模电第2章晶体管答案
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2.1 已知晶体管工作在线性放大区,并测得个电极对地电位如题图2.1所示。试画出各晶体
管的电路符号,确定每管的b、e、c极,并说明是锗管还是硅管。
0.7V
-0.7V
4V
4V
0V
8V
0V
-8V
3.7V
1V
9V
(a)
(b)
(c)
(d)
题图2.1
解:
8V
-8V
题图(a):
题图(b):
0.7V
硅NPN
-0.7V
硅PNP
0V
0V
1V
9V
题图(c):
题图(d):
3.7V
锗PNP
4.3V
锗NPN
4V
4V
2.3 已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图
2.3所示,试判别各晶体管的工作状态(放
大、饱和、截止或损坏)。
-5V
8V
6.6
12V
2.5V
V 3V
-0.3V
3AX81
3BX1
6.3V
3CG21
3DG8
3V
0V
0V
7V
(a) (b)
(c)
(d)
题图2.3
1
4.3V
解:题图(a)3AX为PNP锗管,
U
BE
0.3
V(正偏),
U
CE
4.7
V(反偏),放大状
态
题图(b):e结反偏,c结反偏,截止状态
题图(c):e结正偏,c结正偏,饱和状态
题图(d):e结开路,晶体管损坏
oo
U
BE(on)
0.65
V,
I
CBO10
pA。2.5某晶体三极管在室温
25C
时的
80<
br>V,试求
70C
的
,
U
BE(on)
和<
br>I
CBO
的数值。
解:
(70
o
C)<
br>
(25
o
C)
(0.005~0.01)80(7
025)98~116
U
BE(70
o
C)
UBE(25
o
C)
2.5
702
5
527.5(mV)
I
CBO(70
o
C
)
I
CBO(25
o
C)
2
7025
10226.3
pA
2.6某晶体管的共射输出特性曲线如题图2.6所示
(1)
求I
BQ
=0.3mA时,Q
1
、Q
2
点的β值。
(2) 确定该管的U
(BR)CEO
和P
CM
。
题图2.6
解:(1)Q
1
点:
50,Q
2
点:
0。
(2)
U
(BR)CEO
40V,P
CM
330mW。
2.7
硅晶体管电路如题图2.7所示。设晶体管的
U
BE(on)
作状态。
0.7
V,
100
。判别电路的工
2
9V
R
C
470k
2k
R
B
1V
D
0.3V
(a)
R
E
1k
T
15V
R
B
R
C
T
R
E
1k
100k
2k
15V
(b)
题图2.7
(c)
a<
br>
中,由于U
BE
0,因而管子处于截止状态。U
C
U<
br>CC
12V。
解:
在题图
题图(b):
IBQ
150.7
25
A
R
B
(1
)R
E
I
CQ
I
BQ
2.5mA
U
CEQ
152.537.5(V)<
br>处于放大状态
题图(c):
I
BQ
71
A,<
br>I
CQ
7.1
mA
U
CEQ
157.1(21)6.3
(V)
不可能,表明晶体管处于饱和状态。
2.9 晶体管电路如题图2.9所示。已知
β
=
100
,
U
BE
=
0.3V
(1)估算直流工作点I
CQ
、
U
CEQ
。
(2
)若偏置电阻R
B1
、
R
B2
分别开路,试分别估算集电极电位U<
br>C
值,并说明各自的工作状
态。
(3)若R
B2
开路时要求
I
CQ
=
2mA,试确定R
B1
应取多大值。
3
题图2.9
解:(1)U
RB2
I
CQ
R
B2
15
U
CC
122.9V
R
B1
R
B2
4715
U
RB
2
0.3
2.90.3
2mA
R
E
1.3
U
CEQ
U
ECQ
U
CC
I
C
Q
(R
E
R
C)
122(1.32
)
5.4V
(2)当R
B1
开路时,I
3Q
=0,管子截止。U
C
=0.
当R
B2
开路时,则有
I
B
U
CC
0.3
120.3
0.066mA
R
B1
(1
)R
E
471
011.3
U
CC
U
CE(sat)
(R
E
R
C
)
120.3
0.035mA
(1.
32)100
120.3
27.1V
21.3
I
B(s
at)
因为I
B
I
B(sat)
,所以晶体管处于饱和
状态。此时
U
C
U
CC
U
CB(sat)R
C
R
E
R
C
(3)当RB2
开路时,由于
I
CQ
U
CC
U
BE
120.3
1002mA
R
B1
(1
)R
E
R
B1
1011.3
由此解得RB1
=454K
4
2.14
判别题图2.14 所示各电路能否对正弦信号进行电压放大?为什么?各电容对电信号
可视作短路。
U
CC
R
B
T
C
1
R
E
C
2
+
v
o
+
u
i
C
1
C
B
R
B
R
C
T
R
E
C
2
C
E
+
u
o
U
CC
+
u
i
(a)
(b)
U
CC
R
C
U
CC
R
B
R
C
C
2
+
u
o
+
u
i
C
1
R
B
T
R
E
R
E
C
2
u
o
+
u
u
i
i
T
C
1
R
C
(c)
(d)
u
i
u
i
(e) (f)
题图2.14
解:图(a):因为输出信号被短路了,所以不能进行电压放大。
图(b):因为输入信号被
C
B
短路了,所以不能进行电压放大。
5
图(c)中管子截止,电路不能正常放大。应将R
B
改接
在b极与地之间。
图(d):晶体管基极偏置为零,不能进行放大。
图(e)中会使e结烧
坏且输入信号短路,因而电路不能正常放大,应在b极到Ucc之间
接偏置电阻R
B
。
2.17图(f)中电路可以正常放大。放大电路如图2.17(a)所示,正常工作时静态
工作点为Q。
(1)如工作点变为图2.17(b)中的
Q
和
Q
,试
分析是由电路中哪一元件参数改变而引起
的? (2)如工作点变为图2.17(c)中
Q和
Q
的,又是电路中哪一元件参数改变而引起
的?
