模电第2章晶体管答案

巡山小妖精
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2020年08月03日 10:01
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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

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
CBO10
pA。2.5某晶体三极管在室温
25C
时的

80< br>V,试求
70C



U
BE(on)
和< br>I
CBO
的数值。
解:

(70
o
C)< br>

(25
o
C)
(0.005~0.01)80(7 025)98~116

U
BE(70
o
C)
UBE(25
o
C)


2.5

702 5

527.5(mV)

I
CBO(70
o
C )
I
CBO(25
o
C)
2
7025
10226.3
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

150.7
25

A
R
B
(1

)R
E

I
CQ


I
BQ
2.5mA
U
CEQ
152.537.5(V)< br>处于放大状态
题图(c):
I
BQ
71

A,< br>I
CQ
7.1
mA
U
CEQ
157.1(21)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
 122.9V
R
B1
R
B2
4715
U
RB 2
0.3
2.90.3
2mA
R
E
1.3

U
CEQ
U
ECQ
U
CC
I
C Q
(R
E
R
C)


122(1.32 )

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
120.3
 0.066mA
R
B1
(1

)R
E
471 011.3
U
CC
U
CE(sat)
(R
E
 R
C
)


120.3
0.035mA
(1. 32)100
120.3
27.1V
21.3
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
120.3
1002mA
R
B1
(1

)R
E
R
B1
1011.3
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

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
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


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
 2k2k
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


60

A
50

A
40

A
30

A
20

A

10

A
10
12
u
CE
V
R
B
500
C
1

+
u
i

2k


k



T
C
2

R
E
Q


4
6
'
Q

1k



8
(b)

U
CC
U
BE(on)
R
B
(1

)R
E

12
,直流负载线
 20


A)
500100
U
CE
U
CC
I
C
(R
C
R
E
)123I
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
3010
6

7
U
CC
U
BE

on

12
,解得

3
R
B
(1

)R
ER
B
10110


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)k11.5k
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

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

Q
2
范围内变化,由此即可画出相应的< br>u
ce
(即
u
o

'
'

8



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

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(PP)
936
(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)122I
CQ
0.7
解得I
CQ
3mA, I
BQ

R
B

I
CQ
50
0 .06mA
3



U
CC
U
BE120.7
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
UU
BE
120.7
R
B

CC
 283K
I
BQ
0.04
U
CC
12V,R
C

U
OPP
2U
om
2(64)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

I
CQ


I
BQ
1000.022
(mA)
U
CEQ

U
CEQ
U
CC
IRC
U
CC


I

CQ
R
L

U
CEQ




R92< 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



10

< p>
r
b
'
e


1

U
T
U26


T
1001.3
(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
0.151.3



(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
100202
(mA)
R
L

+
U
o

R
S

+
U
s


+
U
0

R
i

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
1001.3
(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

0.15102.3
'
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
oR
E

R
S
r
b
'
e
1

2
0.151.3
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
0.0130.15
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
1512
U
CC
4V
R
B1
R
B2
3015
U
B
U
BE
40.7
1.65mA
R
E
2
2 626
5050838
I
CQ
1.65
U
CEQ
U
CC
I
CQ
(R
C
R
E
)121.65(23)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
216
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


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
32.94(mA)
1

50
UU
BE(on )
I
EQ3
R
3

CC
I
BQ3R
2
I
EQ3



120.732< br>I
EQ3
1.7mA
31

U2U
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
491.27k
I
CQ1
1
U
T
26
49749,
I
CQ2
1.7U26
r
e

T
15.3
I
CQ21.7
r
b'e3


U
T
26
4 9433,
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


493
< br>0.433502


502

0.749502 0.0153

502



0.43350 2

0.7495020.0153

1.27502

0.7495020.0153

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
0.4333
20.06969( )
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

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
CBO10
pA。2.5某晶体三极管在室温
25C
时的

80< br>V,试求
70C



U
BE(on)
和< br>I
CBO
的数值。
解:

(70
o
C)< br>

(25
o
C)
(0.005~0.01)80(7 025)98~116

U
BE(70
o
C)
UBE(25
o
C)


2.5

702 5

527.5(mV)

I
CBO(70
o
C )
I
CBO(25
o
C)
2
7025
10226.3
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

150.7
25

A
R
B
(1

)R
E

I
CQ


I
BQ
2.5mA
U
CEQ
152.537.5(V)< br>处于放大状态
题图(c):
I
BQ
71

A,< br>I
CQ
7.1
mA
U
CEQ
157.1(21)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
 122.9V
R
B1
R
B2
4715
U
RB 2
0.3
2.90.3
2mA
R
E
1.3

U
CEQ
U
ECQ
U
CC
I
C Q
(R
E
R
C)


122(1.32 )

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
120.3
 0.066mA
R
B1
(1

)R
E
471 011.3
U
CC
U
CE(sat)
(R
E
 R
C
)


120.3
0.035mA
(1. 32)100
120.3
27.1V
21.3
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
120.3
1002mA
R
B1
(1

)R
E
R
B1
1011.3
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

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
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


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
 2k2k
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


60

A
50

A
40

A
30

A
20

A

10

A
10
12
u
CE
V
R
B
500
C
1

+
u
i

2k


k



T
C
2

R
E
Q


4
6
'
Q

1k



8
(b)

U
CC
U
BE(on)
R
B
(1

)R
E

12
,直流负载线
 20


A)
500100
U
CE
U
CC
I
C
(R
C
R
E
)123I
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
3010
6

7
U
CC
U
BE

on

12
,解得

3
R
B
(1

)R
ER
B
10110


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)k11.5k
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

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

Q
2
范围内变化,由此即可画出相应的< br>u
ce
(即
u
o

'
'

8



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

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(PP)
936
(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)122I
CQ
0.7
解得I
CQ
3mA, I
BQ

R
B

I
CQ
50
0 .06mA
3



U
CC
U
BE120.7
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
UU
BE
120.7
R
B

CC
 283K
I
BQ
0.04
U
CC
12V,R
C

U
OPP
2U
om
2(64)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

I
CQ


I
BQ
1000.022
(mA)
U
CEQ

U
CEQ
U
CC
IRC
U
CC


I

CQ
R
L

U
CEQ




R92< 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



10

< p>
r
b
'
e


1

U
T
U26


T
1001.3
(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
0.151.3



(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
100202
(mA)
R
L

+
U
o

R
S

+
U
s


+
U
0

R
i

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
1001.3
(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

0.15102.3
'
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
oR
E

R
S
r
b
'
e
1

2
0.151.3
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
0.0130.15
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
1512
U
CC
4V
R
B1
R
B2
3015
U
B
U
BE
40.7
1.65mA
R
E
2
2 626
5050838
I
CQ
1.65
U
CEQ
U
CC
I
CQ
(R
C
R
E
)121.65(23)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
216
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


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
32.94(mA)
1

50
UU
BE(on )
I
EQ3
R
3

CC
I
BQ3R
2
I
EQ3



120.732< br>I
EQ3
1.7mA
31

U2U
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
491.27k
I
CQ1
1
U
T
26
49749,
I
CQ2
1.7U26
r
e

T
15.3
I
CQ21.7
r
b'e3


U
T
26
4 9433,
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


493
< br>0.433502


502

0.749502 0.0153

502



0.43350 2

0.7495020.0153

1.27502

0.7495020.0153

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
0.4333
20.06969( )
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

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