2021年模擬電子技術(shù)三極管典型例題

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載【例 4-1 】電路如下列圖，晶體管的 100， ube 0.7 v ，飽和管壓降 uces0.4 v ；穩(wěn)壓管的穩(wěn)固電壓uz4v，正向?qū)妷簎d0.7 v ，穩(wěn)固電流 i z 5 ma，最大穩(wěn)固電流 i zm25 ma；試問：（1） 當 ui 為 0 v 、1.5 v 、25 v 時 uo各為多少？（2） 如 rc 短路，將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？【相關(guān)學(xué)問】晶體管工作狀態(tài)的判定，穩(wěn)壓管是否工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的判定以及限流電阻的作用；【解題思路】（1） 依據(jù) ui 的值判定晶體管的工作狀態(tài)；（ 2） 依據(jù)穩(wěn)壓管的工作狀態(tài)判定uo 的值；【解題過程】（1）當 ui 0 時，晶體管截止；穩(wěn)壓

2、管的電流在 i z 和 i zm之間，故 uo uz 4 v；當 ui 15v時，晶體管導(dǎo)通，基極電流假設(shè)晶體管工作在放大狀態(tài)，就集電極電流由于 uouces0.4 v ，說明假設(shè)成立，即晶體管工作在放大狀態(tài)；值得指出的是，雖然當ui 為 0 v 和 1.5 v時 uo均為 4 v，但是緣由不同；前者因晶體管截止、穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓區(qū)，且穩(wěn)固電壓為4 v，使 uo 4 v ；后者因晶體管工作在放大區(qū)使uo 4 v，此時穩(wěn)壓管因電流為零而截止；當 ui 2.5 v 時，晶體管導(dǎo)通，基極電流假設(shè)晶體管工作在放大狀態(tài)，就集電極電流在正電源供電的情形下， uo不行能小于零，故假設(shè)不成立，說明晶體管工作在

3、飽和狀態(tài)；實際上，也可以假設(shè)晶體管工作在飽和狀態(tài)，求出臨界飽和時的基極電流為i b=0.18 ma i bs，說明假設(shè)成立，即晶體管工作在飽和狀態(tài)；（ 2）如 rc 短路，電源電壓將加在穩(wěn)壓管兩端，使穩(wěn)壓管損壞；如穩(wěn)壓管燒斷，就uovcc12 v ；如穩(wěn)壓管燒成短路， 就將電源短路； 假如電源沒有短路愛護措施，就也將因輸出電流過大而損壞【方法總結(jié)】（1） 晶體管工作狀態(tài)的判定：對于npn型管，如 ubeuon（開啟電壓），就處于導(dǎo)通狀態(tài)；如同時滿意 ucubue ，就處于放大狀態(tài)， i c i b；如此時基極電流就處于飽和狀態(tài)，式中i cs 為集電極飽和電流，i bs 是使管子臨界飽和時的基極

4、電流；（ 2）穩(wěn)壓管是否工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的判定：穩(wěn)壓管所流過的反向電流大于穩(wěn)固電流i z 才工作在穩(wěn)壓區(qū)，反向電流小于最大穩(wěn)固電流i zm 才不會因功耗過大而損壞，因而在穩(wěn)壓管電路中限流電阻必不可少；圖示電路中 rc 既是晶體管的集電極電阻，又是穩(wěn)壓管的限流電阻；【例 4-2 】電路如下列圖，晶體管導(dǎo)通時ube0.7v ， =50；試分析 ui 為 0v、1v、1.5v 三種情形下 t 的工作狀態(tài)及輸出電壓 uo的值；【相關(guān)學(xué)問】晶體管的伏安特性；【解題思路】依據(jù)晶體管的管壓降與，以及基極電流和集電極電流的特點， 直接可以判別出管子的工作狀態(tài)，算出輸出電壓；【解題過程】（ 1）當 vbb 0 時

5、， t 截止， uo12v；（ 2）當 vbb 1v 時，由于 a所以 t 處于放大狀態(tài)；（ 3）當 vbb 3v 時，由于 a所以 t 處于飽和狀態(tài)；【例 4-3 】 在 t=25時， 測得某晶體管的 i c=4ma，i b=45，i cbo=1；如晶體管的溫度系數(shù)為1%/，在 t=45時，測得 i b=60，這時 i c=？【相關(guān)學(xué)問】晶體管的直流參數(shù)及溫度特性；【解題思路】依據(jù)晶體管的溫度特性，求出溫度變化后晶體管的、，及；【解題過程】t=25時的值為t=45時，有故【例 4-4 】試問圖示各電路能否實現(xiàn)電壓放大？如不能，請指出電路中的錯誤；圖中各電容對溝通可視為短路；圖a圖b圖c圖d【