'''
'''
U
CC
C
1
+
u
i
R
B
R
C
T
R
L
C
2
+
u
o
i
c
'
Q
Q
Q
i
c
'
'
Q
'
Q
Q
'
'
0
(a)
题图2.17
U
CC
(b)
u
CE
0
(c)
U
CC
u
CE
解
:(1)
U
CC
不变,
R
B
不变,
I
BQ
不变,而
R
C
变化,工作点的变化可见图2.13(b)。若
原工作
点为Q,
R
C
减小时,移至
Q
,
R
C
增加
时,移至
Q
'
。
(2)
R
C
不变,负载线斜
率不变,和同时变化,工作点的变化如图2.13(c)所示。如原
工作点为Q,
U
C
C
增加,
R
B
也增加,工作点可移至
Q
,反之,
U
CC
下降,
R
B
也下降,工
作点可移至
Q
'
。
2.18放大电路及晶体管三极管的输出特性如题图2.18(a)和(b)
所示。设
U
BE(on)
0
,
各电容对信号视作短路。
(1)晶体管的
和
r
ce
各为多少?
(2)在图2.18(b)上作直流负载线和交流负载线。
'
'
'
'
6
(3)如图2.
18(a)电路中加接
R
L
2
k
的负载,重复(2)。
(4)当
R
'
L
R
C
R
L
2k2k
时,为得到最大的输出电压振幅值U
om
,工作点如何
选取(调
节
R
B
)?此时U
om
=?
R
B
的值又应
为多少?
i
CE
mA
R
C
+
u
o
C
E
6
5
4
3
2
1
0
(a)
题图2.18
解:(
1)输出特性理想化,
U
A
,r
ce
,
100
。
(2)先求工作点
I
BQ
2
②
③
60
A
50
A
40
A
30
A
20
A
①
10
A
10
12
u
CE
V
R
B
500
C
1
+
u
i
2k
k
T
C
2
R
E
Q
④
4
6
'
Q
1k
8
(b)
U
CC
U
BE(on)
R
B
(1
)R
E
12
,直流负载线
20
(
A)
500100
U
CE
U
CC
I
C
(R
C
R
E
)123I
C
,取两点
U
CE
0,I
C
4mA;I<
br>C
0,U
CE
12V
,可得直流负载线如图
点
Q(
U
CEQ
6
V,
I
CQ
2
mA)
,交流负载线的斜率为
②线(交流负载线)。
2.18(b)中①线,工作
11
,可得图2.18(b)中
R
C
2
(3)此时直
流负载线不变,仍如图2.14(b)中①线,而交流负载线的斜率为
如图2.18(b)中
③线。
11
,
R
C
R
L
1
(4)为得最大
U
om
,工作点应选在交流负载之中点。将图2.18(b)中③线(
R
'
L
=1k
)
'
平移使之
与直流负载线①线的交点是此交流负载线之中点,即
Q
点(
U'
CEQ
3
V,
I
'
CQ
3
mA)。此时,
U
om
=3V。
调节
R
B
使
I
'
BQ
30
A,则
3010
6
7
U
CC
U
BE
on
12
,解得
3
R
B
(1
)R
ER
B
10110
R
B
300
k<
br>
。
2.19 图2.19(a)放大电路中,设晶体管的输出特性曲线如
图2.19(b)所示。
U
CC
12
V,
R
B
300
k
,
R
C
3
k,直流负载线如图2.1
9(b)中粗实线所示。Q点为
I
CQ
2
mA,
U
CEQ
6
V。
(1)如电路中
R
L
3
k
,试做出该电路的交流负载线。
(2)如基极正弦波电流
i
b<
br>的峰值为40
A(即在0~
80
A范围内变动),试画出
相应的
i
c
与u
o
的变化波形,并标出该放大电路中不失真的最大输
出电压的峰峰值U
O(p-p)
。
i
C
mA
6
U
CC
C
1
R
S
U
s
+
R
B
R
C
T
R
L
C
2
+
u
o
5
4
i
c
3
2
1
0
B
Q
2
A
3
6
P
u
ce
(a)
9
M
Q
N
Q
1
i
B
=120
A
100
60
A
40
A
20
A
80
A
i
b
12
u
CE
V
图2.19
'
(b)
U
o(p-p)
解:(1) 在图2.19(b)上作斜率为
1R
L
1(33)k11.5k
的辅助线AB,
再过
Q点作平行于AB的直线MN,MN即为交流负载线。
或者:设P点是Q点在横轴上的垂足,QP相应
于
I
CQ
2
mA的值,因此,在横轴上
截PM=
I
CQ
R
L
3
V,连接MQ并延长至纵轴N的直线就是斜率为
1
R
L
的交流负载线。
(2)在图2.19(b)上以Q点为中心,以
ib
40
A那根线起始,画幅度为
40
A
的
正弦波,即从
40
A
变到
80
A<
br>,再回到
40
A
;接着变到
0
A
,再返回到
40
A
,变成一
个周期,如图所示。随着
i
b
的变化,输出回路的工作点将沿着交流负载线(而不是沿着直流
负载线)上、下移动
,即Q点在
Q
1
至
Q
2
范围内变化,由此即可画出相应的<
br>u
ce
(即
u
o
)
'
'
8
和
i
c
的正弦波型。图(b)中有斜线的电压和
电流波形对应
u
i
的正半周。不难看出,
u
o
与
u
i
(即
i
b
)的相位是相反的(相位差
180
)。
从图看出波形无明显失真,所以
U
o(PP)
936
(V)
0
2.20
放大电路如题图2.20(a)所示,已知β
=
50,
U
BE
=0.7V
,
U
CBE
=0
,
R
C
=2K
,R
L
20K,U
CC
12V
.
