m22填空题汇总.docx
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m22填空题汇总
BJT的结构、符号、曲线、参数
(1)三极管能起放大作用的内部条件通常是:
发射区掺杂浓度,基区杂质浓度比发射区杂质浓度,基区宽度,集电结面积比发射结面积。
(2)NPN型和PNP型三极管的区别是
(a.由两种不同的材料硅或锗构成,b.掺入的杂质不同,c.P区和N区的位置不同)
(3)三极管工作在饱和区时,b-e极间为__,b-c极间为__;工作在放大区时,b-e极间为__,b-c极间为__,此时,流过发射结的主要是__,流过集电结的主要是__。
(a.扩散电流,b.漂移电流c.正偏d.反偏)
3.3
(1)某三极管的极限参数PCM=150mW,ICM=100mA,V(BR)CEO=30V。
若它的工作电压VCE=10V,则工作电流IC不得超过__mA(a.100mA,b.15mA,c.1mA);
(2)若工作电压VCE=1V,则工作电流不得超过__mA(a.100mA,b.15mA,c.1mA);若工作电流IC=1mA,则工作电压不得超过__V(a.30V,b.10V,c.1V)。
思考题
3.1.1.既然BJT具有两个PN结,可否用两个二极管相联以构成一只BJT,试说明其理由。
3.1.2.要使BJT具有放大作用,发射结和集电结的偏置电压应如何联接?
3.1.3.一只NPN型BJT,具有e、b、c三个电极,能否将e、c两电极交换使用?
为什么?
3.1.6如何用一台欧姆表(模拟型)判别一只BJT的三个电极e、b、c?
3.1.5BJT的电流放大系数、是如何定义的,能否从共射极输出特性上求得值,并算出值?
在整个输出特性上,()值是否均匀一致?
3.1.4为什么BJT的输出特性在VCE>1V以后是平坦的?
又为什么说,BJT是电流控制器件?
3.1.3有两只半导体三极管,一只管子的=150,ICEO=200mA,另一只管子的=50,ICEO=10mA,其他参数一样,你认为哪只管子好?
为什么?
BJT的放大、饱和、截止等三种工作状态
3.2检修某台无使用说明书的电子设备时,测得其中四只三极管各电极的对地电压数据如表所示,试判断这四只管子的类型及工作状态。
T1
T2
T3
T4
VB/V
–0.2
2.73
–3.5
10.74
VC/V
–5
2.3
–6
15
VE/V
0
2
3.5
10
2.在图CS_02所示共射放大电路中,三极管=50,VBE=-0.2V。
问:
当开关与A处相接时,三极管处于___状态;开关与B相接时,三极管处于___状态;开关与C相接时,三极管处于___状态。
在图CS_01(b)所示射极偏置电路中,若上偏流电阻Rb1短路,则该电路中的三极管处于___。
(a.放大状态b.饱和状态c.截止状态d.状态不定)
例3图LT_03所示的三个电路中三极管均为硅管,=50,试通过估算判断它的静态工作点位于哪个区(放大区、饱和区、截止区)。
解图LT_03(a)和(b)电路遵循放大电路的组成原则,但能否保证三极管工作在放大区,尚需通过计算才能得出结论。
图LT_03(a):
设三极管工作在放大区,则
故知VC=6.5VVB=0.7VVE=0V
可见VB>VEVC>VB
这说明发射结正偏,集电结反偏,三极管静态工作点在放大区,只要输入信号大小适宜,该电路便可实现不失真放大。
图LT_03(b):
设三极管工作在放大区,则
IC=IB=50×0.24mA=12mA
VCE=VCC–ICRc=(12–12×1)V=0
可见,VC>VB>VE(VC=0,VB=0.7,VE=0)发射结正偏,集电结反偏,静态工作点进入饱和区,原假设不成立,此时,Vces≈0.3V,
。
当实际的基极电流
时,三极管静态工作点才能在放大区,这是判别管子工作在哪个区域的一种方法。
由于三极管在饱和时集电结正偏(NPN型管子为VC≤VB),故对于固定偏流共射放大电路的饱和条件可表示为VCC–ICRc≤VCC–IBRb,即Rb≤Rc。
在本电路中,Rb=47k,Rc=50×1k=50k,满足Rb≤Rc,所以处于饱和状态。
图LT_03(c):
可直观看出,该电路的VBE=–4V,则
IB=0IC=0VCE=12V
可见VB<VE,发射结反偏;VC>VB,集电结反偏,三极管静态工作点在截止区。
放大的概念
3.2.2为什么说,放大器是一种能量控制部件?