6、相關(guān)學(xué)問】放大電路的組成原理；【解題思路】放大電路的作用是把柔弱的電信號不失真地放大到負載所需要的數(shù)值；即要求放大電路既要有肯定的放大才能，又要不產(chǎn)生失真；因此，第一要檢查電路中的晶體管（非線性器件）是否有合適的直流偏置，是否工作在放大狀態(tài)（線性狀態(tài)），其次檢查信號源、放大器和負載之間的信號傳遞通道是否暢通，并具有電壓放大的才能；【解題過程】圖a 電路不能實現(xiàn)電壓放大；電路缺少集電極電阻，動態(tài)時電源相當于短路，輸出端沒有溝通電壓信號；圖b 電路不能實現(xiàn)電壓放大；電路中缺少基極偏置電阻，動態(tài)時電源相當于短路，輸入溝通電壓信號也被短路；圖c電路也不能實現(xiàn)電壓放大；電路中晶體管發(fā)射結(jié)沒有直流偏置電壓

7、，靜態(tài)電流， 放大電路工作在截止狀態(tài)；圖d 電路能實現(xiàn)小信號電壓放大；為了保證輸出信號不失真（截止、飽和），當輸入信號為正時，應(yīng)不足以使三極管飽和；當輸入信號為負時，應(yīng)不會使三極管截止；【例 4-5 】 電路如下列圖；設(shè)晶體管的ube = 0.7v ；試求：(1) 靜態(tài)時晶體管的i bq、i cq、uceq及管子功耗 pc（= i cquceq）值 ；(2) 當加入峰值為 15mv的正弦波輸入電壓 ui 時的輸出電壓溝通重量uo；(3) 輸入上述信號時管子的平均功耗pc（av ） 值，并與靜態(tài)時管子的功耗比較；(4) 如將電路中的晶體管換成另一只的管子，電路仍能否正常放大信號，為什么？【相關(guān)學(xué)

8、問】晶體管放大電路的工作原理；【解題思路】利用估算法求解電路的靜態(tài)工作點，利用微變等效電路法分析輸出信號與輸入信號的關(guān)系，從而求出輸出電壓的大小，進一步分析電路的靜態(tài)功耗與動態(tài)功耗；當晶體管更換后，重新運算靜態(tài)工作點，分析電路失真情形；【解題過程】1(2) 由于，故uo 的峰值為 27.7 mv ， uo 與 u i 的相位相反；(3) 管子在放大電路有信號時的功耗可見，動態(tài)時管子的功耗有所降低；4當=150 時，可見，管子工作于飽和狀態(tài)，故電路不能正常放大信號；【例 4-6 】在圖 a 所示電路中，已知晶體管的=100，r be=1 k ；靜態(tài)時 ubeq=0.7 v， uceq=6 v，i

9、 bq=20a；輸入電壓為 20 mv；耦合電容對溝通信號可視為短路；判定以下結(jié)論是否正確，凡對的在括號內(nèi)打“”，否就打“”；（ 1）電路的電壓放大倍數(shù)（）（）（）（ 2）電路的輸入電阻（）（）（）（）（）（ 3）電路的輸出電阻（）（）（）（ 4）信號源的電壓有效值（）（）【相關(guān)學(xué)問】放大電路的靜態(tài)和動態(tài)的概念，放大電路動態(tài)參數(shù)的物理意義；【解題思路】（1）用直流通路求解靜態(tài)工作點；（ 2）用溝通等效電路求解電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等動態(tài)參數(shù)；【解題過程】為了得到正確結(jié)論，可第一畫出圖a 所示電路的溝通等效電路，如圖b 所示；然后按各動態(tài)參數(shù)的定義分別求解它們的數(shù)值；由圖可得,，（ 1