(1)若要求放大电路由最大的输出动态范围,问R
B
应调到多大?
(2)若已知该电路的交、直流负载线如题图2.20(b)所示,试求:U
CC
=?
R
C
=? U
CEQ
=? I
CQ
=?
R
L
=? R
B
=? 输出动态范围U
OPP
=?
题图2.20
解:(1)要求动态范围最大,应满足
ICQ
R
L
U
CEQ
U
CES
U
CC
I
CQ
R
C
U
CES
即I
CQ<
br>(220)122I
CQ
0.7
解得I
CQ
3mA,
I
BQ
R
B
I
CQ
50
0
.06mA
3
U
CC
U
BE120.7
188K
I
BQ
0.06
(2)由直流负载
线可知:
9
122
4K,U
C
EQ
5V,I
CQ
2mA,R
L
R
C
RL
4R
L
1,
32
I
CQ
2
即
R
L
1.3K.而I
BQ
0.04mA则
50
UU
BE
120.7
R
B
CC
283K
I
BQ
0.04
U
CC
12V,R
C
U
OPP
2U
om
2(64)4V
2.23试计算题图2.23所示共射放大电路的静态工作点U
CEQ
,源电压放大倍
数
A
us
U
o
,
U
s
输入电阻
R
i
和输出电阻
R
o
。设基极静态电流
I
BQ
20
A,
R
C
2
k
,
R
L
2
k
,
U
CC
9<
br>V,
R
S
150
,
r
bb
'
0
,厄尔利电压
U
A
100
V,
100,C为隔直、耦合
电容。
U
CC
R
B
R
C
V
R
L
+
U
o
C
R
S
+
U
s
+
U
i
题图2.23
解:(1)计算工作点和
r
b
'
e
、
r
ce。已知
I
BQ
20
A
则
I
CQ
I
BQ
1000.022
(mA)
U
CEQ
U
CEQ
U
CC
IRC
U
CC
I
CQ
R
L
U
CEQ
R92<
br>
C
2
2<
br> (V)
由以上关系式可以看出,因电路输出端没有隔直电容,负载电阻
R
L
与工作点有关。由上式
解得
U
CEQ
2.5
V
而
10
r
b
'
e
1
U
T
U26
T
1001.3
(k
)
I
EQ
I
CQ
2
r
ce
U
A
100
50
(k
)
I
CQ
2
(2)计算源电压放大倍数
A
us
。
先画出图2.13电路的小信号等效电路如下图所示。
i
i
=i
b
+
R
s
+
U
s
i
c
i
o
+
R
C
R
L
U
i
U
b
'
e
r
b
'
e
g
m
v
b
'
e
(
i
b
)
r
ce
U
o
R
i
图2.17(b)
R
o
A
us
< br>r
b
'
e
U
o
U
i
rR
C
R
L
ce
U
i
Us
r
b
'
e
R
S
r
be
;
r
ce
R
c
R
L
5022
100 69
R
S
r
b
'
e
0.151.3
(3)计算输入电阻
R
i
、输出电阻
R
o
。
R< br>i
r
b
'
e
1.3
k
R
o
R
c
r
ce
R
C
2
k
11
2.27电路如题图2.27所示
,BJT的
100
,
r
bb
'
0
,
U
T
26
mA,基极静态电流由电
流源I
B
提供
,设
I
B
20
A,R
S
=0.15k,R
E
R
L
2
k
。试计算
Au
电容C对信号可视为短路。
i
b
C
R
S
+
U
s
+
U
i
I
B
V
R
E
R
o
题图2.27
解:
I
CQ
I
BQ
100202
(mA)
R
L
+
U
o
R
S
+
U
s
+
U
0
、
R
i
和
R
o
。
U
i
r
b
'
e
U
i
R
E
R
i
(b)
i
b
R
C
R
L
R
o
+
U
o
R
i
r
b
'
e
U
T
26
1001.3
(k
)
I
CQ
2
其小信号等效电路如图(b)所示。 R
i
r
b
'
e
1
R
E
R
L
1.3
1
100
22
102.3
(k
) A
vs
1
R
E
R
L
101(22)
R
S
rbe
1
R
E
R
L
0.15102.3
'
U
o
U
o
U
i
1
R
E
R
L
R
i
U
s
U
i
U
s
R
i
R
S
R
i
0.986
用辅助电源法可求得输出电阻为
R
oR
E
R
S
r
b
'
e
1
2
0.151.3
14.4()
101
12
2.29 基放大电路如题图2.29(a)
所示。已知晶体管的
r
bb
'
0
,
r
b
'
e
1.3
k
,
r
ce
50
k
,
100
;
R
S
150<
br>,
R
C
R
L
2
k
,
R
E
1
k
,各电容对交流信号可视为短
路。试计算电压
增益
A
us
C
1
R
S
+
U
s
+
U
i
R
E
R
B2
R
i
题图2.29
解:其交流通路和小信号等效电路分别如图2.21(b)和(c),则
V
R
S
+
v
s
+
v
i
R
E
R
C
R
L
+
v
o
R
S
+
U
s
+
U
i
r
be
R
E
i
b
R
C
R
L
i
e
βi
b
i
c
i
o
+
U
o
R
B1
C
3
R
o
U
0
、
输入电阻
R
i
和输出电阻
R
o
。
U
i
V
C
2
+
R
C
R
L
U
o
R
i
(b)
R
o
R
i
(c)
图2.29
R
'
o
R
o
A
v
s
U
o
U
o
U
i
R
C
R
L
U
s
U
i<
br>U
s
r
be
R
E
R
E
r
be
1
r
be
R
S
1
R
C
R
L
22
6.13
r
be
0.0130.15
R
S
1
r
R
i
R
E
be
13
1
用辅助电源法可求得晶体管共基组态的输出电阻为
R
o
R
C
2k
2.30 在题图2.30
所示的共基放大电路中,晶体管的β
=
50,
r
be
2.2k<
br>.
