3、双极型三极管和MOS管的输入电阻有何不同?
答:
双极型三极管的输入电阻rbe一般在几百欧~千欧左右,相对较小;而MOS管绝缘层的输入电阻极高,趋近于无穷大,因此通常认为栅极电流为零。
4、MOS管在不使用时,应注意避免什么问题?
否则会出现何种事故?
答:
由于二氧化硅层的原因,使MOS管具有很高的输入电阻。
受外界电压影响时,栅极易产生相当高的感应电压,造成管子击穿,所以MOS管在不使用时应避免栅极悬空,务必将各电极短接。
5、为什么说场效应管的热稳定性比双极型三极管的热稳定性好?
答:
双极型三极管同时有两种载流子参与导电,其中少数载流子受温度影响变化较大,即其热稳定性较差,而场效应管只有多子一种载流子参与导电,而温度对多子无影响,因此其热稳定性较好。
1.5思考与练习
1、分析下列说法是否正确,对者打“√”错者打“×”。
(1)晶闸管加上大于1V的正向阳极电压就能导通。
(×)
(2)晶闸管导通后,控制极就失去了控制作用。
(√)
(3)晶闸管导通时,其阳极电流的大小由控制极电流决定。
(√)
(4)只要阳极电流小于维持电流,晶闸管就从导通转为阻断。
(×)
(只有在门控极电流为零时,阳极电流小于维持电流时,晶闸管才会从导通转为阻断。
)
2、当正向阳极电压大到正向转折电压时,晶闸管能够正常导通吗?
为什么?
答:
当正向阳极电压超过临界极限即正向转折电压UBO时,漏电流会急剧增大,晶闸管便由阻断状态转变导通状态,这种开通不属于正常导通,称为“硬开通”。
3、何谓晶闸管的“硬开通”?
晶闸管正常工作时允许“硬开通”吗?
为什么?
答:
晶闸管的正向阳极电压超过临界极限即正向转折电压UBO时,晶闸管出现“硬开通”,硬开通时晶闸管的管压降只有1V左右,但是通过晶闸管的电流却很大,显然,晶闸管正常工作时一般是不允许硬开通。
4、选择晶闸管时,主要选择哪两个技术参数?
答:
选择晶闸管时,主要选择额定通态平均电流IT和反向峰值电压URRM这两个参数。
2.1思考与练习
1、影响静态工作点稳定的因素有哪些?
其中哪个因素影响最大?
如何防范?
答:
实践证明,放大电路即使有了合适静态工作点,在外部因素的影响下,例如温度变化、电源电压的波动等,都会引起静态工作点的偏移,在诸多影响因素中,温度变化是影响静点稳定的最主要因素。
在放大电路中加入反馈环节,可以有效地抑制温度对静态工作点的影响。
2、图2.19所示各电路,分析其中哪些具有放大交流信号的能力?
为什么?
答:
图(a)没有放大交流信号的能力。
因为,基极电位VB=UCC,静态工作点太高;图(b)电路中,由于集电极电阻RC=0,所以无法实现电压放大;图(c)分压式偏置共射放大电路缺少负反馈环节,且电容极性反了,因此易产生失真,不能正常放大;图(d)电路中核心元件三极管应选择NPN硅管,但用成PNP管,因此不具有交流信号放大能力。
3、静态时耦合电容C1、C2两端有无电压?
若有,其电压极性和大小如何确定?
答:
静态时耦合电容C1和C2两端均有电压。
共射放大电路静态时,输入信号源相当于短路,因此,耦合电容C1的端电压等于三极管基极电位值VB,左低右高;静态下由于无输出,所以输出端也相当短路短路,耦合电容C2的端电压等于三极管输出电压值UCE,左高右低。
4、放大电路的失真包括哪些?
失真情况下,集电极电流的波形和输出电压的波形有何不同?
消除这些失真一般采取什么措施?
答:
放大电路出现的失真包括截止失真和饱和失真两种。
截止失真时,共射放大电路的集电极电流波形出现下削波,输出电压波形出现上削顶;饱和失真时,共射放大电路的集电极电流波形出现上削波,输出电压波形出现下削顶。
消除截止失真,需将静态工作点上移,消除饱和失真,要将静态工作点下移。
另外,还要在电路中加设反馈环节。
5、试述RE和CE在放大电路中所起的作用。
答:
RE在电路中起的作用是负反馈作用,数值通常为几十至几千欧,它不但能够对直流信号产生负反馈作用,同样可对交流信号产生负反馈作用,从而造成电压增益下降过多。
为了不使交流信号削弱,一般在RE的两端并上一个滤波电容CE,以消除反馈电阻对交流量的影响,减小RE对交流电压放大倍数的影响。
6、放大电路中为什么要设置静态工作点?
