模电第2章晶体管答案.doc

1、1 2.1 已知晶体管工作在线性放大区，并测得个电极对地电位如题图 2.1 所示。试画出各晶体 管的电路符号，确定每管的 b、e、c 极，并说明是锗管还是硅管。 0.7V 8V 0V (a) -0.7V -8V 0V (b) 4V 1V 3.7V (c) 4V 4.3V 9V (d) 题图 2.1 解： 8V 0V 0.7V 硅 NPN -8V 0V -0.7V 硅 PNP 1V 4V 3.7V 锗 PNP 9V 4.3V 锗 NPN 4V 题图 （a）： 题图 （b）： 题图 （c）： 题图 （d）： 2.3 已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图 2.3 所示，试判别各晶体管的工作状态（放

2、 大、饱和、截止或损坏） 。 -5V -0.3V 0V 3AX81 (a) 12V 3V 0V (d) 3DG8 6.6 V 6.3V 7V 3CG21 (c) 8V 2.5V 3V (b) 3BX1 题图 2.3 2 解：题图（a）3AX 为 PNP 锗管， V（正偏） ， V（反偏） ，放大状30.UBE74.UCE 态 题图（b）：e 结反偏，c 结反偏，截止状态 题图（c）：e 结正偏，c 结正偏，饱和状态 题图（d）：e 结开路，晶体管损坏 2.5 某晶体三极管在室温 时的 V， V， pA。试求Co258065.0)(onBEU10CBOI 的 ， 和 的数值。Co70)(onBE

3、UBOI 解： 98)27()1.0.)25()( Com.)(BE)C(BEoo 570 pA3.261057)25()(COOooII 2.6 某晶体管的共射输出特性曲线如题图 2.6 所示 （1） 求 IBQ=0.3mA 时，Q 1、Q 2 点的 值。 （2） 确定该管的 U(BR)CEO 和 PCM。 题图 2.6 解：（1）Q 1点： 。点 ： 0,502Q （2） 。mWPVUCMCEOBR34)( 2.7 硅晶体管电路如题图 2.7 所示。设晶体管的 V， 。判别电路的7.0)(onBEU10 工作状态。 3 9V 1V D 0.3V （a ） T RB 470kRC2k RE

4、1k （b ） T RB 100kRC2k RE 1k （c ） 15V 15V 题图 2.7 解： 。 VU,UCBE 120 题图（b）： )V(UmAIR)(.CEQBE5732150 处于放大状态 题图（c）： A， mA1BQI1.7CQI (V)36275)(.CE 不可能，表明晶体管处于饱和状态。 2.9 晶体管电路如题图 2.9 所示。已知 100， UBE 0.3V (1)估算直流工作点 ICQ、 UCEQ。 (2)若偏置电阻 RB1、 RB2 分别开路,试分别估算集电极电位 UC值，并说明各自的工作状 态。 (3)若 RB2开路时要求 ICQ 2mA，试确定 RB1 应取多

5、大值。 4 题图 2.9VRIUmARI VCEQCEQCBCB4.5)23.1(.09. 9.21547)1( )221解 ： （2）当 RB1开路时， I3Q=0,管子截止。U C=0. 当 RB2开路时，则有 KRmARUI VI mAUI BBECCQBEsatCCtBEsatCsatB4523.101)()3( .723.035.1).(.2)( 06.47.13.0112)()(由 此 解 得 开 路 时 ， 由 于当 状 态 。 此 时， 所 以 晶 体 管 处 于 饱 和因 为 5 2.14 判别题图 2.14 所示各电路能否对正弦信号进行电压放大？为什么？各电容对电信号 可视

6、作短路。 UCC RB RC C2 RE C1 u i + + uo T CE CB (a) UCC RB C2 RE C1 u i + + vo T (b) (c) UCC RB RC C2 RC C1 u i + + uo T UCC RC C2 RE C1 u i + T (d) RB RE uo ui (e) (f) 题图 2.14 解：图（a）：因为输出信号被短路了，所以不能进行电压放大。 图（b）：因为输入信号被 短路了，所以不能进行电压放大。BCui ui 6 图(c)中管子截止，电路不能正常放大。应将 RB改接在 b 极与地之间。 图（d）：晶体管基极偏置为零，不能进行放大。