(1) 计算放大器的直流工作点。
(2)
求放大器的A
u2
、
R
i
和R
o
。
13
题图2.30
解:(1)U
B
I
CQ
R
B2
1512
U
CC
4V
R
B1
R
B2
3015
U
B
U
BE
40.7
1.65mA
R
E
2
2
626
5050838
I
CQ
1.65
U
CEQ
U
CC
I
CQ
(R
C
R
E
)121.65(23)3.75V
(2)r
be
r
bb
A
u
U
0
R
50(33)
=89.5
U
i
r
be
0.838
r
be
0.838
216
1
51
R
0
R
C
3K
R
i
R
E
2.34组合放大电路如题图2.34所示。已知两个晶体管的参数相
同:
r
bb
'
0
,
r
b
'
e<
br>1
k
,
50
,
r
ce
;
R
C
R
L
5
k
,
R
E
1
k
,
R
B
15
0
k
。
(1)画出该电路的交流通路。
(2)求该电路的输入
电阻
R
i
、
A
u
U
o
电压增益
和输出电阻
R
o
。
U
i
14
U
CC
R
B
+
U
i
V
1
V
2
R
E
R
C
+
R
L
U
o
R
i
R
i
(a)
题图2.34
解:(1)该电路的交流通路如图2.34(b)所示。
(2)
R
i
R
B
r
b
'
e
(1
)
R
E
r
be
22.5
k
,
A
u
125
,
R
o
5
k
2.31 三级放大电路如题图
'
V
1
+
U
i
R
B
V
2
R
E
R
i2
(b)
R
C
R
o
+
R
L
U
o
R
i1
R
o
5.7(a)所示。设晶体管V
1
~ V
3
的
49,U
BE(on)
0.7V,r
ce
,r
b
b
0
,D
1
和D
2
的直流压降为0.7V。已知静态I
EQ3
=3mA。各电容对交流信号可视作短路。
(1)试求各管的静态集电极电流I
CQ
。
(2)计算电压放大倍数
A
u
U
o
,输入电阻R
i
和输出电阻R
o
。
U
i
15
R
2
R
B
+
U
i
V
1
C
1
R
1
2k
R
i
(a)
i
b1
+
R
B
U
i
r
b’e1
3k
V
2
D
1
D
2
V
3
R
3
2k
R
o
U
CC
12V
+
U
o
i
b1
i
b2
r
b’e2
i
b3
r
b’e3
R
2
2r
e
(b)
R
3
+
U
o
i
b2
i
b3
题图2.35
解:(1)
I
CQ3
I
CQ2
49
32.94(mA)
1
50
UU
BE(on
)
I
EQ3
R
3
CC
I
BQ3R
2
I
EQ3
120.732<
br>I
EQ3
1.7mA
31
U2U
D
2.1491.7
I
CQ1
BE(on)
IBQ2
1mA
R
1
1
25049
(2)等效电路如图2.35(b)所示。
(3)首先求各管的
r
b
'
e
16
r
b'e1
r
b'e2
U
T
26
491.27k
I
CQ1
1
U
T
26
49749,
I
CQ2
1.7U26
r
e
T
15.3
I
CQ21.7
r
b'e3
U
T
26
4
9433,
I
CQ3
2.94
1
<
br>
R
3
R
2
<
br>r
b'e3
1
R
3
1
R
1
r
b'e2
1
2r
e
r
b'e3
1
R
3
r
b'e2
1
<
br>
2r
e
r
b'e1
1<
br>
R
1
r
b'e2
1
2r
e
493
<
br>0.433502
502
0.749502
0.0153
502
0.43350
2
0.7495020.0153
1.27502
0.7495020.0153
1
62.6
0.98
A
u
61.3
R
i
R
B
r
b
'
e1
(1
)R
1
r
b
'
e2
(1
)2r
e
(R
B<
br>54.5)k
R
o
R
3
r
b
'
e3
R
2
2
0.4333
20.06969(
)
50
1
2.36两级放大电路如题图2.36所示,各电容对交流信号可视作短路。
U
CC
C
1
R
S
+
U
s
R
E1
R
1
C
2
R
5
R
6
R
L
R
2
V
1
R
3
R
4
V
2
C
4
+
U
o
题图2.36
(1)试画出电路的交流通路和直流通路。
(2)说明各级的电路组态和耦合方式。
(3)R
1
和R
2
的作用是什么?R
L
短路对电路有何影响?
(4)R
E1
开路对电路有何影响?
