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。
在外界电压影响下,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。
1.6思考与问题解答:
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关断。
(√)
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,这种导通不属于正常导通,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的。
硬开通可能致使晶闸管损坏。
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。
第2章节后思考与问题解析
2.1思考与问题解答:
1、放大电路的基本概念是什么?
放大电路中能量的控制与变换关系如何?
答:
基本放大电路是放大电路中最基本的结构,是构成复杂放大电路的基本单元。
放大电路利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性,或场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性,实现对输入信号的放大。
从电路的角度来看,放大电路的放大作用主要体现在两个方面:
一是放大电路利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号,输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。
二是输出信号的能量由直流电源提供,经过三极管的控制,使之转换成信号能量,提供给负载。
2、基本放大电路组成的原则是什么?
以共射组态基本放大电路为例加以说明。
答:
以共射组态基本放大电路为例,其组成原则:
(1)保证核心器件三极管的发射结正偏,集电结反偏,工作在放大状态。
(2)输入回路的设置应当使输入信号耦合到三极管的输入电极,形成变化的基极电流,从而产生三极管的电流控制关系,变成集电极电流的变化。
(3)输出回路的设置应该保证将三极管放大以后的电流信号转变成负载需要的电量形式(输出电压或输出电流),(4)放大电路应保证电路对输入信号不失真地放大。
3、说明共发射极电压放大器中输入电压与输出电压的相位关系如何。
答:
共发射极电压放大器中输入电压与输出电压的相位为反相关系。
4、放大电路中对电压、电流符号是如何规定的?
答:
晶体管交流放大电路内部实际上是一个交、直流共存的电路。
电路中各电压和电流的直流分量及其注脚均采用大写英文字母表示;交流分量及其注脚均采用小写英文字母表示;而交直流叠加量采用英文小写字母,注脚采用大写英文字母。
如基极电流的直流分量用IB表示;交流分量用ib表示;叠加量用iB表示。
5、如果共发射极电压放大器中没有集电极电阻RC,会得到电压放大吗?
答:
集电极电阻RC的作用是将集电极的电流变化变换成晶体管输出端的电压变化,以实现负载需求的电压放大。
如果电路中没有RC,显然无法得到信号电压的放大。
2.2思考与问题解答:
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、放大电路中为什么要设置静态工作点?
静态工作点不合适会对放大电路产生什么影响?
答:
为使放大电路对输入信号能放大且不失真,必须设置合适的静态工作点。
如果静态工作点设置的不合适,譬如设置偏高,会造成信号传输和放大过程中的饱和失真;若静态工作点设置偏低,则易造成信号传输和放大过程中的截止失真。
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,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,考虑到温度的影响而造成的失真,需在电路中加设负反馈环节。
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,可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RE对交流量的影响,从而减小RE对交流电压放大倍数的影响。
2.3思考与问题解答:
思考与问题
1、
VT
C2
C1
u0
RC
ui
+
+
+VCC
图2.12思考与问题1电路图
RB2
(a)
VT
C2
C1
u0
RB
ui
+
+
+VCC
(b)
VT
C2
C1
u0
RC
ui
-
+VCC
+
+
RB2
(c)
VT
C2
C1
u0
RC
ui
+
+
+VCC
-
RE
RB2
(d)
RB1
RB1
图2.12所示各电路,分析其中哪些具有正常放大交流信号的能力?
为什么?
答:
图(a)因基极电位VB=UCC,使得静态工作点太高而造成严重的饱和失真,不具有正常的放大交流信号的能力;图(b)电路中,由于集电极电阻RC=0,所以无法把晶体管的电流放大转换为负载需要的电压放大,因此也不具有正常的放大交流信号的能力;图(c)所示分压式偏置共射放大电路一是基极电位等于管压降太低,二是两个耦合电容的极性反了,不具有正常的放大交流信号的能力;图(d)电路是按照核心元件三极管选择NPN硅管设置的,用成图示的PNP管,电源和耦合电容极性均接反,因此不具有正常的交流信号放大能力。
2、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:
放大电路的输出电压与输入信号电压的比值就是电压放大倍数,它反映了放大电路对输入信号的放大能力。
共发射极放大电路中,电压放大倍数与晶体管电流放大倍数成正比,与放大电路集电极电阻成正比,与晶体管的交流等效输入电阻成反比,且与输入信号电压反相。
3、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等效输入电阻,即ri=ui/ii。
放大电路的输入电阻ri的大小决定了放大电路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。
4、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:
对放大电路所带的负载来讲,其输出电阻ro相当于信号源内阻。
我们通常希望放大电路的输出电阻ro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ro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增强。
5、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,就是把直流电源置0,仅考虑输入交流信号作用下电路的响应。
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ro、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:
把非线性元件晶体管在符合一定条件时用一个与之等效的线性电路来代替,从而把非线性放大电路转化为线性电路,利用线性电路分析法对放大电路进行动态分析。
转化为线性电路的条件是“微变”,即变化范围很小,小到晶体管的特性曲线在静态工作点Q点附近可以用直线代替。
满足此条件的输入信号必须是小信号,通常小信号条件下的输入电压ui≤10mV。
把动态下的小信号放大电路转化为微变等效电路后,就可以利用前面所学的电路分析方法求解出放大电路对交流信号呈现的输入电阻ri、输出电阻ro和交流电压放大倍数Au了。
2.4思考与问题解答:
1、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。
2、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因短路而无输出。
2.5思考与问题解答:
1、功放和普通放大电路相比,有何不同?
对功放电路有哪些特殊的技术要求?
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、何谓交越失真?
采取什么方法可以消除交越失真?
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、负半周交替的过零处,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。
为消除交越失真,可在两个功放管的发射结加上一个较小的正偏电压,使两管都工作在微导通状态。
这时,两个功放管,一个在正半周工作,另一个在负半周工作,互相弥补对方的不足,从而在负载上得到一个完整的输出波形。
即两个功放管的输入、输出特性完全一致,达到工作特性完全对称的状态。
3、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。
4、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。
2.6思考与问题解答:
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输入端后,造成净输入信号增强,则这种反馈称为正反馈。
正反馈可以提高放大电路的增益,但正反馈电路的性能不稳定,、实际中较少使用。
2、放大电路一般采用的反馈形式是什么?
如何判断放大电路中的各种反馈类型?
答:
放大电路中普遍采用的是负反馈。
负反馈通常有四种典型形式:
电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。
放大电路中如果反馈信号取自于输出电压,为电压负反馈;若取自于输出电流,则为电流负反馈;若反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式相加减,可判断为串联负反馈;若反馈信号与输入是以电流的形式相加减,可判断为并联负反馈;如果反馈信号和输入信号加到放大元件的同一电极,则为并联反馈,否则为串联反馈。
3、放大电路引入负反馈后,对电路的工作性能带来什么改善?
答:
放大电路引入负反馈后,对电路的性能主要表现在放大电路稳定性的改善,同时展宽了放大电路的通频带,但放大电路的电压放大倍数降低了。
另外,串联负反馈具有提高输入电阻的作用;并联负反馈能使输入电阻减小;电压负反馈能减小输出电阻,稳定输出电压;电流负反馈使输出电阻增大,稳定了输出电流。
实际放大电路究竟采用哪种反馈形式比较合适,必须根据不同用途确定引入不同类型的负反馈。
4、放大电路的输入信号本身就是一个已产生了失真的信号,引入负反馈后能否使失真消除?
答:
采用负反馈能够提高放大电路的稳定性,从本质上