模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案第九章.doc
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第9章功率放大电路
自测题
一、选择合适的答案填入括号内。
(1)功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时,输出基本不失真情况下,负载上可获得的最大(A)。
A.交流功率B.直流功率C.平均功率
(2)功率放大电路的转换效率是指(B)。
A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比;
B.最大输出功率与电源提供的平均功率之比;
C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比。
(3)在选择功放电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有(BDE)。
A.βB.ICMC.ICBO
D.UCEOE.PCMF.fT
(4)若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为,则最大输出功率POM=(C)。
A.B.C.
图T9.1图T9.2
二、电路如图T9.2所示,已知Tl和T2的饱和管压降,直流功耗可忽略不计。
回答下列问题:
(1)R3、R4和T3的作用是什么?
(2)负载上可能获得的最大输出功率Pom和电路的转换效率η各为多少?
(3)设最大输入电压的有效值为1V。
为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V,电阻R6至少应取多少千欧?
解:
(1)消除交越失真。
(2)最大输出功率和效率分别为:
(3)由题意知,电压放大倍数为:
∴
习题
9.1判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果。
(1)在功率放大电路中,输出功率越大,功放管的功耗越大。
(×)
(2)功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下,负载上可能获得的最大交流功率。
(√)
(3)当OCL电路的最大输出功率为1W时,功放管的集电极最大功耗应大于1W。
(×)
(4)功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是
①都使输出电压大于输入电压;(×)
②都使输出电流大于输入电流;(×)
③都使输出功率大于信号源提供的输入功率。
(√)
(5)功率放大电路与电压放大电路的区别是
①前者比后者电源电压高;(×)
②前者比后者电压放大倍数数值大;(×)
③前者比后者效率高;(√)
④在电源电压相同的情况下,前者比后者的最大不失真输出电压大。
(√)
(6)功率放大电路与电流放大电路的区别是
①前者比后者电流放大倍数大;(×)
②前者比后者效率高;(√)
③在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。
(√)
9.2已知电路如图P9.2所示,T1和T2管的饱和管压降=3V,VCC=15V,RL=8Ω,选择正确答案填入空内。
(1)电路中D1和D2的作用是消除(C)。
A.饱和失真B.截止失真C.交越失真
(2)静态时,晶体管发射极电位UEQ(B)。
A.>0B.=0C.<0
(3)最大输出功率POM(C)。
A.≈28WB.=18WC.=9W图P9.2
(4)当输入为正弦波时,若R1虚焊,即开路,则输出电压(下管可能因饱和而烧坏)。
A.为正弦波B.仅有正半波C.仅有负半波(此处供选答案应改为(5)的供选答案)
(5)若D1虚焊,则T1管(A、B)。
A.可能因功耗过大而烧坏B.始终饱和C.始终截止
9.3电路如图P9.2所示。
在出现下列故障时,分别产生什么现象?
(1)R1开路;
(2)D1开路;(3)R2开路;
(4)T1集电极开路;(5)R1短路;(6)D1短路
解:
(1)R1开路:
T1截止,T2可能因饱和而烧毁。
(2)D1开路:
T1、T2都可能因饱和而先后被烧毁。
(3)R2开路:
T2截止,T1可能因饱和而烧毁。
(4)T1集电极开路:
T1不工作,uO只有负半周。
(5)R1短路:
T1可能因饱和而被烧毁,负载电阻也不安全。
(6)D1短路:
会出现交越失真。
9.4在图P9.2所示电路中,已知VCC=16V,RL=4Ω,T1和T2管的饱和压降=2V,输入电压足够大。
试问:
(1)最大输出功率Pom和效率η各为多少?
(2)晶体管的最大功耗PTmax为多少?
(3)为了使输出功率达到Pom,输入电压的有效值约为多少?
解:
(1)最大输出功率和效率分别为
,
(2)晶体管的最大功耗
(3)输出功率为Pom时的输入电压有效值
9.5在图P9.5所示电路中,已知二极管的导通电压为UD=0.7V,晶体管导通时的,T2和T3管发射极静态电位UEQ=0V。
试问:
(1)T1、T3和T5管的基极静态电位各为多少?
(2)设R2=10kΩ,R3=100Ω。
若T1和T3管基极的静态电流可以忽略不计,则T5管集电极静态电流约为多少?
静态时=?
(3)若静态时iB1>iB3,则应调节哪个参数可使iB1=iB3?
如何调节?
(4)电路中二极管的个数可以是1、2、3、4吗?
你认为哪个最合适?
为什么?
解:
(1)T1、T3和T5管的基极静态电位分别为;;
(2)静态时T5管集电极电流:
;
输入电压:
。
(3)若静态时iB1>iB3,
则应增大R2(调节R2可以改变
输出端的直流电压)。
图P9.5
(4)采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适,也可只用三只二极管。
这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态,可以消除交越失真;另一方面在交流通路中,Dl和D2管之间的动态电阻又比较小,可忽略不计,从而减小交流信号的损失。
9.6电路如图P9.5所示。
在出现下列故障时,分别产生什么现象?
