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第一章第一章 習題與思考題習題與思考題 習題習題 1 1 欲使二極管具有良好的單向導電性 管子的正向電阻和反向電阻分別為大一些好 還是 小一些好 解 解 二極管的正向電阻愈小愈好 反向電阻愈大愈好 理想二極管的正向電阻等于零 反向電阻等 于無窮大 本題的意圖是掌握二極管的單向導電性 習題 習題 1 2 假設一個二極管在 500C 時的反向電流為 10 A 試問它在 200C 和 800C 時的反向電流 大約分別為多大 已知溫度每升高 100C 反向電流大致增加一倍 解 解 在 20OC 時反向電流約為AA 25 1 102 3 在 80OC 時反向電流約為AA 801023 本題的意圖是通過估算 理解二極管的反向電流將隨溫度的升高而急劇增大 習題 習題 1 3 某二極管的伏安特性如圖 P1 3 a 所示 如在二極管兩端通過 1k 的電阻加上 1 5V 的電壓 見圖 P1 3 b 此時二極管的電流 I 和電 壓 U 各為多少 如將圖 P1 3 b 中的 1 5V 電壓改為 3V 則二極管的電流和電壓各為多少 提示 可用圖解法 解 解 電源電壓為 1 5V 時 I 0 8mA U 0 7V 電源電壓為 2 2V 時 I 2 2mA U 0 8V 圖解結果見下圖 經過觀察可進一步得出結論 當二極管工作在正向特性區(qū)時 如電源電壓增大 二極管的電流 隨之增大 但管子兩端的電壓變化不大 本題的主要意圖是加深對二極管伏安特性的理解 并練習用圖解法估算二極管的電流和電壓 題 題 1 4 已知在圖 P1 4 中 u1 10sin t V RL 1k 試對應地畫出二極管的電流 iD 電壓 u0 的波形 并在波形圖上標出幅值 設二極管的正向壓降和反向電流可以忽略 解 解 波形見圖 本題的意圖是通過畫波形圖 理解二極管的單向導電性 習題 習題 1 5 欲使穩(wěn)壓管具有良好穩(wěn)壓特性 它的工作電流 IZ 動態(tài)內阻 rZ以及溫度系數 au等各項 參數 大一些好還是小一些好 解 解 動態(tài)內阻 rZ愈小 則當穩(wěn)壓管的電流變化時穩(wěn)壓管的電壓變化量愈小 即穩(wěn)壓性能愈好 一般來說 對同一個穩(wěn)壓管而言 工作電流 IZ愈大 則其動態(tài)內阻 rZ愈小 穩(wěn)壓性能也愈好 但應注意不要超過其額定功耗 以免損壞穩(wěn)壓管 溫度系數 aU的絕對值愈小 表示當溫度變化時 穩(wěn)壓管的電壓變化的百分比愈小 則穩(wěn)壓性能 愈好 本題的意圖是掌握穩(wěn)壓管的主要參數對穩(wěn)壓性能的影響 習題 習題 1 6 某穩(wěn)壓管在溫度為 200C 工作電唁為 5mA 時 穩(wěn)定電壓 UZ 10V 已知其動態(tài)內阻 rZ 8 電壓的溫度系數 au 0 009 0C 試問 溫度不變 工作電流改為 20mA 時 UZ約等于多少 當工作電流仍為 5mA 但溫度上升至 500C 時 UZ約等于多少 解 解 VVU VArIU Z ZZZ 12 10 12 0 10 12 0 810 520 3 則 VVU CCTUU Z OO UZZ 27 10 7 21 10 7 2 09 0 2050 則 習題習題 1 7 在圖 P1 7 中 已知電源電壓 V 10V R 200 RL 1 k 穩(wěn)壓管的 UZ 6V 試求 穩(wěn)壓管中的電流 IZ 當電流電壓 V 升高到 12V IZ將變?yōu)槎嗌?當 V 仍為 10V 但 RL改為 2 k 時 IZ將變?yōu)槎嗌?解 解 mAmAmA k VVV R U R UU I L ZZ Z 14620 1 6 200 610 mAmAmA k VVV R U R UU I L ZZ Z 24630 1 6 200 612 mAmAmA k VVV R U R UU I L ZZ Z 17320 2 6 200 610 本題的意圖是說明當外加電壓或負載電流變化時 通過調節(jié)穩(wěn)壓管的電流可保持穩(wěn)壓管兩端電 壓基本不變 習題 習題 1 8 設有兩個相同型號的穩(wěn)壓管 穩(wěn)壓仁政值均為 6V 當工作在正向時管壓降均為 0 7V 如果將它們用不同的方法串聯(lián)后接入電路 可能得到幾種不同的穩(wěn)壓值 試畫出各種不同的串聯(lián)方 法 解 解 如圖所示 可有 3 種不同的串聯(lián)方法 穩(wěn)壓值分別為 a 12V b 6 7V c 1 4V 本題的意圖是了解兩個同型號的的穩(wěn)壓管可采用不同的串聯(lián)方法以得到不同的穩(wěn)壓值 習題 習題 1 9 一個三極管的輸出特性曲線見圖 P1 9 試在圖上求出 UCE 5V IC 6mA 處的電流放大系數 和 并時行比較 設三極管的極限參數為 ICM 20mA U BR CEO 15V PCM 100mW 試在圖 P1 9 的特性曲 線上畫出三極管的安全工作區(qū) 解 解 993 0 04 6 6 150 04 0 6 E C B C i i i i 993 0 22 306 9 2 39 145 02 006 0 2 39 E C B C i i i i 三極管的安全工作區(qū)如下圖所示 本題的意圖是訓練在三極管的輸出特性曲線上用作圖的方法求上述4個電流放大系數 理解直 流電流放大系數與對應的交流電流放大系數的定義不同 但數值接近 同時 