17
解: (1)交流通路和直流通路分别如题图2.36(b)(c)所示
U
CC
V
1
R
S
+
U
s
V
2
R
3
R
5
R
4
R
6
R
L
+
R
2
U
o
R
1
R
3
V
1
R
E1
R
5
R
4
V
2
R
6
V
CC
R
E1
(b)
题图2.36
(c)
(2) V
1
组成共基电路,V
2
组成共射电路,信号与
电路输入端、输出端与负载、级间均
采用阻容耦合方式
(3) R
1和R
2
是晶体管V
1
的基极偏置电路。R
1
短路将使V
1
截止。
(4)
R
E1
开路,V
1
无直流通路,则V
1
截止。
18
2.1 已知晶体管工作在
线性放大区,并测得个电极对地电位如题图2.1所示。试画出各晶体
管的电路符号,确定每管的b、e
、c极,并说明是锗管还是硅管。
0.7V
-0.7V
4V
4V
0V
8V
0V
-8V
3.7V
1V
9V
(a)
(b)
(c)
(d)
题图2.1
解:
8V
-8V
题图(a):
题图(b):
0.7V
硅NPN
-0.7V
硅PNP
0V
0V
1V
9V
题图(c):
题图(d):
3.7V
锗PNP
4.3V
锗NPN
4V
4V
2.3 已
测得晶体管电极管各电极对地电位如题图2.3所示,试判别各晶体管的工作状态(放
大、饱和、截止或
损坏)。
-5V
8V
6.6
12V
2.5V
V
3V
-0.3V
3AX81
3BX1
6.3V
3CG21
3DG8
3V
0V
0V
7V
(a) (b)
(c)
(d)
题图2.3
1
4.3V
解:题图(a)3AX为PNP锗管,
U
BE<
br>0.3
V(正偏),
U
CE
4.7
V(反偏),放大
状
态
题图(b):e结反偏,c结反偏,截止状态
题图(c):e结正偏,c结正偏,饱和状态
题图(d):e结开路,晶体管损坏
oo
U
BE(on)
0.65
V,
I
CBO10
pA。2.5某晶体三极管在室温
25C
时的
80<
br>V,试求
70C
的
,
U
BE(on)
和<
br>I
CBO
的数值。
解:
(70
o
C)<
br>
(25
o
C)
(0.005~0.01)80(7
025)98~116
U
BE(70
o
C)
UBE(25
o
C)
2.5
702
5
527.5(mV)
I
CBO(70
o
C
)
I
CBO(25
o
C)
2
7025
10226.3
pA
2.6某晶体管的共射输出特性曲线如题图2.6所示
(1)
求I
BQ
=0.3mA时,Q
1
、Q
2
点的β值。
(2) 确定该管的U
(BR)CEO
和P
CM
。
题图2.6
解:(1)Q
1
点:
50,Q
2
点:
0。
(2)
U
(BR)CEO
40V,P
CM
330mW。
2.7
硅晶体管电路如题图2.7所示。设晶体管的
U
BE(on)
作状态。
0.7
V,
100
。判别电路的工
2
9V
R
C
470k
2k
R
B
1V
D
0.3V
(a)
R
E
1k
T
15V
R
B
R
C
T
R
E
1k
100k
2k
15V
(b)
题图2.7
(c)
a<
br>
中,由于U
BE
0,因而管子处于截止状态。U
C
U<
br>CC
12V。
解:
在题图
题图(b):
IBQ
150.7
25
A
R
B
(1
)R
E
I
CQ
I
BQ
2.5mA
U
CEQ
152.537.5(V)<
br>处于放大状态
题图(c):
I
BQ
71
A,<
br>I
CQ
7.1
mA
U
CEQ
157.1(21)6.3
(V)
不可能,表明晶体管处于饱和状态。
2.9 晶体管电路如题图2.9所示。已知
β
=
100
,
U
BE
=
0.3V
(1)估算直流工作点I
CQ
、
U
CEQ
。
(2
)若偏置电阻R
B1
、
R
B2
分别开路,试分别估算集电极电位U<
br>C
值,并说明各自的工作状
态。
(3)若R
B2
开路时要求
I
CQ
=
2mA,试确定R
B1
应取多大值。
3
题图2.9
解:(1)U
RB2
I
CQ
R
B2
15
U
CC
122.9V
R
B1
R
B2
4715
U
RB
2
0.3
2.90.3
2mA
R
E
1.3
U
CEQ
U
ECQ
U
CC
I
C
Q
(R
E
R
C)
122(1.32
)
5.4V
(2)当R
B1
开路时,I
3Q
=0,管子截止。U
C
=0.
当R
B2
开路时,则有
I
B
U
CC
0.3
120.3
0.066mA
R
B1
(1
)R
E
471
011.3
U
CC
U
CE(sat)
(R
E
R
C
)
120.3
0.035mA
(1.
32)100
120.3
27.1V
21.3
I
B(s
at)
因为I
B
I
B(sat)
,所以晶体管处于饱和
状态。此时
U
C
U
CC
U
CB(sat)R
C
R
E
R
C
(3)当RB2
开路时,由于
I
CQ
U
CC
U
BE
120.3
1002mA
R
B1
(1
)R
E
R
B1
1011.3
由此解得RB1
=454K
4
2.14
判别题图2.14 所示各电路能否对正弦信号进行电压放大?为什么?各电容对电信号
可视作短路。
U
CC
R
B
T
C
1
R
E
C
2
+
v
o
+
u
i
C
1
C
B
R
B
R
C
T
R
E
C
2
C
E
+
u
o
U
CC
+
u
i
(a)
(b)
U
CC
R
C
U
CC
R
B
R
C
C
2
+
u
o
+
u
i
C
1
R
B
T
R
E
R
E
C
2
u
o
+
u
u
i
i
T
C
1
R
C
(c)
(d)
u
i
u
i
(e) (f)
题图2.14
解:图(a):因为输出信号被短路了,所以不能进行电压放大。
图(b):因为输入信号被
C
B
短路了,所以不能进行电压放大。
5
图(c)中管子截止,电路不能正常放大。应将R
B
改接
在b极与地之间。
图(d):晶体管基极偏置为零,不能进行放大。
图(e)中会使e结烧
坏且输入信号短路,因而电路不能正常放大,应在b极到Ucc之间
接偏置电阻R
B
。
2.17图(f)中电路可以正常放大。放大电路如图2.17(a)所示,正常工作时静态
工作点为Q。
(1)如工作点变为图2.17(b)中的
Q
和
Q
,试
分析是由电路中哪一元件参数改变而引起
的? (2)如工作点变为图2.17(c)中
Q和
Q
的,又是电路中哪一元件参数改变而引起
的?