静态工作点不稳定对放大电路有何影响?
答:
对放大电路的要求是:
对输入信号能放大且不失真。
放大电路的核心元件三极管为非线性器件,只有保证在任意时刻都使三极管工作在线性放大区,输出波形才不会失真。
若不设置静态工作点,则死区电压以下的信号万分就不能得到传输而造成失真;若让静态工作点靠近或进入截止区,则输出波形容易发生截止失真;若静态工作点靠近或进入饱和区,输出波形容易发生饱和失真。
7、电压放大倍数的概念是什么?
电压放大倍数是如何定义的?
共发射极放大电路的电压放大倍数与哪些参数有关?
答:
共发射极电压放大电路的主要任务是对输入的小信号进行电压放大,因此电压放大倍数Au是衡量放大电路性能的主要指标。
放大电路中,通常把电压放大倍数定义为输出电压的幅值与输入电压的幅值之比。
共发射极放大电路的电压放大倍数与晶体管的电流放大倍数β、动态电阻rbe及集电极电阻RC有关。
8、试述放大电路输入电阻的概念。
为什么总是希望放大电路的输入电阻ri尽量大一些?
答:
对需要传输和放大的信号源来说,放大电路相当于一个负载,负载电阻就是放大电路的输入电阻。
放大电路的输入电阻ri的大小决定了放大器向信号源取用电流的大小。
因为被放大信号是微弱小信号,而且总是存在一定内阻。
所以我们希望放大电路的输入电阻ri尽量大些,这样从信号源取用的电流就会小一些,以免造成输入信号电压的衰减。
9、试述放大电路输出电阻的概念。
为什么总是希望放大电路的输出电阻r0尽量小一些呢?
答:
对负载来说,放大电路的输出电阻r0相当于信号源内阻。
我们通常希望放大电路的输出电阻r0尽量小一些,以便向负载输出电流后,输出电压没有很大的衰减。
而且放大器的输出电阻r0越小,负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小,使得放大器带负载能力越强。
10、何谓放大电路的动态分析?
动态分析分析步骤?
你能否说出微变等效电路法的思想?
答:
放大电路的动态分析,就是求解放大电路对交流信号呈现的输入电阻ri、电路的输出电阻r0和交流电压放大倍数Au。
动态分析的对象是放大电路中各电压、电流的交流分量;动态分析的目的是找出输入电阻ri、输出电阻r0、交流电压放大倍数Au与放大电路参数间的关系。
采用微变等效电路法的思想是:
当信号变化的范围很小时,可认为晶体管电压、电流变化量之间的关系是线性的。
即在满足小信号条件下,将晶体管线性化,把放大电路等效为一个近似的线性电路。
这样我们就可以利用前面学习过的电路分析法,求出放大电路对交流信号呈现的输入电阻ri、输出电阻r0和交流电压放大倍数Au了。
11、共集电极放大电路与共发射极放大电路相比,有何不同?
电路有何特点?
答:
共集电极放大电路与共发射极放大电路相比,共发射极放大电路输入电阻不够大,而共集电极放大电路输入电阻较大;共发射极放大电路输出电阻不够小,而共集电极放大电路输出电阻较小;共发射极放大电路的电压放大倍数很大,放大能力较强,而共集电极放大电路的电压放大倍数约等于1。
因此共发射极放大电路适合于做多级放大电路的中间级,而共集电极放大电路适合于多级放大电路的前级和后级。
12、射极输出器的发射极电阻RE能否像共发射极放大器一样并联一个旁路电容CE来提高电路的电压放大倍数?
为什么?
答:
射极输出器的发射极电阻RE是不能象共发射极放大电路一样并联一个旁路电容CE来提高电路的电压放大倍数的。
因为射极输出器的输出取自于发射极,即输出电压等于发射极电阻RE两端的电压,如果并上一个旁路电容,则电路对交流信号就会无输出。
13、共基放大电路与共发射极放大电路相比,有何不同?
电路有何特点?