7、图(e)中会使 e 结烧坏且输入信号短路，因而电路不能正常放大，应在 b 极到 Ucc 之间 接偏置电阻 RB。 2.17 图(f) 中电路可以正常放大。放大电路如图 2.17（a ）所示，正常工作时静态工作点为 Q。 （1）如工作点变为图 2.17（b）中的 和 ，试分析是由电路中哪一元件参数改变而Q 引起的？ （2）如工作点变为图 2.17（c）中 和 的，又是电路中哪一元件参数改变而 引起的？ C1 RB RC C2 T RL + uo (a) + ui UCC 0 uCE (b) ic Q UCC 0 uCE (c) ic Q UCC 题图 2.17 解：（1） 不变， 不变， 不变，

8、而 变化，工作点的变化可见图 2.13（b） 。CUBRBQICR 若原工作点为 Q， 减小时，移至 ， 增加时，移至 。 Q （2） 不变，负载线斜率不变，和同时变化，工作点的变化如图 2.13（c）所示。如C 原工作点为 Q， 增加， 也增加，工作点可移至 ，反之， 下降， 也下降，UBR CUBR 工作点可移至 。 2.18 放大电路及晶体管三极管的输出特性如题图 2.18（a）和（b）所示。设 ，0)(onBE 各电容对信号视作短路。 （1）晶体管的 和 各为多少？cer （2）在图 2.18（b）上作直流负载线和交流负载线。 7 （3）如图 2.18（a）电路中加接 k 的负载，重复

9、（2） 。LR （4）当 时，为得到最大的输出电压振幅值 Uom，工作点如RLCL/2/ 何选取（调节 ）？此时 Uom=？ 的值又应为多少?BB C1 RB 500 kRC2k C2T + uo (a) CERE 1k (b) 题图 2.18 2 4 6 8 10 12 2 1 3 4 5 6 10 A20 A30 A40 A50 A60 Au CE/V iCE/mAQ 0 ui + 解：（1）输出特性理想化， 。10,r,UceA （2）先求工作点 （ A） ，直流负载线251EB)on(CQRI ，取两点CECCE I)R(U32 ，可得直流负载线如图 2.18（b）中线，工作 VU,I

10、;mAI,040 点 Q( V， mA)，交流负载线的斜率为 21CR，可得图 2.18（b）中6CEQ2CQ 线（交流负载线） 。 （3）此时直流负载线不变，仍如图 2.14（b）中线，而交流负载线的斜率为 ，如图 2.18（b）中线。1/LCR （4）为得最大 ，工作点应选在交流负载之中点。将图 2.18（b）中线（ =1komU LR ）平移使之与直流负载线线的交点是此交流负载线之中点，即 点（ V， Q3CEQU mA） 。此时， =3V。3CQIom 调节 使 A，则 ，解得BR30QI 36 102110BEBonCR)(RU 8 k 。30BR 2.19 图 2.19（a）放大电

11、路中，设晶体管的输出特性曲线如图 2.19（b）所示。 V， k ， k，直流负载线如图 2.19（b）中粗实线所示。12CU30BR3C Q 点为 mA， V。I6EQU （1）如电路中 k ，试做出该电路的交流负载线。 L （2）如基极正弦波电流 的峰值为 40 A（即在 0 A 范围内变动） ，试画出相应bi80 的 与 uo 的变化波形，并标出该放大电路中不失真的最大输出电压的峰峰值 UO(p-p)。ci RS C1 RB RC C2 T RL + + uo Us (a) 图 2.19 UCC 1 2 3 4 5 6 3 6 9 12 iB=120 A 20 A40 A60 A80 A

