:习题15.4.5

图

(1)选择放大电路和晶体管要求工作点稳定，可选用分压偏置放大电路(教

材图15.4.1),选生「=

12K；按建议选用晶体管3G〃100,设£=50；并设4=

60,口=

1A口o

(2)参数计算

由式_r〜1^00+(1+£)—]□=Z7可求

IE

T26(1+£)26*51彳……

IeIF--------------=———-------mA=1.661nA

4r,--2001000-

由式"“/=

可求,

be60X

型50kU=1.2A口

RcRL

L-Rc+RL

即

R_RLRL_L2X

Kr-------------r一A口=2A口

七一笈3

设夕一q

3-

4M1.2

%_UBE4—①6和24口

&=介_

1,66

基极电流〃-11A=0,033初

〜J350

设12=101B，得

即

RBZ~

14

72=10X0.033/=v4

R=--AQ=12.12A口（取12A口）

0.33/zz/f弋I\12U.33

RB\=—二"=晟/、口=24.24A口（取24A口）

/1U.JJ

15

(3)核查静态工作点

由%£=Ucc-(Rc+a)及做直流负载线(图4)

Ic=G此石=Ucc=12V

Ucc12

UCE=Ic~R»口==31nA

Kc+KEN+N

UCE=[12-(2+2)X1.66]V=5.4K

静态工作点合适，在小信号情况下，不会产生失真。

15.6射极输出器

15.6.1

在图5所示的射极输出器中，已知心=50口，R爪=1004口，&304口，RE

球口，晶体管的£=50,rbe=14口，试求4,,心和心。

[解]

4==--------=0yx

"…)RE1+(1+50)X1U-y°

~+(1+

B)RE

r,--R爪//Rm/人=be+(1+8)REI=164口

r〜rbe+v1000+

-3-=-^r-n=21口

A-50

式中

R's=Rs//R淤//RBI〜50口

15.6.2

16

两级放大电路如图6所示，晶体管的小=鱼=40,r岳1=1.374口，rbe2

=0.89A口。（1）画出直流通路，并估算各级电路的静态值（计算殳仞时忽略心）；

17

⑵画出微变等效电路，并计算&,42和4；(3)计算心和北。

［解］

图6:习题15.6.2

图

(1)前极静态值

4—

0.6

Ic\=Ip\；-----1“mA=1mA

3+0.39

Im〜士汕=25M

40

UCE\〜20-(10+3+0.39)XI=6.6T

后极静态值

Ic2〜％Uc\一UB现=(20-10X1)-0.6

=REZ

Inz=~mA=45A4

40

UCE2=(20-5.1X1.8)r=10.8K

⑵前级电压放大倍数

力=-8--------"s--------=-40X________型________=_21

"rhe+(1+BQ内1.37+(1+40)X

0.39

式中

??

RF^RL

H=Rc#(1+0…R

人22十人匕

后级电压放大倍数〃

ARG(1+无)卬rbe2+(1+£

18

2）不(1+40)

0.99

X2.5

0.89+(1+

40)X2.5

两级电压放大倍数

Au=AU1,力位=-21X0.99=—20.8

19

⑶

ri=rn=口a//口m/八rbe\+(1J=4.774口

+£D〃

r

ro=ro2be2+Rc0-89+

=——!——=--------4口=272口

J340

前级的集电极电阻右1即为后级的基极电阻。

从本例的两级放大电路看，提高了输入电阻，降低了输出电阻。

15.7差分放大电路

15.7.3

在图7所示的差分放大电路中，£=50,%E=0.7K,输入

电压=

7mV,ui2-3mV。

(1)计算放大电路的静态值乙，〃•及各电极的电位少，%和％;(2)

把输入电压〃门，分解为共模分量U/cl，和差模分量，”/龙；

(3)求单端共模输出从《I和4c2；

⑷求单端差模输出％M和4成；(5)求单端总输出41和

42；(6)求双端共模输出uoc,双端差模输出/"和双端总

输出/。［解］

-6V

图7:习题15.7.3

图

(1)静态时，Un=ui2=0,由教材图15.7.5的单管直流通路可得

RBIB+UBE+2%工E~%£

UEE~UBE

20

If3=

RB+2(1+B)RE

21

于是

Ib=6-0.7

10X103+2X(1+50)X103

=0.01X10a=

0.01/nA

Ic—6IB=50X0.01/uA=0.5mA

IE—(1+B)1B=31X0.01加=0.51/nA

3

Vc=Ucc-RcIc=[6-5.1X10X0.5X10%]V=

3.45，

VE=-6+2七介=[—6+2X5.1X1()3X0.51X100

3]K=-0.798KVir-RB工B=-10X103X0.01XlO^K

=-0.1V

Un+ui27+

u\uic23

ic------mV=5mV

___oZ_

上7n—3o

u%-------

一火龙一誓一=mV=2mV

UJJ1二

乙乙

(3)由习题15.7.2所证明的公式得

出生

节=备&=去=一+2(1+〃/cl

B

rbeB)RE

式中

%=[2。°+(1+5祖、。⑶]口

于是=2.8A口

u℃iUnr?~—50~---------------------7------.

10+2.8+2(1+50)X

--X5mV

(4)

=-2.39/77/

nn50X5.1

==8Rju=_X2mV=-39.8时

c.10+2.8

4十so%51

u=-______.X(-2)勿/=+39.8勿/

“或=名rikWTZ8

R»取

⑸B+

「be

(6)

22

U01=(-39.8-39.8)//=-79.6/77/

uo=uo\-u龙=(-42.2—37.4)//=-79.6勿夕=

U°d

u℃i

+

Uodl

[(-

2.39)

4-

(—

39.8

)]加/

=一

42.2

mV

42

+

%成

[(-

2.39)

+

39.8

}mV

+37.

4/zzr

Uoc

uoc2

=0

U()d

Uodl

23

15.9场效晶体管及其放大电路

15.9.2

在图8所示的源极输出器中，已知以=12K,Rs=124口，电=L"口，电

5004口，价=1〃口。试求静态值、电压放大倍数、输入电阻和

输出电阻。设%-%=0.9血4/Vo

a

Ti

图8:习题15.9.2

图

_RGIUDD

火a+&2

K=4K

1000+

500

UDS-UDD-Vs=(12-4)K=8K

y4

~ioy=①3象10',)=0.33mA

ID~KsINAiU

I_U_O_gmUgsRs_gmRs7.

"一万一"+g/gs-1+扉I

gsRs

jx

ri=RG+〈RG、//RQ1勺MQ=1.33MQ

+0.5

求输出电阻心（图9）：

将输入端短路（设信号源内阻很小，略去），输出端加一交流电压力。（如接

有负载电阻及，则除去），可求电流

口gmU

Rs—

Ugs=

则auo

I=u

/oo

Rs+g"/

4-

25

图9:习题15.9.2

图

故

U_11

r。=。10

7(3於父一//R

s

・V

1

当Rs”时

Sm

1

r^―

0洲

在本题中

11

Rs=124口—=Q-^=1.1AD

omu.J

故

r0〜

1.1A口

15.9.3

场效晶体管差分放大电路如教材图15.11所示，已知勖=1.5以4/7,求电

压

放大倍数4=-o

Ui

［解］

4与反相，所以

力〃=，=dDX

gmR=1.5X15=£711.25

Uj22

26

27

目录

第16章集成运算放大器3

第16.2节运算放大器在信号运算方面的应

用..........................................3第

16.2.2题

3第

16.2.3题

3第

16.2.5题

4第

16.2.6题

5第

16.2.10题

5第

16.2.12®

6第

16.2.13题

7第

16.2.15题

8第

16.2.17题

9第

16.2.18题

9第

16.2.20题

1

10第

16.2.22题