答:
共基放大电路的信号是从发射极输入,从集电极输出,因此基极是输入、输出回路的公共端,共基放大电路的名称即由此而得。
与共发射极放大电路相比,共基放大电路不具有电流放大作用,但由于电压放大倍数和共射放大电路同样很高,因此电路仍具有功率放大作用,共射放大电路的输入、输出为反相关系,而共基组态的放大电路输入、输出同相,因此电压放大倍数为正值。
所以共基放大电路具有的特点是:
输入电阻很小、输出电阻很高,高频特性比较好。
14、共基放大电路有电流和功率放大吗?
它通常用于哪些场合?
答:
共基放大电路不具有电流放大作用,但由于电压放大倍数和共射放大电路同样很高,因此电路仍具有功率放大作用。
共基放大电路多用于高频和宽频带电路或恒流源电路中。
2.2思考与练习
1、选择题:
(1)场效应管是利用外加电压产生的__B__来控制漏极电流的大小的。
A.电流B.电场C.电压
(2)场效应管是___C___器件。
A.电压控制电压B.电流控制电压C.电压控制电流D.电流控制电流
(3)场效应管漏极电流由__C__的运动形成。
A.少子B.电子C.多子D.两种载流子
2、场效应管放大电路共有几种组态?
共源和共漏放大电路分别对应双极型晶体管的哪种组态放大电路?
答:
场效应管放大电路有共源极放大电路、共漏极放大电路和共栅极放大电路三种组态。
其中共源放大电路对应双极型晶体管的共射放大电路;共漏放大电路对应双极型晶体管的共集电极放大电路。
2.3思考与练习
1、与一般电压放大器相比,功放电路在性能要求上有什么不同点?
答:
从能量控制的观点来看,功率放大器和电压放大器并没有本质上的区别。
但是,从完成任务的角度和对电路的要求来看,它们之间有着很大的差别。
电压放大电路主要要求它能够向负载提供不失真的放大信号,其主要指标是电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。
功率放大器主要考虑获得最大的交流输出功率,而功率是电压与电流的乘积,因此功放电路不但要有足够大的输出电压,而且还应有足够大的输出电流。
2、能说出甲类、乙类和甲乙类三种功放电路的特点吗?
答:
甲类功放电路的特点是高保真,但效率较低;乙类功放电路效率较高但存在“交越失真”,甲乙类功放电路兼顾了甲类放大器音质好和乙类放大器效率高的优点。
3、何谓“交越失真”?
哪种电路存在“交越失真”?
如何克服“交越失真”?
答:
因为晶体管都存在正向死区。
因此,当乙类功放电路在输入信号正、负半周交替时,两个功放管都处于截止状态,造成输出信号波形不跟随输入信号的波形变化,波形的正、负交界处出现了一段零值,这种失真现象称为交越失真。
4、OTL互补输出级是如何工作的,与负载串联的大容量电容器有何作用?
答:
OTL电路称为无输出变压器功放电路。
是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路,是高保真功率放大器的基本电路之一。
OTL电路互补输出级在信号的正负半周,上下两组三极管轮流导通,推挽工作,输出端与负载之间采用大容量电容耦合。
在输入信号正半周时,VT2管导通,VT3管截止。
VT2管以射极输出器的形式将正向信号传送给负载,同时对电容CL充电;在输入信号负半周时,VT2管截止,VT3管导通。
电容CL放电,充当VT3管的直流工作电源,使VT3管也以射极输出器形式将输入信号传送给负载。
这样,负载上得到一个完整的信号波形。
5、什么是复合管?
在构建复合管时,应遵循什么原则?
答:
把两个三极管按一定方式组合起来可构成复合管。
构建复合管时,应遵循让复合起来的管子都处于放大状态,以满足发射结正偏、集电结反偏,各电极的电流能合理地流动的原则。
2.4思考与练习
1、多级放大电路通常有哪些耦合方式?
它们各自具有什么优缺点?
答:
多级放大电路通常有直接耦合、阻容耦合和变压器耦合三种方式。
其中直接耦合的多级放大电路具有既可放大交流信号,也可放大直流和变化非常缓慢的信号,且信号传输效率高,具有结构简单、便于集成化等优点,缺点是存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这两个问题。
阻容耦合的放大电路具有隔直通交作用,使各级电路的静态工作点相互独立,给设计和调试带来了方便,且电路具有体积小、重量轻等优点。
缺点是耦合电容的存在对输入信号产生一定的衰减,从而使电路的频率特性受到影响,加之不便于集成化,因而在应用上也就存在一定的局限性。
变压器耦合的多级放大电路具有静态工作点相互独立、互不影响;因容易实现阻抗变换,而容易获得较大的输出功率,以获得最佳负载。
缺点是变压器体积大而重,不便于集成,频率特定较差,也不能传输直流和变化非常缓慢的信号,所以其应用受到很大限制。
2、多级放大电路的性能指标有哪些?
