《电工学》秦曾煌第六版下册课后答案Word下载.docx

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119

可见DB管也确能导通。

ID=

6−A=×

10−3

1×

A=

−A=×

IR=

A=10−3

9×

（3）DA和DB两管都能导通

55

VY=

11111V=

++

VY

=A=10

ID=ID=

2

mA=

稳压二极管

有两个稳压二极管DZ1和DZ2，其稳定电压分别为和，正向压降都是。

如果要得到3V的稳定电压，应如何连接

应按图4（a）或（b）连接，UZ=3V。

图中R1、R2是限流电阻。

图4:

晶体管

有两个晶体管分别接在电路中，今测得它们管脚的电位（对“地”）分别如下表所列：

晶体管I

晶体管II

管脚

1

3

电位/V

4

9

−6

−

−2

试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管是NPN型还是PNP型

NPN型：

集电极电位最高，发射极电位最低，UBE>

0；

PNP型；

发射极电位最高，集电极电位最低，UBE<

0。

硅管：

基极电位与发射极电位大约相差或；

锗管：

基极电位与发射极电位大约相差或。

由此可知：

晶体管I：

NPN型，硅管，1−B、2−E、3−C；

晶体管II：

PNP型，锗管，1−C、2−B、3−E。

如何用万用表判断出一个晶体管是NPN型还是PNP型如何判断出管子的三个管脚锗管或硅管又如何通过实验区别出来

（1）先判断基极

将插入万用表“-”（实为表内电源正极）插孔的测试笔轮流接任一管脚，而后将另一测试笔分别接另外两个管脚，如果两次测得管脚间的电阻同为低电阻（BE极间和BC极间的PN结上加正向电压）或同为高电阻（上述极间的PN结上加反向电压），则接万用表“-”插孔的是基极。

（2）判断是NPN型管还是PNP型管在

（1）中，测得管脚间的电阻同为低电阻时，则为NPN型管；

测得同为高电阻时，则为PNP型。

（3）判断集电极

对已知的NPN型管或PNP型管照图5所示的两种方法接线，未知管

图5:

习题图脚1和2用测试笔分别接万用表的“+”，“-”插孔（注意，“-”插孔接表内电

源的正极），比较两种接法1，2管脚间的电阻高低。

对NPN型管，电阻较低时接“-”插孔的是集电极；

对PNP型管，电阻较低时接“+”插孔的是集电极。

（4）判断是锗管还是硅管

B，E极间正向压降在∼时为硅管；

在∼时为锗管。

图6:

在图6所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态设UBE=。

计算结果见下表。

B=β

（a）管

（b）管

（c）管

UCC

IC（sat）≈R

C

12mA

8mA

I0IC（sat）

IB

6−

50mA=

12−

47mA=

IB<

0

状态

I0放大

IB>

I0饱和

截止

BB

15基本放大电路

放大电路的静态分析

在图1中，若UCC=10V，今要求UCE=5V，IC=2mA，试求RC和RB

的阻值。

设晶体管的β=40。

由UCE=UCC−RCIC可求

RC=

UCC−UCE

IC

=10−5Ω=Ω

2×

IC2

IB≈

=mA=

β40

RB≈

=kΩ=200kΩ

放大电路的动态分析

在习题1图所示的固定偏置放大电路中，UCC=9V，晶体管的β=20，IC=

1mA。

今要求|Au|≤100，试计算RC，RB及UCE。

RB

≈

rbe

=

|Au|

RC

UCE

IC1

β20

=kΩ=180kΩ

26

[200+（20+1）×

]Ω=720Ω=Ω

βRC

（空载时|Au|最大）

|Au|rbe

β

=100×

20

kΩ=Ω

UCC−RCIC=（9−×

1）V=

有一放大电路如习题1图所示，其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直

流负载线如图2所示。

试问：

（1）RB,RC,RL各为多少

（2）不产生失真的最大输入电压UiM为多少（3）若不断加大输入电压的幅值，该电路首先出现何种性质的失真调节电路中哪个电阻能消除失真将阻值调大还是调小（4）将电阻RL调大，对交、直流负载线会产生什么影响（5）若电路中其他参数不变，只将晶体管换一个β值小一半的管子，这时IB，IC，UCE及|Au|将如何变化