訓練在輸出特性曲線 上畫出三極管的安全工作區(qū) 習題 習題 1 10 有兩個三極管 已知第一個管子的99 1 則 1 當該管的 IB1 10 A 時 其 IC1 和 IE1各等于多少 已知第二個管子的95 0 2 則其 2 若該管的 IE2 1mA 則 IC2和 IB2各等 于多少 解 解 AAII AAII BE BC 100010 991 1 9901099 99 0 991 99 1 111 111 1 1 1 AmAmAII mAmAII EB EC 5005 01 191 1 1 1 95 01 191 19 1 19 95 01 95 0 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 本題的主要意圖是掌握 與的含義及二者之間的關系 習題 習題 1 11 設某三極管在 20OC 時的反向飽和電流30 1 AICBO 試估算該管在 50OC 時 的 ICBO和穿透電流 ICEO大致等于多少 已知每當溫度升高 10OC 時 ICBO大約增加一倍 而每當 溫度升高 1OC 時 大約增大 1 解 解 20OC 時 AAII CBOCEO 311 301 1 50OC 時 AAII AI CBOCEO CBO 3208 391 1 39 303030 8 本題的意圖時理解當溫度升高時三極管的ICBO將急劇增大 也將增大 因而ICEO將更為急劇 增大 習題 習題 1 12 一個實際的 PNP 型鍺三極管的輸入 輸出特性曲線圖 P1 12 a 和 b 所示 查看該三極管的穿透電流 ICEO約為多大 輸入特性的死區(qū)電壓約為多大 為了使 PNP 型三極管工作在放大區(qū) 其 uBE和 uCE的值分別應該大于零還是小于零 并與 NPN 型三極管作比較 解 解 由圖可見 該 PNP 三極管的約為 0 4mA 死區(qū)電壓約為 0 2V 無論 NPN 或 PNP 三極管 工作在放大區(qū)的外部直流偏置條件均為發(fā)射結正向偏置 急電結反 向偏置 而對 PNP 三極管來說 應為 uBE0 本題的意圖是了解PNP三極管的特性曲線 以及PNP三極管工作在放大區(qū)的條件 習題 習題 1 13 測得某電路中幾個三極管的各極電位如圖 P1 13 所示 試判斷各三極管分別工作在 截止區(qū) 放大區(qū)還是飽和區(qū) 解 解 a 在圖 a 中 UBE 0 7V UBC 4 3V 即發(fā)射結正偏 集電結反偏 故三極管工作在放大區(qū) b 在圖 b 中 UBE 10V UBC 10V 即發(fā)射結 集電結均反偏 故三極管工作在截止區(qū) c 在圖 c 中 UBE 0 7V UBC 5 3V 即發(fā)射結正偏 集電結反偏 故三極管工作在放大區(qū) d 在圖 d 中 UBE 0 75V UBC 0 45V 即發(fā)射結 集電結均正偏 故三極管工作在飽和區(qū) e 在圖 e 中 UBE 0 3V UBC 5 3V 即發(fā)射結 集電結均反偏 故三極管工作在截止區(qū) f 在圖 f 中 UBE 0 3V UBC 0 即 UCE UBE 發(fā)射結正偏 集電結電壓為 0 故三極管工 作在臨界飽和狀態(tài) g 在圖 g 中 UBE 0 3V UBC 8 7V 即發(fā)射結正偏 集電結反偏 故三極管工作在放大區(qū) h 在圖 h 中 UBE 0 3V UBC 3 7V 即發(fā)射結正偏 集電結反偏 故三極管工作在放大區(qū) 本題的意圖是訓練根據各極電位判斷三極管工作在什么區(qū) 深入理解三極管截止區(qū) 放大區(qū)和 飽和區(qū)的特點 習題 習題 1 14 已知圖 P1 14 a f 中各三極管的 均為 50 UBE 0 7V 試分別估算各電路中三極管 的 IC和 UCE 判斷它們各自工作在哪個區(qū) 截止區(qū) 放大區(qū)或飽和區(qū) 并將各管子的工作點分別畫在 圖 P1 14 g 的輸出特性曲線上 解 解 a VmAku mAmAii mA V k VV i CE BC B 5 325 3210 25 3065 050 065 0 20000 3 1 20 7 02 三極管工作在放大區(qū) 見下圖中的 A 點 b VmAku mAmAii mA V k VV i CE BC B 35 5325 2210 325 20465 050 0465 0 200000 3 9 200 7 010 三極管工作在放大區(qū) 見下圖中的 B 點 c VmAku mAmAii mA V k VV i CE BC B 5 3625 23210 25 23465 050 465 0 20000 3 9 20 7 010 以上計算出的 iC 和 uCE 的值是荒謬的 實質上此時三極管已工作在飽和區(qū) 故應為 VUu mAkVi mA V k VV i CESCE C B 3 0 52 10 465 0 20000 3 9 20 7 010 見下圖中 C 點 d VVuiiVu CCCECBBE 10 0 0 2 三極管工作在截止區(qū) 見下圖中 D 點 e VVuiiVu CCCECBBE 10 0 0 0 三極管工作在截止區(qū) 見下圖中 E 點 E 點和 D 點基本重合 f VVu mAmAii mA V k VV i CCCE BC B 10 325 20465 050 0465 0 200000 3 9 200 7 010 