与单级放大电路有何不同?
答:
多级放大电路的基本性能指标与单级放大电路相同,即有电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
与单级放大电路不同的是:
多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积;多级放大电路的输入电阻是输入级的输入电阻;多级放大电路的输出电阻是输出级的输出电阻。
2.5思考与练习
1、什么是零漂现象?
零漂是如何产生的?
采用什么方法可以抑制零漂?
答:
直接耦合的多级放大电路,当输入信号为零时,输出信号电压并不为零,而且这个不为零的电压会随时间作缓慢的、无规则的、持续的变动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。
差动放大电路可以有效地抑制零漂。
当温度变化时,因两管电流变化规律相同,两管集电极电压漂移量也完全相同,从而使双端输出电压始终为零。
也就是说,依靠差动放大电路的完全对称性,使两管的零漂在输出端相抵消,使零点漂移得到抑制。
2、何谓差模信号?
何谓共模信号?
答:
差模信号是放大电路中需要传输和放大的有用信号,用uid表示,数值上等于两管输入信号的差值;温度变化,电源电压波动及外界电磁干扰等对放大电路的影响,相当于输入端加了“共模信号”。
因此,共模信号对放大电路是一种干扰信号,应采取措施加以抑制。
3、试述差动放大电路的类型有哪几种?
答:
差动放大电路有两个输入端子和两个输出端子,因此信号的输入和输出均有双端和单端两种方式。
双端输入时,信号同时加到两输入端;单端输入时,信号加到一个输入端与地之间,另一个输入端接地。
双端输出时,信号取于两输出端之间;单端输出时,信号取于一个输出端到地之间。
因此,差动放大电路有双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出四种应用方式。
2.6思考与练习
1、何谓放大电路的频率响应?
何谓波特图?
答:
频率响应是衡量放大电路对不同频率信号适应能力的一项技术指标。
频率响应中表示电压放大倍数的模与频率f之间的关系,称为幅频响应;表示放大器输出电压与输入电压之间的相位差
与频率f之间的关系,称为相频响应。
放大电路的幅频响应和相频响应统称为放大电路的频率响应或频率特性。
在研究放大电路的频率响应时,由于信号的频率范围很宽(从几赫到几百兆赫以上),放大电路的放大倍数也很大(可达百万倍),为压缩坐标,扩大视野,在画频率特性曲线时,频率坐标采用对数刻度,而幅值(以dB为单位)或相角采用线性刻度。
在这种半对数坐标中画出的幅频特性和相频曲线称为对数频率特性或波特图。
2、试述上限频率、下限频率和通频带的概念。
说明单级和多级放大电路的通频带和上、下限频率有何不同?
答:
信号频率下降或上升而使电压放大倍数下降到中频区的0.707倍Aum时,所对应的频率分别为下限截止频率fL(简称下限频率)和上限截止频率fH(简称上限频率)。
上限频率fH至下限频率fL的一段频率范围称为通频带。
多级放大电路的下限频率fL比单级的要大,上限频率fH比单级的要小,因此多级放大电路与单级放大电路相比,总的频带宽度BW变窄了。
通频带变窄换来的是电路总的放大倍数的提高。
3、试述线性失真和非线性失真的概念,并说明放大电路的频率响应属于何种失真。
答:
放大电路对不同频率成分信号的增益不同,从而使输出波形产生失真,称为幅度频率失真,简称幅频失真。
放大电路对不同频率成分信号的相移不同,从而使输出波形产生失真,称为相位频率失真,简称相频失真。
幅频失真和相频失真是线性失真。
放大电路中的非线性器件,如三极管,当其工作在非线性区时,所引起截止、饱和、截顶等非线性失真。
显然放大电路的频率响应属于线性失真。
2.7思考与练习
1、什么叫反馈?
正反馈和负反馈对电路的影响有何不同?
答:
“反馈”就是通过一定的电路形式,把放大电路输出信号的一部分或全部按一定的方式回送到放大电路的输入端,并影响放大电路的输入信号。
如果反馈能使输入信号的净输入量削弱的称为负反馈,负反馈提高了基本放大电路的工作稳定性。
如果放大电路输出信号的一部分或全部,通过反馈网络回送到