一台输出功率为5W的扩音机,这5W功率来自何处?
当扩音机接通电源和微音器,但无人对着微音器讲话时,喇叭无声音发出。
于是有人对放大器用两句话来描述:
“小能量控制大能量,放大对象是变化量”,对此如何体会?
放大电路的组成原则
3.2练习题
试分析图SK_01所示各电路是否能够放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图CS_01所示(a)、(b)、(c)、(d)放大电路中,能实现正常放大的电路是___。
直流/交流通路
直流通路:
当没加输入信号时,电路在直流电源作用下,直流电流流经的通路。
直流通路用于确定静态工作点。
如何画直流通路
①电容视为开路;②电感线圈视为短路;③信号源视为短路,但应保留其内阻。
交流通路:
在输入信号作用下交流信号流经的通路。
交流通路用于计算电路的动态性能指标。
如何画交流通路
①容量大的电容视为短路,②直流电源视为短路。
多级放大电路(自学)
例1试画出图LT_01(a)、(b)、(c)和(d)所示的各电路的直流通路。
试画出图LT_02(a)、(b)、(c)和(d)所示放大电路的交流通路。
画出图SK_01(a)、(b)所示各电路的直流通路和交流通路,设所有电容对交流信号均可视为短路。
直流/交流负载线、最大不失真幅度
例1图LT_01(b)画出了图LT_01(a)固定偏流放大电路中BJT的输出特性及交、直流负载线,试求:
(1)电源电压VCC,静态电流IB、IC和管压降VCE的值;
(2)电阻Rb、Rc的值;(3)输出电压的最大不失真幅度;(4)要使该电路能源失真地放大,基极正弦电流的最大幅值是多少?
解:
(1)由作图法可知,直流负载线与输出特性横坐标轴的交点即是VCC值的大小,图LT_01(b)中直线①为直流负载线,读得VCC=6V。
由点分别向横纵轴作垂线,得IB=20μA,IC=1mA,VCE=3V。
(2)由直流通路基格回路得
300×103
由集—射极回路得
(3)由直线②交流负载线与静态工作点的情况可看出,在输入信号的正半周,输出电压VCE从3V到0.8V,变化范围为2.2V;在信号的负半周输出电压VCE从3V到4.6V,变化范围为1.6V。
综合考虑为不出现失真输出电压的最大不失真幅度为1.6V。
(4)根据输出电压最大不失真幅度为1.6V,可作图求得基极正弦电流最大幅值为20mA。
例2已知图LT_02(a)所示放大电路,三极管的=100,–VBE=0.3V,–VCES=1V.其输出特性如图LT_02(b)所示。
1.按图示电路参数计算静态工作点Q;
2.当Rb和Re不变,Rc增加时,Q点将如何移动?
为使三极管不进入饱和状态,RC如何选取?
3.当RC和Re不变,Rb减少时,Q点将如何移动?
为使三极管不进入饱和状态,Rb如何选取?
4.当Rb、RC和Re不变,Vcc减少时,Q点将如何移动?
为使三极管不进入饱和状态,VCC如何选取?
解:
1.估算静态工作点Q。
作直流负载线
由图LT_01(a)所示电路,求得
IC=IB=100×0.1mA=10mA
–VCE≈VCC–IC(RC+Re)=[20–10×(1.2+0.5)]V=3V
所以IBQ=0.1mAICQ=10mA–VCEQ=3V
直流负载线方程为
–VCEQ=VCC–iC(RC+Re)
利用截距法作直流负载线MN如图LT_02(b)所示,将MN与iB=IBQ的输出特性曲线相交,得静态工作点Q。
2.当Rb和Re不变,Rc增加时,直流负载线斜率(绝对值)减少,而IBQ未变,故静态工作点将向左移动,如图LT_02(b)中的Q1点。
为使三极管不进入饱和状态,其Rcmax可由下式求得:
VCC=IC(Rcmax+Re)+│VCES│
故
所以Rc<1.4k
3.当RC和Re不变,Rb减小时,直流负载线不变,而IBQ增加,故静态工作点将向左上方移动,如图LT_02(b)中的Q2点。
为使三极管不进入饱和状态,其Rcmax可由下式求得:
VCC=Icmaxc(Rc+Re)+│VCES│
所以Rb>126k
4.当Rb、Rc和Re不变,VCC减小时,直流负载线向左平行移动,IB亦将减少,故静态工作点将向左下方移动,如图LT_02(b)中的Q3点。
为使三极管不进入饱和状态,其VCCmin可由下式求得:
VCCmin=bI¢B(Rc+Re)+│VCES│
而
代入上式得
即
所以VCC>5.3V
值得指出,以上求出的Rcmin、Rbmin和VCCmin只考虑了三极管静态时不进入饱和状态。
1.在图SK_01所示电路中,由于电路参数不同,在信号源电压为正弦波时,测得输出波形如图SK_01(b)、(c)、(d)所示,试说明电路分别产生了什么失真,如何消除。
小信号分析法
BJT的小信号模型是在什么条件之下建立的?