'''
'''
U
CC
C
1
+
u
i
R
B
R
C
T
R
L
C
2
+
u
o
i
c
'
Q
Q
Q
i
c
'
'
Q
'
Q
Q
'
'
0
(a)
题图2.17
U
CC
(b)
u
CE
0
(c)
U
CC
u
CE
解
:(1)
U
CC
不变,
R
B
不变,
I
BQ
不变,而
R
C
变化,工作点的变化可见图2.13(b)。若
原工作
点为Q,
R
C
减小时,移至
Q
,
R
C
增加
时,移至
Q
'
。
(2)
R
C
不变,负载线斜
率不变,和同时变化,工作点的变化如图2.13(c)所示。如原
工作点为Q,
U
C
C
增加,
R
B
也增加,工作点可移至
Q
,反之,
U
CC
下降,
R
B
也下降,工
作点可移至
Q
'
。
2.18放大电路及晶体管三极管的输出特性如题图2.18(a)和(b)
所示。设
U
BE(on)
0
,
各电容对信号视作短路。
(1)晶体管的
和
r
ce
各为多少?
(2)在图2.18(b)上作直流负载线和交流负载线。
'
'
'
'
6
(3)如图2.
18(a)电路中加接
R
L
2
k
的负载,重复(2)。
(4)当
R
'
L
R
C
R
L
2k2k
时,为得到最大的输出电压振幅值U
om
,工作点如何
选取(调
节
R
B
)?此时U
om
=?
R
B
的值又应
为多少?
i
CE
mA
R
C
+
u
o
C
E
6
5
4
3
2
1
0
(a)
题图2.18
解:(
1)输出特性理想化,
U
A
,r
ce
,
100
。
(2)先求工作点
I
BQ
2
②
③
60
A
50
A
40
A
30
A
20
A
①
10
A
10
12
u
CE
V
R
B
500
C
1
+
u
i
2k
k
T
C
2
R
E
Q
④
4
6
'
Q
1k
8
(b)
U
CC
U
BE(on)
R
B
(1
)R
E
12
,直流负载线
20
(
A)
500100
U
CE
U
CC
I
C
(R
C
R
E
)123I
C
,取两点
U
CE
0,I
C
4mA;I<
br>C
0,U
CE
12V
,可得直流负载线如图
点
Q(
U
CEQ
6
V,
I
CQ
2
mA)
,交流负载线的斜率为
②线(交流负载线)。
2.18(b)中①线,工作
11
,可得图2.18(b)中
R
C
2
(3)此时直
流负载线不变,仍如图2.14(b)中①线,而交流负载线的斜率为
如图2.18(b)中
③线。
11
,
R
C
R
L
1
(4)为得最大
U
om
,工作点应选在交流负载之中点。将图2.18(b)中③线(
R
'
L
=1k
)
'
平移使之
与直流负载线①线的交点是此交流负载线之中点,即
Q
点(
U'
CEQ
3
V,
I
'
CQ
3
mA)。此时,
U
om
=3V。
调节
R
B
使
I
'
BQ
30
A,则
3010
6
7
U
CC
U
BE
on
12
,解得
3
R
B
(1
)R
ER
B
10110
R
B
300
k<
br>
。
2.19 图2.19(a)放大电路中,设晶体管的输出特性曲线如
图2.19(b)所示。
U
CC
12
V,
R
B
300
k
,
R
C
3
k,直流负载线如图2.1
9(b)中粗实线所示。Q点为
I
CQ
2
mA,
U
CEQ
6
V。
(1)如电路中
R
L
3
k
,试做出该电路的交流负载线。
(2)如基极正弦波电流
i
b<
br>的峰值为40
A(即在0~
80
A范围内变动),试画出
相应的
i
c
与u
o
的变化波形,并标出该放大电路中不失真的最大输
出电压的峰峰值U
O(p-p)
。
i
C
mA
6
U
CC
C
1
R
S
U
s
+
R
B
R
C
T
R
L
C
2
+
u
o
5
4
i
c
3
2
1
0
B
Q
2
A
3
6
P
u
ce
(a)
9
M
Q
N
Q
1
i
B
=120
A
100
60
A
40
A
20
A
80
A
i
b
12
u
CE
V
图2.19
'
(b)
U
o(p-p)
解:(1) 在图2.19(b)上作斜率为
1R
L
1(33)k11.5k
的辅助线AB,
再过
Q点作平行于AB的直线MN,MN即为交流负载线。
或者:设P点是Q点在横轴上的垂足,QP相应
于
I
CQ
2
mA的值,因此,在横轴上
截PM=
I
CQ
R
L
3
V,连接MQ并延长至纵轴N的直线就是斜率为
1
R
L
的交流负载线。
(2)在图2.19(b)上以Q点为中心,以
ib
40
A那根线起始,画幅度为
40
A
的
正弦波,即从
40
A
变到
80
A<
br>,再回到
40
A
;接着变到
0
A
,再返回到
40
A
,变成一
个周期,如图所示。随着
i
b
的变化,输出回路的工作点将沿着交流负载线(而不是沿着直流
负载线)上、下移动
,即Q点在
Q
1
至
Q
2
范围内变化,由此即可画出相应的<
br>u
ce
(即
u
o
)
'
'
8
和
i
c
的正弦波型。图(b)中有斜线的电压和
电流波形对应
u
i
的正半周。不难看出,
u
o
与
u
i
(即
i
b
)的相位是相反的(相位差
180
)。
从图看出波形无明显失真,所以
U
o(PP)
936
(V)
0
2.20
放大电路如题图2.20(a)所示,已知β
=
50,
U
BE
=0.7V
,
U
CBE
=0
,
R
C
=2K
,R
L
20K,U
CC
12V
.