12、100ANic A B uce Uo(p-p) M Q Q1 ib Q2 0 uCE/V (b) P 解：（1） 在图 2.19（b）上作斜率为 的辅助线kkRL5.1/)3/(1/ AB，再过 Q 点作平行于 AB 的直线 MN，MN 即为交流负载线。 或者：设 P 点是 Q 点在横轴上的垂足，QP 相应于 mA 的值，因此，在横轴上2CQI 截 PM= V，连接 MQ 并延长至纵轴 N 的直线就是斜率为 的交流负载线。3LCRI LR/1 （2）在图 2.19（b）上以 Q 点为中心，以 A 那根线起始，画幅度为 的40bi A40 正弦波，即从 变到 ，再回到 ；接着变到 ，再返回到 ，

13、变成A408 一个周期，如图所示。随着 的变化，输出回路的工作点将沿着交流负载线（而不是沿着bi 直流负载线）上、下移动，即 Q 点在 至 范围内变化，由此即可画出相应的 （即12 ceu iC/mA 9 ）和 的正弦波型。图（b）中有斜线的电压和电流波形对应 的正半周。不难看出，ouci iu 与 （即 ）的相位是相反的（相位差 ） 。i 018 从图看出波形无明显失真，所以 （V）639)P(oU 2.20 放大电路如题图 2.20（a）所示，已知 50， UBE=0.7V， UCBE=0， RC=2K .VUKRCL12,20, (1)若要求放大电路由最大的输出动态范围，问 RB 应调到

14、多大？ (2)若已知该电路的交、直流负载线如题图 2.20（b）所示，试求： UCC=? RC=? UCEQ=? ICQ=? RL=? RB=? 输出动态范围 UOPP=? 题图 2.20 解：（1）要求动态范围最大，应满足 KIURmAImAI URRIBQECCQCQ CESESL1806.7206.35,3.1)0/2(解 得即 (2)由直流负载线可知： 10 VUKIRmAIK RRIVUVUomOPBQECCQL LLCLCQECC4)6(22830.7104.5.3 ,12/4/,2,412, 则而即 2.23 试计算题图 2.23 所示共射放大电路的静态工作点 UCEQ，源电压放

15、大倍数 ，souUA 输入电阻 和输出电阻 。设基极静态电流 A， k ， k ，iRo 20BQI2CR2L V， ， ，厄尔利电压 V， ，C 为隔直、耦9CU150Sbr10 合电容。 RS C RC V RL + + Uo Us + Ui UCC 题图 2.23 RB 解：（1）计算工作点和 、 。已知ebrc A20BQI 则 （mA）20.1BCI (V)29 CEQCLEQCCEQ URUIRU 由以上关系式可以看出，因电路输出端没有隔直电容，负载电阻 与工作点有关。由上式LR 解得 52.CEQ 而 11 （k ）312601.IUrCQTEeb （k ）520CQAceI （

16、2）计算源电压放大倍数 。us 先画出图 2.13 电路的小信号等效电路如下图所示。 ii=ib RC RLrce ic io Uo + + Us + ebir ebmvg ( )i RoRi 图 2.17(b) Rs 6931502 /rR/ rRr/AebSLce beSebLCcsiious ; （3）计算输入电阻 、输出电阻 。i o k3.1ebir k2/CcoR 12 2.27 电路如题图 2.27 所示，BJT 的 ， ， mA，基极静态电流由电10br26TU 流源 IB 提供，设 A，R S=0.15k, k 。试计算 、 和 。20BI LERiuA0iRo 电容 C 对

17、信号可视为短路。 RS C V RL + UoU s + Ui IB Ri Ro RE 题图 2.27 RS 解： （mA）201BQCI （k ）36.UrTeb 其小信号等效电路如图(b)所示。 （k ）3102101 ./.R/rRLEebi 9860 310251. )/(/r RUALEebS iSiLEsiiosv 用辅助电源法可求得输出电阻为 )(./rR/ebSEo 41021(b) RC + ebr ib Ri Ui Uo + Ro RE RL + Us ib 13 2.29 基放大电路如题图 2.29(a)所示。已知晶体管的 ，0br k ， k ， ； ， k ， k3.