10、）、均用靜態(tài)量求解，故不正確；當電路帶負載時，輸出電壓應(yīng)為考慮了負載作用的，為空載時的，故也不正確；結(jié)論是：，；（ 2）、均用靜態(tài)量求解ri ，故不正確；放大電路的輸入電阻ri 是放大電路自身的參數(shù)，與信號源內(nèi)阻 rs 無關(guān)，故也不正確；結(jié)論是：，；（ 3）輸出電阻 ro 是放大電路自身的參數(shù)，與負載電阻rl 無關(guān)，故不正確；用靜態(tài)量求解ro ，故也不正確；結(jié)論是：，；（ 4）從圖 b 可知，是在 rs 和 ri 回路中 ri 所得的電壓，故結(jié)論是：，；圖a圖b【方法總結(jié)】在大多數(shù)放大電路中，總是直流電源和信號源同時作用；（ 1）直流電源打算靜態(tài)工作點，需用直流通路求解；（ 2）信號源為電路的

11、輸入回路供應(yīng)動態(tài)電流和電壓，通過放大電路對能量的掌握和轉(zhuǎn)換作用使負載從直流電源獲得放大了的動態(tài)信號；電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻均為動態(tài)參數(shù)，需用溝通等效電路求解；【常見錯誤】混淆靜態(tài)和動態(tài)的概念，誤用靜態(tài)參數(shù)求解動態(tài)參數(shù)或者不能正確懂得各個動態(tài)參數(shù)的物理意義【例 4-7 】單級放大電路如下列圖，已知vcc=15v，,此時調(diào)到，晶體管飽和壓降uces 為 1v，晶體管的結(jié)電容可以忽視；試求：（ 1）靜態(tài)工作點，：（ 2）中頻電壓放大倍數(shù)、輸出電阻、輸入電阻；（ 3）估量上限截止頻率和下限截止頻率；（ 4）動態(tài)范疇=？輸入電壓最大值 ui p =？（ 5）當輸入電壓的最大值大于 ui p 時

12、將第一顯現(xiàn)什么失真？【相關(guān)學(xué)問】（1）共射極放大電路；（ 2）放大電路的頻率特性；【解題思路】（1）依據(jù)直流通路可求得放大電路的靜態(tài)工作點；（ 2）依據(jù)溝通通路可求得放大電路的、；（ 3）依據(jù)高頻區(qū)、低頻區(qū)的等效電路可分別求出和；（ 4）依據(jù)靜態(tài)工作點及溝通負載線的斜率可求得動態(tài)范疇，同時可判定電路顯現(xiàn)失真的狀況（5）依據(jù)電壓放大倍數(shù)和動態(tài)范疇可求出 ui p ；【解題過程】（1） 采納估算法求解靜態(tài)工作點；由圖可知故（ 2）利用微變等效電路法，求解放大電路的動態(tài)指標；（ 3）當電路中只有一個慣性環(huán)節(jié)時， 電路的截止頻率可以表示為，其中為電容所在回路的等效電阻；在高頻區(qū)，依據(jù)題意，晶體管的結(jié)電

13、容可以忽視，影響電路上限截止頻率的電容只有負載等效電容；故電路的上限截止頻率為在低頻區(qū)，影響下限截止頻率的電容有、和；可以分別考慮輸入回路電容（、）輸出回路電容（）的影響，再綜合考慮它們共同作用時對電路下限截止頻率的影響；只考慮輸出回路電容時只考慮輸入回路電容和時，為了簡化運算，忽視偏置電阻及射極電阻的影響，把射極旁路容折算到基極回路，就有由于，所以電路的下限截止頻率為和電（ 4）由于，即電路的最大不失真輸出電壓受截止失真的限制，故電路的動態(tài)范疇輸入電壓最大值（ 5）由上述分析可知，當輸入電壓的最大值大于uip 時，電路將第一顯現(xiàn)截止失真；【例 4-8 】 電路如下列圖；晶體管t 為 3dg4

14、a型硅管，其、r bb =80 ；電路中的 vcc=24v、 rb = 96k 、rc =re=2.4k 、電容器 c1、c2 、c3 的電容量均足夠大、正弦波輸入信號的電壓有效值ui =1v；試求：(1) 輸出電壓 uo1、uo2 的有效值；(2) 用內(nèi)阻為 10k 的溝通電壓表分別測量uo1 、uo2 時，溝通電壓表的讀數(shù)各為多少？【相關(guān)學(xué)問】共射極放大電路、共集電極放大電路；【解題思路】（ 1）依據(jù)共射極、共集電極放大電路的開路電壓放大倍數(shù)求；（ 2）依據(jù)時共射極、共集電極放大電路的電壓放大倍數(shù)求；【解題過程】12設(shè)表內(nèi)阻為 rl，就由以上運算結(jié)果可見，信號由發(fā)射極輸出時，因電路輸出電阻