其中的受控电源的性质如何?
在简化的BJT的小信号模型中,两个参数rbe和b怎样求得?
若用万用表的“”档测量b,e两极之间的电阻,是否为rbe?
在画小信号等效电路时,常将电路中的直流电源短路,即把直流电源VCC的正端看成直流正电位、交流地电位。
对此如何理解?
试画出图LT_01(a),(b),(c),(d)各放大电路的H参数小信号等效电路。
解:
H参数小信号等效电路的画法是:
先画出放大电路的交流通路,再以H参数小信号模型代替三极管,然后从三极管的三个电极出发根据交流通路画出其它元件与各电极的连接。
在画电路的H参数小信号等效电路时要注意受控电流源
代表三极管的电流控制作用,其大小和方向都从属于
。
如
是流入基极,则
就是从集电极流向发射极。
(一)在图SK_01所示电路中,已知VCC=12V,晶体管的=100,Rb=100k。
填空:
要求先填文字表达式后填得数。
(1)当
时,测得VBE=0.7V,若要基极电流IB=20mA,则Rb和Rw之和Rb=
≈___k;而若测得VCE=6V,则Rc=___≈___k。
(2)若测得输入电压有效值Vi=5mV时,输出电压有效值Vo=0.6V,则电压放大倍数
=___≈___,若负载电阻RL值与Rc相等,则带上负载后输出电压有效值Vo=___=___V。
(二)有两个共射极放大电路。
已知Avol=-50(开路电压增益),Ri1=2k,Ro1=5.1k;Avo2=–40,Ri2=5.1k,Ro2=10k。
现将两个放大电路用电容耦合到一起构成两级放大电路,并接上10k的负载,则两级放大电路的总电压增益Av=___,输入电阻Ri=___,输出电阻Ro=___,输出与输入信号的相位___。
(三)在图SK_03所示电路中,设某一参数变化时其余参数不变,在表中填入①增大②减小或③基本不变。
参数变化
IBQ
VCE
Ri
Ro
Rb增大
Rc增大
RL增大
1.既然共集电极电路的电压增益小于1(接近于1),它在电子电路中能起什么作用?
2.共集电极电路又称为电压跟随器,这里的“跟随”二字意味着什么?
3.共基极电路又称为电流跟随器,这里的“跟随”又意味着什么?
4.共射、共集和共基表示BJT的三种电路接法,而反相电压放大器,电压跟随器和电流跟随器则相应地表达了输出量与输入量之间的大小与相位关系,如何从物理概念上来理解?
1.为了使高阻输出的放大电路(或高阻信号源)与低阻负载(或低输入电阻的放大电路)很好地配合,可以高阻输出的放大电路与负载之间插入___;为了把一个低阻输出的放大电路(或内阻极小的电压源)转变为高阻输出的放大电路(或内阻尽可能大的电流源),可以在低阻输出的放大电路后面接入___。
(a.共射电路b.共集电路c.共基电路d.任何一种组态的电路)
2.在单极放大电路中,若输入为正弦波形,用示波器观察vo和vi的波形,当放大电路为共射电路时,vo和vi的相位___;当为共集电路时,则vo和vi的相位___;当为共基电路时,则vo和vi的相位___。
(a.同相b.反相c.相差90°d.不定)
3.既能放大电压,也能放大电流的是___组态放大电路;可以放大电压,但不能放大电流的是___组态放大电路;只能放大电流,但不能放大电压的是___组态放大电路。
(a.共射b.共集c.共基d.不定)
4.在共射、共集和共基三种基本放大电路组态中,电压放大倍数小于1的是___组态;输入电阻最大的是___组态,最小的是___组态;输出电阻最大的是___组态,最小的是___组态。
(a.共射b.共集c.共基d.不定)
1.什么叫幅频特性?
什么叫相频特性?
2.fH、fL的定义是什么?
一放大电路的频带宽度是怎样定义的?
3.一个放大电路的理想频响是一条水平线,而实际放大电路的频响一般只有在中频区是平坦的,而在低频区或高频区,其频响则是衰减的,这是由哪些因素引起的?