(1)R2开路;
(2)D1开路;(3)R2短路;
(4)T1集电极开路;(5)R3短路。
解:
(1)R2开路:
T1、T2截止,T4可能因饱和而烧毁。
(2)D1开路:
T3、T4都可能因饱和而先后被烧毁。
(3)R2短路:
T2可能因饱和而被烧毁,负载电阻也不安全。
(4)T1集电极开路:
T1、T2构成的复合管的放大倍数β=β2,信号正半周放大不足。
(5)R3短路:
会出现交越失真。
9.7在图P9.5所示电路中,已知T2和T4管的饱和压降=2V,静态时电源电流可以忽略不计。
试问:
(1)负载上可能获得的最大输出功率Pom和效率η各约为多少?
(2)T2和T4管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗各约为多少?
解:
(1)最大输出功率和效率分别为:
,
(2)功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为:
;;
9.8为了稳定输出电压,减小非线性失真,请通过电阻Rf在图P9.5所示电路中引入合适的负反馈;并估算在电压放大倍数数值约为10的情况下,Rf的取值。
解:
应引入电压并联负反馈,
由输出端经反馈电阻Rf接T5管基极,
如解图P9.8所示。
在深度负反馈情况下,电压放大倍数
∵,
∴。
解图P9.8
9.9在图P9.9所示电路中,已知VCC=15V,T1和T2管的饱和压降=2V,输入电压足够大。
求解:
(1)最大不失真输出电压的有效值;
(2)负载电阻RL上电流的最大值;
(3)最大输出功率Pom和效率η。
解:
(1)最大不失真输出电压的有效值
(2)负载电流的最大值
图P9.9
(3)最大输出功率和效率分别为:
;
9.10在图P9.9所示电路中,R4和R5可起短路保护作用。
试问:
当输出因故障而短路时,晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少?
解:
当输出短路时,功放管的最大集电极电流和功耗分别为
;。
9.11在图P9.11所示电路中,已知VCC=15V,T1和T2管的饱和压降=1V,集成运放的最大输出电压幅值为±13V,二极管的导通电压为0.7V。
图P9.11
(1)若输入电压幅值足够大,则电路的最大输出功率为多少?
(2)为了提高输入电阻,稳定输出电压,且减小非线性失真,应引入哪种组态的交流负反馈?
画出图来。
(3)若Ui=0.1V时,Uo=5V,则反馈网络中电阻的取值约为多少?
解:
(1)输出电压幅值和
最大输出功率分别为;
。
(2)应引入电压串联负反馈,
电路如解图P9.11所示。
(3)在深度负反馈条件下,
电压放大倍数为解图P9.11
。
∵Rl=1kΩ,∴Rf=49kΩ。
9.12OTL电路如图P9.12所示。
图P9.12图P9.13
(1)为了使得最大不失真输出电压幅值最大,静态时T2和T4管的发射极电位应为多少?
若不合适,则一般应调节哪个元件参数?
(2)若T2和T4管的饱和压降=3V,输入电压足够大,则电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少?
(3)T2和T4管的ICM、U(BR)CEO和PCM应如何选择?
解:
(1)射极电位UE=VCC/2=12V;若不合适,则应调节R2。
(2)最大输出功率和效率分别为
;
(3)T2和T4管的ICM、U(BR)CEO和PCM的选择原则分别为
;;。
9.13已知图P9.13所示电路中,T2和T4管的饱和压降=2V,导通时的=0.7V,输入电压足够大。
(1)A、B、C、D点的静态电位各为多少?
(2)若管压降3V,为使最大输出功率Pom不小于1.5W,则电源电压至少应取多少?
解:
(1)静态电位分别为:
UA=0.7V,UB=9.3V,UC=11.4V,UD=10V
(2)由
得:
9.14LM1877N-9为2通道低频功率放大电路,单电源供电,最大不失真输出电压的峰峰值,开环电压增益为70dB。
图P9.14所示为LM1877N-9中一个通道组成的实用电路,电源电压为24V,Cl~C3对交流信号可视为短路;R3和C4起相位补偿作用,可以认为负载为8Ω。
图P9.14
(1)图示电路为那种功率放大电路?
(2)静态时uP、uN、u’O、uO各为多少?
(3)设输入电压足够大,电路的的最大输出功率Pom和效率η各为多少?
解:
(1)图示电路是OTL功率放大电路。
(2)静态时:
;。
(3)最大输出功率和效率分别为:
;。
9.15电路如图9.4.6所示,回答下列问题:
(1)
(2)若VCC=15V时最大不失真输出电压的峰-峰值为27V,则电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少?
(3)为了使负载获得最大输出功率,输入电压的有效值约为多少?
解:
(1)电压放大倍数:
(2)最大输出功率为: