模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案第九章.docx
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模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案第九章
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CES，则最大输出功率
POM=（C）。
（VCCA.1122（VCCUCES）（VCC
UCES）UCES）B.C.RL2RL2RL2
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UCES2V，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：
Pom（VCCUCES）2RL216W,VCCUCES4VCC69.8%
（3）由题意知，电压放大倍数为：
Au1R6R1U11.3∴R6（11.31）R110.3k
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CES=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
Pom（VCCUCES）2RL2CES=2V，24.5W，VCCU4VCCCES69.8%
（2）晶体管的最大功耗
PTmax0.2Pom0.2VCC2RL26.4W
（3）输出功率为Pom时的输入电压有效值
UiUom
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UBE0.7V，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9.9V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uI=？
（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？
V；UB30.7V；解：
（1）T1、T3和T5管的基极静态电位分别为UB11.4
UB517.3V
（2）静态时T5管集电极电流：
ICQVCCUR2B11.66mA；
输入电压：
uIuB517.3V。
（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CES=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：
Pom（VCCUCES）2RL24W，VCCU4VCCCES69.8%
（2）功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为：
ICmaxVCCUCESRL0.5A；UCEmax2VCCUCES34V；PTmax0.2VCC2RL21W
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
iFRfRfuOA,ufuIiIR1R1
10，R1k∵Auf1
∴Rf10k。
解图P9.8
9.9在图P9.9所示电路中，已知VCC=15V，T1和T2管的饱和压降足够大。
求解：
CES=2V，输入电压
（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
Uom
RLRLR4
（V
CC
U
CE）8.6V5
（2）负载电流的最大值
iLm
a
x
VCCU
CES
RLR4
1.5A3图P9.9
（3）最大输出功率和效率分别为：
Pom
UomRL
2
9.3W5；
VCCU4
VC
C
C
RL
ES60.3%RRL4
2
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
iCm
VCCUCES
R4
26A；PTm
axax
VCC
2
R4
2
45.W6。
9.11在图P9.11所示电路中，已知VCC=15V，T1和T2管的饱和压降放的最大输出电压幅值为±13V，二极管的导通电压为0.7V。
CES
=1V，集成运
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uOmax13V；
Pom
（uOmax/
RL
2
10.6W。
（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
1Au
RfR1
U
o50。
∵Rl=1kΩ，∴Rf=49kΩ。
U
i
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CES
=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
112（VCCUCES）VCCU
5.06W；2
12RL4
VCC2
CES
Pom
58.9%
（3）T2和T4管的ICM、U（BR）CEO和PCM的选择原则分别为
ICM
VCC2RL
1.5A；U（BR）CEOVC24V；PCM
（VCC/2）2RL
2
1.82W。
9.13已知图P9.13所示电路中，T2和T4管的饱和压降U输入电压足够大。
（1）A、B、C、D点的静态电位各为多少？
CES
=2V，导通时的BE
=0.7V，
（2）若管压降CE3V，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
1122（VCCUCE）（VCC3）
1.5W2RL216
（2）由Pom
得：
VCC19.9V
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UOPP（VCC6）V，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：
uOuPuN'VCC212V；uO0V。
（3）最大输出功率和效率分别为：
（VCC6
2RL）2Pom5.06W；VCC64VCC58.9%。
9.15电路如图9.4.6所示，回答下列问题：
U
（1）Auo1?
Ui
（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？
1解：
（1）电压放大倍数：
AuRfR11200.6830.4
RL
（2）最大输出功率为：
Pom11.4W
效率为：
UOPP
42VCC70.6%
（3）输入电压有效值：
UiU314mV。
9.16TDA1556为2通道BTL电路，图P9.16所示为TDA1556中一个通道组成的实用电路。
已知VCC=15V，放大器的最大输出电压幅值为13V。
图P9.16
（1）为了使负载上得到的最大不失真输出电压幅值最大，基准电压UREF应为多少伏？
静态时uol和uo2各为多少伏？
（2）若Ui足够大，则电路的最大输出功率Pom和效率η各为多少？
（3）若电路的电压放大倍数为20，则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）基准电压：
UREF=VCC/2=7.5V；静态时uol=uo2=7.5V
（2）最大输出功率和效率分别为：
PomUomax2RL21322421W；UOm4VCCax68%
（3）
输入电压有效值：
Ui0.46V
9.17TDA1556为2通道BTL电路，图P9.17所示为TDA1556中一个通道组成的实用电路。
已知VCC=15V，放大器的最大输出电压幅值为13V。
（1）输入信号分别作用于A1、A2
的同相输入端还是反相输入端？
若输入
电压为Ui，则A1、A2的输入各为多少？
（2）为了使负载上得到的最大不失真
输出电压幅值最大，基准电压UREF应为
多少伏？
静态时uol和uo2各为多少伏？
（3）若Ui足够大，则电路的最大输出
功率Pom和效率η各为多少？
图P9.17
解：
（1）输入信号分别作用于A1的同相端、A2的反相端，都为Ui。
（2）同题9.16
（1）。
（3）同题9.16
（2）。
9.18已知型号为TDA1521、LM1877和TDA1556的电路形式和电源电压范围如表所示，它们的功放管的最小管压降CEmin均为3V。
（1）设在负载电阻均相同的情况下，三种器件的最大输出功率均相同。
已知OCL电路的电源电压±VCC=±10V，试问OTL电路和BTL电路的电源电压分别应取多少伏？
（2）设仅有一种电源，其值为15V；负载电阻为32Ω。
问三种器件的最大输出功率各为多少？
解：
（1）OTL电路应取VCC=20V,BTL电路应取VCC=13V。
（2）OTL、OCL和BTL电路的最大输出功率分别为：
（VCC
2CEmin）
2RL
（VCCCEmin）
2RL22Pom（OTL）0.316WPom（OCL）2.25W
Pom（BTL）（VCC2CEmin）2RL21.27W
补充9.1补图P9.1所示为两个带自举的功放电路。
试分别说明输入信号正半周和负半周时功放管输出回路电流的通路，并指出哪些元件起自举作用。
（a）（b）
补图P9.1
解：
在图（a）所示电路中，在信号的正半周，经共射电路反相，输出级的输入为负半周，因而T2导通，电流从C4的正端经T2、地、扬声器至C4的负端；在信号的负半周，经共射电路反相，输出级的输入为正半周，因而T1导通，电流从＋VCC经T2、C4、扬声器至地。
C2、R3起自举作用。
在图（b）所示电路中，在信号的正半周，经共射电路反相，输出级的输入为负半周，因而T3导通，电流从＋VCC经扬声器、C2、T3至地；在信号的负半周，经共射电路反相，输出级的输入为正半周，因而T2导通，电流从C2的正端经扬声器、T2至C2的负端。
C2、R2起自举作用。
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