三極管工作在放大區(qū) 見下圖中的 F 點 本題的意圖是根據電路參數判斷三極管工作在什么區(qū) 并在輸出特性曲線上畫出工作點的位置 以便形象地建立工作點地概念 習題 習題 1 15 分別測得兩個放大電路中三極管的各極電位如圖 P1 15 a 和 b 所示 試識別它們的 管腳 分別標上 e b c 并判斷這兩個三極管是 NPN 型 還是 PNP 型 硅管還是鍺管 解 解 a 1 發(fā)射極 e 3 基極 b 2 集電極 c NPN 型鍺管 b 2 發(fā)射極 e 3 基極 b 1 集電極 c PNP 型硅管 本題的意圖是訓練根據放大電路中的三極管的各極電位識別引腳 并判斷三極管的類型 注意 本題的前提是兩個三極管均工作在放大區(qū) 習題習題 1 16 已知一個 N 溝道增強型 MOS 場效應的漏極特性曲線如圖 P1 16 所示 試作出 UDS 15V 時的轉移特性曲線 并由特性曲線求出該場效應管的開啟電壓 UGS th 和 IDO值 以及當 UDS 15V UGS 4V 時的跨導 gm 解 解 作圖過程如下圖所示 由圖可得 mAIVU DOthGS 2 2 9 1 mSmS u i g GS D m 8 2 5 35 4 2 14 本題的意圖是加強對場效應管的輸出特性曲線和轉移特性曲線的理解 并訓練在場效應管的輸 出特性曲線上用作圖法畫轉移特性 并求UGS th IDO和gm的值 習題 習題 1 17 試根據圖 P1 17 所示的轉移特性曲線 分別判斷各相應的場效應管的類型 結型或絕 緣柵型 P 型溝道或 N 型溝道 增強型或耗盡型 如為耗盡型 在特性上標注出其夾斷電壓 UGS off 和飽和漏極電流 IDSS 如為增強型 標出其開啟電壓 UGS th 解 解 a N 溝道增強型絕緣柵場效應管 b P 溝道耗盡型結型場效應管 c N 溝道耗盡型絕緣柵場效應管 d P 溝道增強型絕緣柵場效應管 本題的意圖是根據轉移特性識別場效應管的類型 并從轉移特性上指認IDSS和UGS th 或UGS off 習題 習題 1 18 已知一個 N 溝道增強型 MOS 場效應管的開啟電壓 UGS th 3V IDO 4mA 請示意畫 出其轉移特性曲線 習題 習題 1 19 已知一個 P 溝道耗盡型 MOS 場效應管的飽和漏極電流 IDSS 2 5mA 夾斷電壓 UGS off 4V 請示意畫出其轉移特性曲線 解 解 此二題的意圖是根據給定的UGS th 和IDO或UGS off 和IDSS 示意畫出場效應管的轉移特性 第二章第二章 習題與思考題習題與思考題 題題 2 1 試判斷圖 P2 1 中各放大電路有無放大作用 簡單說明理由 解解 a 無放大作用 不符合 發(fā)射結正偏 集電結反偏 的外部直流偏置要求 b 不能正常放大 三極管發(fā)射結沒有偏置 正偏 c 無放大作用 三極管集電結沒有偏置 反偏 d 無放大作用 三極管發(fā)射結沒有偏置 正偏 e 有放大作用 電壓放大倍數小于 1 f 無放大作用 電容 C2使輸出端對地交流短路 輸出交流電壓信號為 0 g 無放大作用 電容 Cb使三極管基極對地交流短路 輸入交流信號無法加至三極管基極 h 不能正常放大 場效應管柵源之間無直流偏置 i 無放大作用 VGG 的極性使場效應管不能形成導電溝道 本題的意圖是掌握放大電路的組成原則和放大原理 題 題 2 2 試畫出 P2 2 中各電路的直流通路和交流通路 設電路中的電容均足夠大 變壓器為理想 變壓器 解 解 本題的意圖是掌握直流通路和交流通路的概念 練習畫出各種電路的直流通路和交流通路 題 題 2 3 在 NPN 三極管組成的單管共射放大電路中 假設電路其他參數不變 分別改變以下某一 項參數時 試定性說明放大電路的 IBQ ICQ UCEQ將增大 減小還是不變 增大 Rb 增大 VCC 增大 解 解 CEQCQBQb UIIR 不定 CQcCCCEQCQBQCC IRVUIIV CCCQ BQ VI I基本不變 本題的意圖是理解單管共射放大電路中各種參數變化時對 Q 點的影響 題 題 2 4 在圖 2 5 2 所示 NPN 三極管組成的分壓式工作點穩(wěn)定電路中 假設電路其他參數不變 分別改變以下某一項參數時 試定性說明放大電路的 IBQ ICQ UCEQ rbe和 u A 將增大 減小還是 不變 增大 Rb1 增大 Rb2 增大 Re 增大 解 解 b CC b CC b BEQCC BQ R V R V R UV I 7 0 BQBQCQ III CCQCCCEQ RIVU 1 ube CEQ BQ EQCQEQBQb Ar U I IIUUR 2 ube CEQ BQ EQCQEQBQb Ar U I IIUUR ube CEQ BQ EQCQe Ar U I IIR 基本不變或略增大 基本不變 基本不變 ube CEQ BQ EQCQ Ar U I II 本題的意圖是理解分壓式穩(wěn)定 Q 放大電路中各種參數變化時對 Q 點和電壓放大倍數的影響 題 題 2 5 設圖 P2 5 中的三極管 100 UBEQ 0 6V VCC 12V Rc 3k Rb 120k 求靜態(tài) 工作點處的 IBQ ICQ和 UCEQ值 解 解 CC bb b BQ V RR R U 21 1 e BEQBQ e EQ EQCQ R UU R U II eCCQCC eEQCCQCCCEQ RRIV RIRIVU CQ BQ I I be Lc i o u r RR U U A EQ bb be I mV