(1)若要求放大电路由最大的输出动态范围,问R
B
应调到多大?
(2)若已知该电路的交、直流负载线如题图2.20(b)所示,试求:U
CC
=?
R
C
=? U
CEQ
=? I
CQ
=?
R
L
=? R
B
=? 输出动态范围U
OPP
=?
题图2.20
解:(1)要求动态范围最大,应满足
ICQ
R
L
U
CEQ
U
CES
U
CC
I
CQ
R
C
U
CES
即I
CQ<
br>(220)122I
CQ
0.7
解得I
CQ
3mA,
I
BQ
R
B
I
CQ
50
0
.06mA
3
U
CC
U
BE120.7
188K
I
BQ
0.06
(2)由直流负载
线可知:
9
122
4K,U
C
EQ
5V,I
CQ
2mA,R
L
R
C
RL
4R
L
1,
32
I
CQ
2
即
R
L
1.3K.而I
BQ
0.04mA则
50
UU
BE
120.7
R
B
CC
283K
I
BQ
0.04
U
CC
12V,R
C
U
OPP
2U
om
2(64)4V
2.23试计算题图2.23所示共射放大电路的静态工作点U
CEQ
,源电压放大倍
数
A
us
U
o
,
U
s
输入电阻
R
i
和输出电阻
R
o
。设基极静态电流
I
BQ
20
A,
R
C
2
k
,
R
L
2
k
,
U
CC
9<
br>V,
R
S
150
,
r
bb
'
0
,厄尔利电压
U
A
100
V,
100,C为隔直、耦合
电容。
U
CC
R
B
R
C
V
R
L
+
U
o
C
R
S
+
U
s
+
U
i
题图2.23
解:(1)计算工作点和
r
b
'
e
、
r
ce。已知
I
BQ
20
A
则
I
CQ
I
BQ
1000.022
(mA)
U
CEQ
U
CEQ
U
CC
IRC
U
CC
I
CQ
R
L
U
CEQ
R92<
br>
C
2
2<
br> (V)
由以上关系式可以看出,因电路输出端没有隔直电容,负载电阻
R
L
与工作点有关。由上式
解得
U
CEQ
2.5
V
而
10
r
b
'
e
1
U
T
U26
T
1001.3
(k
)
I
EQ
I
CQ
2
r
ce
U
A
100
50
(k
)
I
CQ
2
(2)计算源电压放大倍数
A
us
。
先画出图2.13电路的小信号等效电路如下图所示。
i
i
=i
b
+
R
s
+
U
s
i
c
i
o
+
R
C
R
L
U
i
U
b
'
e
r
b
'
e
g
m
v
b
'
e
(
i
b
)
r
ce
U
o
R
i
图2.17(b)
R
o
A
us
< br>r
b
'
e
U
o
U
i
rR
C
R
L
ce
U
i
Us
r
b
'
e
R
S
r
be
;
r
ce
R
c
R
L
5022
100 69
R
S
r
b
'
e
0.151.3
(3)计算输入电阻
R
i
、输出电阻
R
o
。
R< br>i
r
b
'
e
1.3
k
R
o
R
c
r
ce
R
C
2
k
11
2.27电路如题图2.27所示
,BJT的
100
,
r
bb
'
0
,
U
T
26
mA,基极静态电流由电
流源I
B
提供
,设
I
B
20
A,R
S
=0.15k,R
E
R
L
2
k
。试计算
Au
电容C对信号可视为短路。
i
b
C
R
S
+
U
s
+
U
i
I
B
V
R
E
R
o
题图2.27
解:
I
CQ
I
BQ
100202
(mA)
R
L
+
U
o
R
S
+
U
s
+
U
0
、
R
i
和
R
o
。
U
i
r
b
'
e
U
i
R
E
R
i
(b)
i
b
R
C
R
L
R
o
+
U
o
R
i
r
b
'
e
U
T
26
1001.3
(k
)
I
CQ
2
其小信号等效电路如图(b)所示。 R
i
r
b
'
e
1
R
E
R
L
1.3
1
100
22
102.3
(k
) A
vs
1
R
E
R
L
101(22)
R
S
rbe
1
R
E
R
L
0.15102.3
'
U
o
U
o
U
i
1
R
E
R
L
R
i
U
s
U
i
U
s
R
i
R
S
R
i
0.986
用辅助电源法可求得输出电阻为
R
oR
E
R
S
r
b
'
e
1
2
0.151.3
14.4()
101
12
2.29 基放大电路如题图2.29(a)
所示。已知晶体管的
r
bb
'
0
,
r
b
'
e
1.3
k
,
r
ce
50
k
,
100
;
R
S
150<
br>,
R
C
R
L
2
k
,
R
E
1
k
,各电容对交流信号可视为短
路。试计算电压
增益
A
us
C
1
R
S
+
U
s
+
U
i
R
E
R
B2
R
i
题图2.29
解:其交流通路和小信号等效电路分别如图2.21(b)和(c),则
V
R
S
+
v
s
+
v
i
R
E
R
C
R
L
+
v
o
R
S
+
U
s
+
U
i
r
be
R
E
i
b
R
C
R
L
i
e
βi
b
i
c
i
o
+
U
o
R
B1
C
3
R
o
U
0
、
输入电阻
R
i
和输出电阻
R
o
。
U
i
V
C
2
+
R
C
R
L
U
o
R
i
(b)
R
o
R
i
(c)
图2.29
R
'
o
R
o
A
v
s
U
o
U
o
U
i
R
C
R
L
U
s
U
i<
br>U
s
r
be
R
E
R
E
r
be
1
r
be
R
S
1
R
C
R
L
22
6.13
r
be
0.0130.15
R
S
1
r
R
i
R
E
be
13
1
用辅助电源法可求得晶体管共基组态的输出电阻为
R
o
R
C
2k
2.30 在题图2.30
所示的共基放大电路中,晶体管的β
=
50,
r
be
2.2k<
br>.