习题图由图2可知，静态值为

电源电压为电流放大系数为

IC=2mA,IB=40µ

A,UCE=5V

UCC=10V

β=IC

=50

（1）

RB≈

=kΩ=250kΩ

由交流负载线可得

=10−5kΩ=Ω

由此得

R

1tanα0=,

L

8−5

R0

=Ω

R0RCRL

RL=

RCR0

=×

L=

（2）由图2可知

+RL

RC−R0

−

8−UCEQ=（8−5）V=3VUCEQ−UCES=（5−V=

不失真的最大输出电压约为UoM=3V，先求出|Au|后，再求不产生失真的最大输入电压UiM

26（mV）26

I

rbe=200（Ω）+（1+β）

E

=[200+（1+50）（mA）

]Ω=Ω

|Au|=

于是

βR0

=50×

UiM=

=87

UoM

=V=

87

（3）首先产生截止失真，这时可调节RB，减小其阻值以增大IB，将静态工作点Q上移一点。

（4）将RL阻值增大，不影响直流负载线，通过Q点的交流负载线与横轴的α0角将有所减小。

（5）IB不变，IC约减小一半，UCE增大，|Au|将减小一半。

已知某放大电路的输出电阻为Ω，输出端开路电压的有效值Uo0=2V，试问该放大电路接有负载电阻RL=Ω时，输出电压将下降到多少

r

UoL=

o

或

RL

Eo=

Uo0

Uo0=+×

2V=

在图3中，UCC=12V，RC=2kΩ，RE=2kΩ，RB=300kΩ，晶体管的β=

50。

电路有两个输出端。

试求：

（1）电压放大倍数Au1=

出电阻ro1和ro2。

U˙o1

U˙i

和Au2=

U˙o2

；

（2）输

IB=

UCC−UBE

RB+（1+β）RE

=12−mA=

300+（1+50）×

2

IE=（1+β）IB=（1+50）×

=

rbe=[200+（1+50）×

]Ω=1127Ω≈Ω

从集电极输出：

Au1=

=−

be

+（1+β）RE

=−50×

2≈−1

+（1+50）×

ro1≈RC=2kΩ

从发射极输出：

Au2=

S

（1+β）RE1

+（1+β）RE≈

ro2≈

rbe+R0

≈β

1130

50

Ω=Ω

式中，R0

=RS//RB，设信号源内阻RS≈0，则R0

≈0。

静态工作点的稳定

在教材图所示的分压式偏置放大电路中，已知UCC=24V，RC=

Ω，RE=Ω，RB1=33kΩ，RB2=10kΩ，RL=Ω，β=66，并

设RS≈0。

（1）试求静态值IB，IC和UCE；

（2）画出微变等效电路；

（3）计算晶体管的输入电阻rbe；

（4）计算电压放大倍数Au；

（5）计算放大电路输出端开路时的电压放大倍数，并说明负载电阻RL对电压放大倍数的影响；

（6）估算放大电路的输入电阻和输出电阻。

VB=

RB1+RB2

24

RB2=33+10×

10V=

IC≈IE=

VB−UBE

RE

=−mA=

IC=

60

UCE=UCC−（RC+RE）IC=[24−+×

]V=

（2）

26（mV）

（mA）

（3）

=[200+（1+66）×

]Ω=Ω

Au=−β

=−66×

×

+×

（4）

ur

A=−βRC

=−

（5）

ri=rbe//RB1//RB2≈rbe=Ω

ro≈RC=Ω

设计一单管晶体管放大电路，已知RL=3kΩ。

要求|Au|≥60，ri≥

1kΩ，ro<

3kΩ，工作点稳定。

建议选用高频小功率管3GD100，其技术数据见教材附录C，β值可选在50∼

100之间。

最后核查静态工作点是否合适。

求得的各电阻值均采用标称值（查教材附录H）。

（1）选择放大电路和晶体管要求工作点稳定，可选用分压偏置放大电路（教材图），选UCC=

12V；

按建议选用晶体管3GD100，设β=50；

并设|Au|=60，ri=

1kΩ。

（2）参数计算

beI

由式r≈[200+（1+β）26

]Ω≈ri可求

26（1+β）

26×

51

IC≈IE≈

|u|r

由式A=βR0可求

ri−2001000−200

60×

1

L=kΩ=Ω

RCRL

R0

R0

即

设VB=4V

R0RL

RL−R0

3

3−

kΩ=2kΩ

RE=

IE

=4−kΩ2kΩ

基极电流IB≈

设I2=10IB，即

得

RB2=

I2=10×

=≈I1

VB=4kΩ=Ω（取12kΩ）

I2

RB1=

UCC−VB

I1

=12−4kΩ=Ω（取24kΩ）

（3）核查静态工作点

由UCE=UCC−（RC+RE）IC做直流负载线（图4）