rr 26 1 CCBEQbBQcR VURIRI C CCBEQbBQcBQCQ VURIRII mA RR UV I cb BEQCC BQ 027 0 3 1001 120 6 012 1 mAmAII BQCQ 7 2027 0100 VRIVU cRCCCEQ C 82 33 027 07 2 12 本題的意圖是學習運用靜態(tài)分析的基本方法求解一個簡單的但課堂上并未講過的放大電路的靜態(tài)工 作點 題 題 2 6 已知圖 P2 2 a 中 Rb 510k Rc 10k RL 1 5k VCC 10V 三極管的輸出特性如 圖 b 所示 試用圖解法求出電路的靜態(tài)工作點 并分析這個工作點選得是否合適 在 VCC和 三極管不變的情況下 為了把三極管的靜態(tài)集電極電壓 UCEQ提高到 5V 左右 可以改變哪些參數 如何改法 在 VCC和三極管不變的情況下 為了使 ICQ 2mA UCEQ 2V 應改變哪些參數 改成 什么數值 解 解 先由估算法算出 IBQ AmAmA R UV I b BEQCC BQ 2002 0 510 7 010 然后 由式 CcCCCCE iRiVu1010 在輸出特性曲線上畫出直流負載線 其與橫 縱 兩個坐標軸的交點分別未 10V 0 和 0 1mA 直流負載線與 iB 20uA 的一條輸出特性曲線的 交點 Q1即為靜態(tài)工作點 由 Q1可得 UCEQ 0 5V ICQ 0 95mA 可見 Q1點靠近飽和區(qū) 位置不太合適 容易產生飽 和失真 在 VCC和三極管不變的情況下 為了把三極管的靜態(tài)集電極電壓 UCEQ提高到 5V 左右 可 以改變的參數只有 Rb和 或 Rc 有以下幾種方法 1 同時減小 Rb和 Rc 如圖中 Q2點 2 Rb 不變 減小 Rc 如圖中 Q 2點 3 Rc不變 增大 Rb 如圖中 Q 2點 4 同時增大 Rb和 Rc 靜態(tài) 工作點在圖中 Q 2點以下 在 VCC和三極管不變的情況下 為了使 ICQ 2mA UCEQ 2V 可以改變的參數只有 Rb和 或 Rc 將 iC ICQ 2mA uCE UCEQ 2V 的一點與橫坐標軸上 uCE 10V 的一點相連即可得到此時的直流負 載線 此時集電極電阻為 kk I UV R CQ CEQCC c 4 2 210 由圖可見 Q3點處 IBQ 40uA 則 kk I UV R BQ BEQCC b 250 04 0 7 010 因此 需要減小 Rb和 Rc為 Rc 4k Rb 250k 本題的意圖是訓練用圖解法求 Q 點 并分析電路參數對 Q 點的影響 題 題 2 放大電路如圖 P2 7 a 所示 試按照給定參數 在圖 P2 7 b 中 畫出直流負載線 定出 Q 點 設 UBEQ 0 7V 畫出交流負載線 解 解 直流負載線方程為 CecCCCeEcCCCCE iRRiVRiRiVu315 據此 過橫 縱兩個坐標軸上兩點 15 0 和 0 5 作一條直線 即為直流負載線 由給定電路的直流通路可得 VV RR R U CC bb b BQ 3 315 3911 11 21 1 mA R UU II e BEQBQ EQCQ 6 2 1 7 03 3 則 iC ICQ 2 6mA 的一條水平直線與直流負載線的交點即為 Q 由圖可知 UCEQ 7 2V kRRR LcL 1 交流負載線過 Q 點且斜率為1 1 L R 如圖所示 本題的意圖是訓練用圖解法進行靜態(tài)和動態(tài)分析 題 題 2 8 在圖 P2 7 a 電路中 如輸出電壓波形為 試問 電路產生截止失真還是飽和失真 應如何調整電路參數以消除失真 解 解 電路產生飽和失真 應降低 Q 點 為此可增大 Rb2或減小 Rb1 本題的意圖是用圖解法分析波形失真 題 題 2 9 試作出圖 P2 9 中所示放大電路的負載線 已知 Rb 560k Rc 5 1k R1 R 10k RL 1M 兩個直流電源均為 12V 三極管的輸出特性曲線如圖 P2 6 b 所示 解 解 直流通路中三極管的輸出回路的戴維南等效電路如圖所示 其中 kRVV CCC 4 2 7 則直 流負載線方程為 CCE iu42 7 分別過輸出特性曲線坐標系的橫 縱兩軸上的點 7 2 0 和 0 1 8 作一條直線 即得直流負載線 可估算出AmAmA R UV I b BEQCC BQ 2002 0 560 7 010 則可得靜態(tài)工作點 Q 如圖所示 本題的意圖是學習運用圖解的方法畫出集電極回路含有多個電源的放大電路的負載線 題 題 2 10 設圖 P2 10 電路中三極管的 60 VCC 6V Rc 5k Rb 530k RL 5k 試 估算靜態(tài)工作點 求 rbe值 求出電壓放大倍數 u A 輸入電阻 Ri和輸出電阻 R0 解 解 1 直流通路 2 估算 Q 9 22943 6 0 26 601 300 26 1 mV I mV rr EQ bb be 1 交流通路 2 微變等效電路 3 電壓放大倍數 4 輸入電阻 5 輸出電阻 kRR Co 5 本題的意圖是訓練估算最基本的單管共射放大電路的 Q 點 并用微變等效電路法分析其動態(tài) mAAuAIIII BQBQCQEQ 6 06001060 VVRIVU CCQCCCEQ 3 56 06 AmAmA R V R UV I b CC b BEQCC BQ 1001 0 530 7 067 0 bebi rIU LCL LbLco RRR RIRIU 