(1) 计算放大器的直流工作点。
(2)
求放大器的A
u2
、
R
i
和R
o
。
13
题图2.30
解:(1)U
B
I
CQ
R
B2
1512
U
CC
4V
R
B1
R
B2
3015
U
B
U
BE
40.7
1.65mA
R
E
2
2
626
5050838
I
CQ
1.65
U
CEQ
U
CC
I
CQ
(R
C
R
E
)121.65(23)3.75V
(2)r
be
r
bb
A
u
U
0
R
50(33)
=89.5
U
i
r
be
0.838
r
be
0.838
216
1
51
R
0
R
C
3K
R
i
R
E
2.34组合放大电路如题图2.34所示。已知两个晶体管的参数相
同:
r
bb
'
0
,
r
b
'
e<
br>1
k
,
50
,
r
ce
;
R
C
R
L
5
k
,
R
E
1
k
,
R
B
15
0
k
。
(1)画出该电路的交流通路。
(2)求该电路的输入
电阻
R
i
、
A
u
U
o
电压增益
和输出电阻
R
o
。
U
i
14
U
CC
R
B
+
U
i
V
1
V
2
R
E
R
C
+
R
L
U
o
R
i
R
i
(a)
题图2.34
解:(1)该电路的交流通路如图2.34(b)所示。
(2)
R
i
R
B
r
b
'
e
(1
)
R
E
r
be
22.5
k
,
A
u
125
,
R
o
5
k
2.31 三级放大电路如题图
'
V
1
+
U
i
R
B
V
2
R
E
R
i2
(b)
R
C
R
o
+
R
L
U
o
R
i1
R
o
5.7(a)所示。设晶体管V
1
~ V
3
的
49,U
BE(on)
0.7V,r
ce
,r
b
b
0
,D
1
和D
2
的直流压降为0.7V。已知静态I
EQ3
=3mA。各电容对交流信号可视作短路。
(1)试求各管的静态集电极电流I
CQ
。
(2)计算电压放大倍数
A
u
U
o
,输入电阻R
i
和输出电阻R
o
。
U
i
15
R
2
R
B
+
U
i
V
1
C
1
R
1
2k
R
i
(a)
i
b1
+
R
B
U
i
r
b’e1
3k
V
2
D
1
D
2
V
3
R
3
2k
R
o
U
CC
12V
+
U
o
i
b1
i
b2
r
b’e2
i
b3
r
b’e3
R
2
2r
e
(b)
R
3
+
U
o
i
b2
i
b3
题图2.35
解:(1)
I
CQ3
I
CQ2
49
32.94(mA)
1
50
UU
BE(on
)
I
EQ3
R
3
CC
I
BQ3R
2
I
EQ3
120.732<
br>I
EQ3
1.7mA
31
U2U
D
2.1491.7
I
CQ1
BE(on)
IBQ2
1mA
R
1
1
25049
(2)等效电路如图2.35(b)所示。
(3)首先求各管的
r
b
'
e
16
r
b'e1
r
b'e2
U
T
26
491.27k
I
CQ1
1
U
T
26
49749,
I
CQ2
1.7U26
r
e
T
15.3
I
CQ21.7
r
b'e3
U
T
26
4
9433,
I
CQ3
2.94
1
<
br>
R
3
R
2
<
br>r
b'e3
1
R
3
1
R
1
r
b'e2
1
2r
e
r
b'e3
1
R
3
r
b'e2
1
<
br>
2r
e
r
b'e1
1<
br>
R
1
r
b'e2
1
2r
e
493
<
br>0.433502
502
0.749502
0.0153
502
0.43350
2
0.7495020.0153
1.27502
0.7495020.0153
1
62.6
0.98
A
u
61.3
R
i
R
B
r
b
'
e1
(1
)R
1
r
b
'
e2
(1
)2r
e
(R
B<
br>54.5)k
R
o
R
3
r
b
'
e3
R
2
2
0.4333
20.06969(
)
50
1
2.36两级放大电路如题图2.36所示,各电容对交流信号可视作短路。
U
CC
C
1
R
S
+
U
s
R
E1
R
1
C
2
R
5
R
6
R
L
R
2
V
1
R
3
R
4
V
2
C
4
+
U
o
题图2.36
(1)试画出电路的交流通路和直流通路。
(2)说明各级的电路组态和耦合方式。
(3)R
1
和R
2
的作用是什么?R
L
短路对电路有何影响?
(4)R
E1
开路对电路有何影响?
17
解: (1)交流通路和直流通路分别如题图2.36(b)(c)所示
U
CC
V
1
R
S
+
U
s
V
2
R
3
R
5
R
4
R
6
R
L
+
R
2
U
o
R
1
R
3
V
1
R
E1
R
5
R
4
V
2
R
6
V
CC
R
E1
(b)
题图2.36
(c)
(2) V
1
组成共基电路,V
2
组成共射电路,信号与
电路输入端、输出端与负载、级间均
采用阻容耦合方式
(3) R
1和R
2
是晶体管V
1
的基极偏置电路。R
1
短路将使V
1
截止。
(4)
R
E1
开路,V
1
无直流通路,则V
1
截止。
18