18、1ebr50cer105SR2LCR1E ，各电容对交流信号可视为短路。试计算电压增益 、输入电阻 和输出iusUA0i 电阻 。oR C1 C3 C2 RL RoRi + Uo RB1 RC V RE RS Us + RB2 + Ui 题图 2.29 解：其交流通路和小信号等效电路分别如图 2.21（b）和（c）,则 V RCRE RL RS vs + + vi Ri Ro + vo (b) RS Us + + Ui Ri RE rbe RC RL ib icie io Ro (c) 图 2.29 + Uo ib 131365021beEiSbeLC SbeEbeLCsiiosvr/R./

19、Rr/r/UA 用辅助电源法可求得晶体管共基组态的输出电阻为 kCo2 2.30 在题图 2.30 所示的共基放大电路中，晶体管的 50， .krbe2 (1) 计算放大器的直流工作点。 14 (2) 求放大器的 Au2、 Ri和 Ro。 题图 2.30 KRrUAIr VRmAUI CbeEiiuCQbeECEQBEC316583.0/21/ .9/(83526026)2( 75.)(.1)(57.443012)1(0021）解 ： 2.34 组合放大电路如题图 2.34 所示。已知两个晶体管的参数相同： ， k ， ， ； br1eb50cer5LCR k ， k ， k 。ERB （1）

20、画出该电路的交流通路。 （2）求该电路的输入电阻 、 电压增益和输出电阻 。iRiouUAoR 15 V1 V2 RB RC RE Ri Ro RL + Ui + Uo 题图 2.34 UCC + Ui RB V1 V2 RE Ri Ri1 Ri2 Ro RC RL + Uo (a) (b) 解:（1）该电路的交流通路如图 2.34(b)所示。 （2） k ， ， k5.2/)1(/ beEebBi rr125uAoR 2.31三级放大电路如题图 5.7(a)所示。设晶体管 V1 V3 的 ，D 1 和 D2 的直流压降为 0.7V。已知静态07049bce)on(BEr,V.U, IEQ3=

21、3mA。各电容对交流信号可视作短路。 (1)试求各管的静态集电极电流I CQ。 (2)计算电压放大倍数 ，输入电阻R i和输出电阻R o。iouUA 16 + Ui C1 Ri D1 D2 Ro R2 3k R3 2k R1 2k V1 V2 V3 RB + Uo UCC 12V (a) + Ui + Uo RB R2 R3 rbe1 ib1 ib1 ib3 rbe2 ib2 rbe3 ib3 (b) 题图 2.35 2re ib2 解：(1) mAIRUI mA.I. IRI )(.IBQD)on(BECQEBQ)on(BCQEQ 14975021127370194235011332233

22、(2)等效电路如图2.35(b)所示。 (3)首先求各管的 ebr 17 ,.IUr ,Irk.UCQTebeCQTebe 439261574926713322113619802 0153274902510325743541 123323 rrRrrRRrA eebebeebebu 2.36 两级放大电路如题图 2.36 所示，各电容对交流信号可视作短路。 V1 RS + Us C1 RE1 R 1 C 2 R2 R3 R4 R5 R6 RL C4V2 + Uo UCC 题图 2.36 (1)试画出电路的交流通路和直流通路。 (2)说明各级的电路组态和耦合方式。 (3)R1和R 2的作用是什么

23、？R L短路对电路有何影响？ (4)RE1开路对电路有何影响？ )(././Rr/k).( r)(r/)(/eboB eebebi 69025340215413211 18 解: (1)交流通路和直流通路分别如题图2.36(b)(c)所示 RS +U s RE1 R3 R4 R6 RL + Uo V1 V2 (b) UCC V1 R2 R3 R1 RE1 V2 R4 R5 R6 VCC (c) 题图 2.36 R5 (2) V1组成共基电路， V2组成共射电路，信号与电路输入端、输出端与负载、级间均 采用阻容耦合方式 (3) R1和R 2是晶体管V 1的基极偏置电路。R 1短路将使 V1截止。 (4) RE1开路，V 1无直流通路，则V 1截止。