其中 7 51 9 2 5 5 60 be L i o u r R U U A bebii rRIU kk rR rR rR I U R beb beb beb i i i 88 2 9 2530 9 2530 題 題 2 11 利用微變等效電路法 計算圖 P2 11 a 電路的電壓放大倍數 輸入電阻及輸出電阻 已 知 Rb1 2 5k Rb2 10k Rc 2k Re 750 RL 1 5k RS 0 VCC 15V 三極管的輸出特 性曲線如圖 b 所示 解 解 1 估算 Q 點 VVV RR R U CC bb b BQ 3 15 105 2 5 2 21 1 mAmA R UU II e BEQBQ EQCQ 1 3 750 7 03 VVRRIVU ecCQCCCEQ 5 6 75 02 1 315 2 在輸出特性曲線上用作圖的方法求 160 20 2 3 A mA i i B C AmA I I CQ BQ 4 19 160 1 3 前述作圖過程中 Q 點在 iB 20uA 輸出特性曲線 上 3 求三極管的輸入電阻 k I mV rr EQ bb be 65 13 1650 1 3 26 161300 26 1 4 微變等效電路 5 電壓放大倍數 bebi rIU LcLLbLco RRRRIRIU 1 83 65 1 5 1 2 160 be L i o u r R U U A 6 輸入電阻 krRRR bebbi 904 065 1 10 5 2 21 7 輸出電阻 kRR co 2 本題的意圖是運用微變等效電路法分析典型的分壓式靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路 題 題 2 12 上題中如 Rs 10k 則電壓放大倍數 s o us U U A 解 解 9 6 1 83 10904 0 904 0 u si i s i i o s o us A RR R U U U U U U A 本題的意圖是了解信號源內阻對放大倍數的影響 題 題 2 13 在圖 P2 13 的放大電路中 設三極管的 100 UBEQ 0 2V rbb 200 估算靜態(tài)時的 IBQ ICQ和 UCEQ 計算三極管的 rbe 值 求出中頻時的電壓放大倍數 u A 若輸入正弦電壓 輸出電壓波形為 試問三極管產生了截止失真還是飽和失真 應調整電 路中哪個參數 增大還是減小 解 解 估算靜態(tài)時的 IBQ ICQ和 UCEQ 1 直流通路 2 估算 Q AmA R UV I VRIU b BEQCC BQ CCbBQBEQ 20 490 2 010 0 mAAIII BQCQEQ 220100 VVRIVU VRIU CCQCCCEQ CCcCQCEQ 4 3210 0 計算三極管的 rbe 值 k I mV rr EQ bb be 5 11513 2 26 101200 26 1 求出中頻時的電壓放大倍數 u A 1 交流通路 2 微變等效電路 3 電壓放大倍數 100 5 1 3 3 100 be L beb Lb i o u LbLcco bebi r R rI RI U U A RIRRIU rIU 4 截止失真 應減小 Rb 本題的意圖是訓練近似估算 Q 點和 rbe 的方法 用簡化 h 參數等效電路分析 u A 以及了解 PNP 三極管放大電路的真波形失真 題 題 2 14 在圖 P2 14 的電路中 設 50 UBEQ 0 6V 求靜態(tài)工作點 畫出放大電路的微變等效電路 求電壓放大倍數 u A 輸入電阻 Ri和輸出電阻 R0 解 解 1 直流通路 2 計算 Q AA RR UV I UVRIRI VRIURI eb BEQCC BQ BEQCCeBQbBQ CCeEQBEQbBQ 20 251470 6 012 1 1 mAAIII BQCQEQ 12050 VV RRIVRIRIVU ecCQCCeEQcCQCCCEQ 1 6 29 3 112 1 交流通路 2 微變等效電路 1 k I mV rr EQ bb be 6 11626 1 26 51300 26 1 2 94 0 2 501 6 1 9 3 9 3 50 1 1 1 1 ebe Lc ebeb Lcb i o u LcbLco ebebebbebeebebi Rr RR RrI RRI U U A RRIRIU RrIRIrIRIrIU 3 三極管基極對地間的等效電阻 kkRr I U R ebe b i i 6 103 2 501 6 1 1 放大電路的輸入電阻 kkRRR ibi 9 84 6 103 470 4 放大電路的輸出電阻 kRR co 9 3 本題的意圖是以接有發(fā)射極電阻 Re 的放大電路為對象 訓練靜態(tài)分析和動態(tài)分析的基本方法 2 15 設圖 P2 15 中三極管的 100 UBEQ 0 6V rbb 100 VCC 10V Rc 3k RF 200 Rb1 33k Rb2 100k 負載電阻 RL 3k 電容 C1 C2和 C0足夠大 求靜態(tài)工作點 畫出微變等效電路 求 0 i U U A 設 Rs 4k 求 0 S us U U A 求 Ri和 Ro 解 解 1 直流通路 2 估算 Q VVV RR R U CC bb b BQ 48 2 10 10033 33 21 1 mAmA RR UU RR U II Fe BEQBQ Fe EQ EQCQ 94 0 2 08 1 6 