IC=0UCE=UCC=12V

UCC12

UCE=0IC=

+RE

=mA=3mA

2+2

UCE=[12−（2+2）×

静态工作点合适，在小信号情况下，不会产生失真。

射极输出器

在图5所示的射极输出器中，已知RS=50Ω，RB1=100kΩ，RB2=30kΩ，RE=

1kΩ，晶体管的β=50，rbe=1kΩ，试求Au，ri和ro。

Au=

（1+β）RE

=（1+50）×

1=

1+（1+50）×

ri=RB1//RB2//[rbe+（1+β）RE]=16kΩ

ro≈

式中

1000+50

Ω=21Ω

S=RS//RB1//RB2≈50Ω

两级放大电路如图6所示，晶体管的β1=β2=40，rbe1=Ω，rbe2

=Ω。

（1）画出直流通路，并估算各级电路的静态值（计算UCE1时忽略IB2）；

（2）画出微变等效电路，并计算Au1，Au2和Au；

（3）计算ri和ro。

（1）前极静态值

VB1=

33+×

=4V

4−

IC1≈IE1=3+mA=1mA

IB1≈

mA=25µ

A

40

后极静态值

UCE1≈20−（10+3+×

IC2≈IE2=

UC1−UBE2

RE2

=（20−10×

1）−mA=

IB2=

mA=45µ

UCE2=（20−×

V=

（2）前级电压放大倍数

u1−1L−×

R01

A=β=40

E1

rbe+（1+β1）R00

+（1+40）×

=−21

RE2RL

L1=RC1//

后级电压放大倍数

rbe2+（1+β2）·

E2

（1+β2）R0

rbe2+（1+β2）R0

=（1+40）×

=

两级电压放大倍数

Au=Au1·

Au2=−21×

ri=ri1=RB1//RB2//[rbe1+（1+β1）R00

]=Ω

ro=ro2≈

rbe2+RC1

β2

+10

=kΩ=272Ω

前级的集电极电阻RC1即为后级的基极电阻。

从本例的两级放大电路看，提高了输入电阻，降低了输出电阻。

差分放大电路

在图7所示的差分放大电路中，β=50，UBE=，输入电压ui1=

7mV，ui2=3mV。

（1）计算放大电路的静态值IB，IC及各电极的电位VE，VC和VB；

（2）把输入电压Ui1，ui2分解为共模分量uic1，uic2和差模分量uid1，uid2；

（3）求单端共模输出uoc1和uoc2；

（4）求单端差模输出uod1和uod2；

（5）求单端总输出uo1和uo2；

（6）求双端共模输出uoc，双端差模输出uod和双端总输出uo。

[解]

图7:

（1）静态时，ui1=ui2=0，由教材图的单管直流通路可得

RBIB+UBE+2REIE=UEE

UEE−UBE

B

+2（1+β）RE

6−A

10×

103+2×

（1+50）×

=×

10−3A=

IC=βIB=50×

IE=（1+β）IB=51×

VC=UCC−RCIC=[6−×

103×

10−3]V=

VE=−6+2REIE=[−6+2×

10−3]V=−VB=−RBIB=−10×

10−3V=−

uic1=uic2=

ui1+ui2=

ui1−ui2

7+3

mV=5mV

7−3

uid1=−uid2=

（3）由习题所证明的公式得出

=mV=2mV

22

uoc1=uoc2=−β

+rbe

uic1

rbe=[200+（1+50）×

uoc1=uoc2=−50×

10++2（1+50）×

5mV

=−

uod1=−R

uod2=−R

B+rbe

u=−50×

2mV=−

id110+

id210+

（−2）mV=+

（6）

uo1=uoc1+uod1=[（−+（−]mV=−

uo2=uoc2+uod2=[（−+]mV=+

uoc=uoc1−uoc2=0

uod=uod1−uod2=（−−mV=−

uo=uo1−uo2=（−−mV=−=uod

场效晶体管及其放大电路

在图8所示的源极输出器中，已知UDD=12V，RS=12kΩ，RG1=1MΩ，RG2=

500kΩ，RG=1MΩ。

试求静态值、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

设VG≈VS，gm=V。

图8:

RG2UDD

VS≈VG=

G1

+RG2

=500×

12

1000+500

V=4V

UDS=UDD−VS=（12−4）V=8V

ID=

V4

=A=10−3

RS12×

˙

U˙o

gmUgsRS

gmRS

U˙gs

+gmU˙gsRS

=1

1+gmS