15、小而帶負載才能強；【常見錯誤】簡單忽視電壓表內(nèi)阻對被測電路的負載效應(yīng)；【例 4-9 】放大電路如圖 a 所示， 晶體管的輸出特性和交、 直流負載線如圖 b 所示；已知，；試求：（ 1）電路參數(shù)、的數(shù)值；（ 2）在輸出電壓不產(chǎn)生失真的條件下，最大輸入電壓的峰值；圖a圖b【相關(guān)學(xué)問】放大電路的靜態(tài)、動態(tài)圖解分析方法；【解題思路】（ 1）由直流負載線可獲得放大電路的靜態(tài)工作點；（ 2）由溝通負載線可獲得放大電路的一些動態(tài)參數(shù)及輸出電壓不失真時最大的輸入電壓；【解題過程】（ 1）從輸出特性和直流負載線可以看出，；由溝通負載線可看出最大不失真輸出電壓幅值受截止失真的限制，輸出電壓的最大值由可以算出由可以

16、算出由可以算出（ 2）由圖 b 看出，就幅值所以輸出電壓不產(chǎn)生失真時的最大輸入電壓的峰值【另一種解法】在運算最大不失真輸入電壓峰值時，仍可通過運算確定，然 后利用的關(guān)系求解；由圖（ b）可知，當輸入信號增大時，放大電路將第一產(chǎn)生截止失真；而電路不產(chǎn)生截止失真的臨界條件是：即而故【例 4-10 】圖為一個放大電路的溝通通路；試在以下三種情形下寫出電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達式：（ 1），信號從基極輸入，放大后從集電極輸出；（ 2），信號從基極輸入，放大后從發(fā)射極輸出；（ 3），信號從發(fā)射極輸入，放大后從集電極輸出；【相關(guān)學(xué)問】共射極、共集電極、共基極放大電路的動態(tài)分析；【解題思路】（

17、1）確定放大電路的類型；（ 2）由放大電路的微變等效電路可得出該電路的、和；【解題過程】（ 1），信號從基極輸入，從集電極輸出，電路為共射極放大電路；電壓放大倍數(shù)，輸入電阻輸出電阻（ 2），信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出，電路為集電極放大電路；電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻（ 3），信號從發(fā)射極輸入，從集電極輸出；電路為共基極放大電路；電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻【例 4-11 】電路如圖 a 所示；電路參數(shù)為： vcc=12v、 r c=2k 、rb=360k ；晶體管 t 為鍺管，其=60、r bb =300 ；電容器 c1=c2=10f、負載電阻 rl =2k ；試求：(1) 電路的靜態(tài)工作

18、點 i bq、i cq 及 uceq值；(2) 電路的動態(tài)指標au 、ri 、ro 及 uopp 值；圖a【相關(guān)學(xué)問】共射極放大電路；【解題思路 】（ 1）依據(jù)放大電路的直流通路求靜態(tài)工作點的值；（ 2）依據(jù)放大電路的微變等效電路求au、ri 、ro 及 uopp【解題過程 】(1) 先畫出直流通路，如圖 b 所示；由圖可知：圖b(2) 畫出放大電路的微變等效電路，如圖c 所示；其中：圖c由微變等效電路可求得再畫出求 ro 的等效電路如圖 d 所示；得：圖d又由于故某放大電路如圖a 所示圖示；已知圖中,，；晶體管 t 的，、，,，；試求：，【例 4-12 】（ 1）電路的靜態(tài)工作點和；(2) 輸入電阻及輸出電阻；（ 3）電壓放大倍數(shù)及圖a【解題思路】（ 1）由放大電路的直流通路確定其靜態(tài)工作點；（ 2）由放大電路的溝通通路確定其輸入、輸出電阻及電壓放大倍數(shù)；【解題過程】（ 1） 由圖 a 可知，該電路是能夠穩(wěn)固靜態(tài)工作點的分壓式偏置共射極放大電路；畫出放大電路的直流通路如圖 b 所示；依據(jù)戴維寧等效電路法圖b圖c將放大電路的直流通路中的輸入回路（包括、）進行戴維寧等效，其等效電路如圖c 所示；圖中：寫出輸入回路的電流方程有由上式，可得(2) 為了運算電路的動態(tài)指標，畫出放大電路的微變等效電路，如圖d