048 2 VV RRRIVRRIRIVU FeCCQCCFeEQCCQCCCEQ 3 5 2 08 13 94 010 1 交流通路 2 微變等效電路 圖中 kk RR RR RRR bb bb bbb 8 24 10033 10033 21 21 21 k I mV rr EQ bb be 9 262 2893 94 0 26 1001 100 26 1 bFbeFebebi IRrRIrIU 1 LCbLco RRIRIU 5 6 2 0 1001 9 2 33 33 100 1 Fbe Lc i o u Rr RR U U A Fbebii RrIUR 1 kk RrR RrR RrRRRR Fbeb Fbeb Fbebibi 12 2 01019 28 24 2 01019 2 8 24 1 1 1 kRR co 3 9 4875 4 5 6 412 12 u si i s i i o s o us A RR R U U U U U U A 本題的意圖是在上題的基礎上考慮兩個發(fā)射極電阻中有一個接有旁路電容的情況 題 題 2 16 在圖 P2 16 所示的射極輸出器電路中 設三極管的 100 VCC 12V Rc 5 6k Rb 560k 求靜態(tài)工作點 分別求出當 RL 和 RL 1 2k 時的 u A 分別求出當 RL 和 RL 1 2k 時的 Ri 求 Ro 解 解 1 直流通路 2 估算 Q CCeEQBEQbBQ VRIURI BEQCCeBQbBQ UVRIRI 1 AmAmA RR UV I eb BEQCC BQ 1001 0 6 5 1001 560 7 012 1 mAAIII BQCQEQ 110100 VVRIVRIVU eCQCCeEQCCCEQ 4 6 6 5112 1 交流通路 2 微變等效電路 3 k I mV rr EQ bb be 9 22926 1 26 1001 300 26 1 4 求 RL 時的 u A ebeeo RIRIU 1 1 ebebeebebi RrIRIrIU 99 0 6 5 1001 9 2 6 5 1001 1 1 1 1 ebe e ebeb eb i o u Rr R RrI RI U U A 5 求 RL 1 2k 時的 u A 1 LebLeeo RRIRRIU 1 LebebLeebebi RRrIRRIrIU 97 0 2 1 6 5 1001 9 2 2 1 6 5 1001 1 1 1 1 Lebe Le Lebeb Leb i o u RRr RR RRrI RRI U U A 由上可見 當 RL 變化時 對射極輸出器的電壓放大倍數影響不大 即射極輸出器具有較 強的帶負載能力 6 求 RL 時的 Ri kkRr I U R ebe b i i 5 568 6 5 1001 9 2 1 kkRRR ibi 282 5 568 560 7 求 RL 1 2k 時的 Ri kkRRr I U R Lebe b i i 7 102 2 1 6 5 1001 9 2 1 kkRRR ibi 8 86 7 102 560 可見 當輸出端 RL 變化時 對射極輸出器輸入端的 Ri 也有影響 不考慮 Re 時 beo III 1 而 bebo rIU 則 kk r I U R be o o o 7 28 1001 9 2 1 考慮 Re 時 7 28 ooeo RRRR 本題的主要意圖是對射極輸出器的靜態(tài)和動態(tài)分析的基本訓練 并考慮 RL變化對 u A 和 Ri 的影 響 題 題 2 17 畫出圖 P2 17 放大電路的微變等效電路 寫出計算電壓放大倍數 01 i U U 和 02 i U U 的表述式 并畫出當 Rc Re時的兩個輸出電壓 u01和 u02的波形 與正弦波 ui相對應 解 解 1 交流通路 2 微變等效電路 3 求兩個電壓放大倍數 1 1 2 1 ebeeo cbcco ebebeebebi RIRIU RIRIU RrIRIrIU ebe e i o u ebe c i o u Rr R U U A Rr R U U A 1 1 1 2 2 1 1 4 當 Rc等于 Re時 21uu AA 即 21oo UU uo1 uo2的波形如圖所示 本題的意圖是說明本電路的集電極和發(fā)射 極可以輸出兩個幅值相等 相位相反的信號 題 題 2 18 在圖 P2 18 所示放大電路中 已知 三極管的 50 UBEQ 0 6V rbb 300 若要求 IEQ 2mA 則發(fā)射極電阻 Re 應選多大 在所選的 Re 之下 估算 IBQ和 UCEQ等于多少 估算 oiu RRA和 解 解 1 直流通路 2 e BEQCC bb b e BEQBQ e EQ EQ R UV RR R R UU R U I 21 1 kk I UV RR R R EQ BEQCC bb b e 2 1 2 6 015 105 2 5 2 21 1 mAmA I I EQ BQ 04 0 501 2 1 VVRRIVRIRIVU ecEQCCeEQcCQCCCEQ 6 6 2 13 215 1 交流通路 2 微變等效電路 3 k I mV rr EQ bb be 963 0963 2 26 501 300 26 1 4 LcbLco bebi RRIRIU rIU 9 77 963 0 3 3 50 be Lc iou r RR UUA 5 時不考慮 e be b beb i i i R r I rI I U R 1 1 而考慮 Re 時 7 180187 0 019 0 2 1 501 963 0 2 1 1 kkk r RRRR be eiei 6 kRR co 3 本題的意圖是對共基極放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析進行基本訓練 題 題 2 19 試判斷圖 2 19 中的各個放大電路屬于三種基本組態(tài)中的哪一種 或由哪兩種組態(tài)組成 的串接級 解 解 a 共基組態(tài) b 共射組態(tài) c 共集組態(tài) d 共射組態(tài) e 共射 共基組態(tài) 本題的意圖是練習分析各種電路屬于何種組態(tài) 題 題 2 20 在圖 P2 20 a 所示的放大電路中 場效應管的漏極特性曲線如圖 b 所示 VDD 20V VGG 2V Rd 5 1k Rg 10M 試用圖解法確定靜態(tài)工作點 Q 由特性曲線求出跨導 gm 估算電壓放大倍數 u A和輸出電阻 R0 解 解 改電路的直流通路如圖所示 據此可得直流負載線方程 DdDDDDS iRiVu1 520 在輸出特性曲線上 直流負載線與 uGS 2V 的輸出特性曲線的交點即為 Q 有圖可得 VUmAIVU DSQDQGSQ 3 8 3 2 2 由圖可知 mSmS u i g GS D m 2 5 1 3 1 交流通路 2 微變等效電路 3 電壓放大倍數 gsi UU dgsmddo RUgRIU 2 10 1 52 dm i o u Rg U U A 4 輸出電阻 kRrRR ddsdo 1 5 本題的意圖是訓練用圖解法分析最基本的共源極放大電路的 Q 點和 FET 的 gm 并用微變等 效電路法分析電壓放大倍數和輸出電阻 題 題 2 21 在圖 P2 21 所示的放大電路中 VDD 30V RD 15k Rs 1k RG 20M Ri 30k R2 200k 負載電阻 RL 1M 場效應管的跨導 gm 1 5mS 試估算電壓放大倍數 u A和輸入 輸出電阻 Ri R0 如果不接旁路電容 CS 則 u A 解 解 1 交流通路 2 微變等效電路 3 電壓放大倍數 gsi UU LdgsmLddo RRUgRRIU 2 22 100015 100015 5 1 Ldm i o u RRg U U A 4 輸入電阻 MRRRRR ggi 20 21 5 輸出電阻 kRR do 15 1 交流通路 2 微變等效電路 3 電壓放大倍數 1 SmgsSdgsi RgURIUU LdgsmLddo RRUgRRIU 9 8 15 11 100015 100015 5 1 1 Sm Ldm i o u Rg RRg U U A 本題的意圖是訓練用微變等效電路法分析分壓 自偏壓式共源放大電路的 oiu RRA 并了解 源極旁路電容 CS 對 u A 的影響 題 題 2 22 在圖 P2 22 所示的源極輸出器電路中 已知 N 溝道增強型 MOS 場效應管的開 啟電壓 UGS th 2V IDO 2mA VDD 20V VGG 4V RS 4 7k R0 1M 試估算靜態(tài)工作點 估算場效應管的跨導 gm 估算電壓放大倍數 u A和輸出電阻 R0 解 解 1 直流通路 2 根據直流通路可列寫以 UGSQ IDQ 為未知量的方程組 2 1 thGS GSQ DODQ SDQGGGSQ U U II RIVU 代入已知量 解之得 mAI VU mAI VU DQ GSQ DQ GSQ 27 0 73 2 67 0 85 0 或 前一組解不合理 取第二組結果 可進一步求出 VVRIVU SDQDDDSQ 8 18 27 07 420 mSmSII U g DQDO thGS m 73 0 27 02 2 2 2 1 交流通路 2 微變等效電路 3 電壓放大倍數 gsSmogsi SgsmSdo URgUUU RUgRIU 1 77 0 7 473 01 7 473 0 1 Sm Sm iou Rg Rg UUA 4 求輸出電阻 求輸出電阻時的微變等效電路如圖所示 則 om S om S o gsm S o o Ug R Ug R U Ug R U I 1 kkR g R g U U R S m S m i o o 1 1 7 4 73 0 1 1 1 1 本題的意圖的是訓練用估算法求源極輸出器的 Q 點和 FET 的 gm 并用微變等效電路法求 u A 和 Ro 題 題 2 23 假設在圖 P2 23 所示的兩極直接耦合放大電路中 VCC 15V Rb1 360k Rc1 5 6k Rc2 2k Re2 750 兩個三極管的電流放大系數為 1 50 2 30 要求 估算放大電路的靜態(tài)工作點 估算總的電壓放大倍數 I o u u u A 和輸入 輸出電阻 Ri Ro 解 解 1 直流通路 2 估算 Q 設VUU BEQBEQ 7 0 21 可 算 得mAmA R UV I b BEQCC BQ 04 0 360 7 015 1 1 1 mAmAIII BQCQEQ 204 050 1111 暫先假設 12CQBQ II 可算得 VVRIVU cCQCCCEQ 8 3 6 5215 111 mAA R UU II e BEQCEQ EQCQ 1 4 750 7 08 3 2 21 22 mAmAII CQBQ 14 0 30 1 4 222 可見 以上 12CQBQ II 假設成立 則可算得 VVRRIVRIRIVU ecCQCCeEQcCQCCCEQ 7 3 75 02 1 415 22222222 1 交流通路 2 微變等效電路 3 k I mV rr EQ bb be 96 0 2 26 501 300 26 1 1 11 k I mV rr EQ bb be 5 0 1 4 26 301 300 26 1 2 22 kkRrR ebei 8 23 85 0 301 5 0 1 2222 4 236 96 0 8 23 6 5 50 1 21 11 be ic u r RR A 5 2 75 0 301 5 0 2 30 1 222 2 22 ebe c u Rr R A 590 5 2 236 21 uuu AAA 5 krrRR bebebi 96 0 111 6 kRR co 2 2 本題的意圖是練習估算直接耦合兩級放大電路的 Q 點和 oiu RRA 題 題 2 24 圖 P2 24 是由 NPN 和 PNP 三極管組成的雙電源直接耦合放大電路 設三極管的 1 40 2 20 UBEQ1 UBEQ2 0 7V VCC VEE 12V Rc1 3 9k Rs 200 Rc2 3 3k Re2 2k 假設當外加輸入信號 us 0 時輸出電壓 uo 0 要求 估算當 uo 0 時電路中各處的電流和電壓值 估算總的電壓放大倍數 I o u u u A 和輸入 輸出電阻 Ri Ro 解 解 由于0 O u 故 mAmA R V II c EE CQEQ 6 3 3 3 12 2 22 mAmA I I CQ BQ 18 0 20 6 3 2 2 2 mAmA R URI I c EBeEQ Rc 2 9 3 7 026 3 1 222 1 mAmAIII BQRCQ c 2 2 18 02 21 1 mAmA I I CQ BQ 055 0 40 2 2 1 1 1 VVRIVU cRCCCQ c 2 4 9 3212 11 1 1 交流通路 2 k I mV rr BQ bb be 77 0773 055 0 26 300 26 1 1 k I mV rr BQ bb be 44 0444 18 0 26 300 26 2 2 kkRrR ebei 4 42 22144 0 1 2222 3 186 77 0 4 42 9 3 40 1 21 1 1 1 be ic I O u r RR u u A 56 1 2 120 44 0 3 3 20 1 222 2 2 2 2 ebe c I O u Rr R u u A 290 56 1 186 21 uuu AAA 4 krR bei 77 0 1 5 kRR c 3 3 20 本題的意圖是練習 NPN PNP 直接耦合放大電路的估算方法 題 題 2 25 設圖 P2 25 電路中三極管的 均為 100 且 rbe1 5 6k rbe2 6 2k 試估算 Ri和 Ro 設 RL 分別求出當 RS 0 和 RS 20k 時的 us A 當 RS 20k 時 如果去掉1 u A 的射極輸出器 而將 SS RU和 直接加在第二級的輸入端 此時 us A 試與第 問的結果進行比較 解 解 kk rRRRrRrR bebbebeebei 6 303 2 6 91 30 5 7 1016 5 1 1 22221111 111 kkRRR ibi 5 252 6 303 1500 1 kRR co 12 2 1 當 RS 0 時 6 189 5 193 98 0 5 193 2 6 12100 98 0 6 303 298 1 1 21 2 22 2 111 11 1 uuuus be c u ebe e u AAAA r R A Rr R A 2 當 RS 20k 時 7 175 6 189 205 252 5 252 u Si i us A RR R A 當 RS 20k 時 如果去掉1 u A 的射極輸出器 而將 SS RU和 直接加在第二級的輸入端 此時 kkrRRR bebbi 86 4 2 6 91 30 22221 8 37 5 193 2086 4 86 4 us A 與第 的結果相比 此時的 us A 急劇減小 可見當信號源內阻較大時 采用射極輸出器作為 輸入級可避免 us A 受到嚴重損失 本題的意圖是訓練估算多級放大電路的電壓放大倍數和輸入 輸出電阻 并說明在信號源 內阻比較大的情況下 采用射極輸出器作為輸入極的優(yōu)越性 題 題 2 26 設圖 P2 26 電路中三極管 均為 100 rbe1 6 2k rbe2 1 6k 試估算 Ri和 Ro 分別求出當 RL 和 RL 3 6k 時的 u A 當 RL 3 6k 時 如果去掉1 u A 的射極輸出器 將 RL直接接在第一級的輸出端 此時 u A 試與第 問的結果進行比較 解 解 kkrRRR bebbi 86 4 2 6 91 30 121 不考慮 Re2 RL 時 127127 0 1001 180 12 6 1 1 2 122 kk RRr R cbbe o 考慮 Re2 RL 時 119119 0 6 3 6 3 127 0 2 kkRRRR Leoo 當 RL 時 kkRRrR bebei 6 120 180 6 31016 1 1 22222 3 175996 0176 6 3 1001 6 1 6 3 1001 2 6 6 120 12 100 1 1 222 22 1 21 121 ebe e be ic uuu Rr R r RR AAA 當 RL 3 6k 時 kkRRRrR bLebei 8 9