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1、习题答案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。0.7V8V0V(a)-0.7V-8V0V(b)4V1V3.7V(c)4V4.3V9V(d)题图2.1解：8V0V0.7V硅NPN-8V0V-0.7V硅PNP1V4V3.7V锗PNP9V4.3V锗NPN4V题图（a）：题图（b）：题图（c）：题图（d）：2.2 某个晶体管的25，当它接到电路中时，测得两个电极上的电流分别为50 mA和2mA，能否确定第三个电极上的电流数值?解：不能。因为第三个电极上的电流与管子的工作状态有关。当管子处于放大状
2、态时，第三个电极上的电流为52mA；而当管子处于饱和状态时，则电流为48mA。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（放大、饱和、截止或损坏）。-5V-0.3V0V3AX81(a)12V3V0V(d)3DG86.6V6.3V7V3CG21(c)8V2.5V3V(b)3BX1题图2.3解：题图（a）3AX为PNP锗管，V（正偏），V（反偏），放大状态题图（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2.4 型晶体管基区的少数载流子的浓度分布曲线如题图2.4所示，其中nb0表示平衡时自由电子的
3、浓度。（1）说明每种浓度分布曲线所对应的发射结和集电结的偏置状态。（2）说明每种浓度分布曲线所对应的晶体管的工作状态。O（a）PNO（b）PNO（c）PN题图2.4O（d）PN解：（1）对于晶体管，当发射结（集电结）正偏时，由于从发射区（集电区）向基区注入了非平衡少子电子，所以处P区边界上少子电子的浓度大于平衡的电子浓度，当发射结（集电结）反偏时，在阻挡层两侧边界上的少子浓度趋向于零。据此，可以判别： （1）图 (a)：发射结反偏，集电结反偏。图 (b)：发射结正偏，集电结反偏。图 (c)：发射结正偏，集电结正偏。图 (d)：发射结反偏，集电结反偏。 （2）图 (a)：截止。图 (b)：放大。
4、图 (c)：饱和。图（d）：反向放大。2.5 某晶体三极管在室温时的V，V，pA。试求的，和的数值。解：pA2.6 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，Q1、Q2点的值。（2） 确定该管的U(BR)CEO和PCM。题图2.6解：（1）Q1点：（2）2.7 硅晶体管电路如题图2.7所示。设晶体管的V，。判别电路的工作状态。9V1VD0.3V（a）TRB470kRC2kRE1k（b）TRB100kRC2kRE1k（c）15V15V题图2.7解：题图（b）：处于放大状态题图（c）：A，mA(V)不可能，表明晶体管处于饱和状态。2.8 题图 2.8(a)、(b)所
5、示分别为固定偏置和分压式电流负反馈偏置放大电路。两个电路中的晶体管相同，UBE(on)=0.6V。在20oC时晶体管的=50，55oC时，=70。试分别求两种电路在20oC时的静态工作点，以及温度升高到55oC时由于的变化引起ICQ的改变程度。UCC(12V)(a)RB246kRC 2.8kT (b)RB130kRC 1.8kT RB210kRE1kUCC(12V)题图2.8解：题图2.8（a）为固定偏流电路。（1）20时 （V）（2）55时的变化为 图2.8（b）为分压式电流负反馈偏置电路。（1）20时（2）55时的变化为 2.9 晶体管电路如题图2.9所示。已知100，UBE-0.3V(1
6、)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ICQ2mA，试确定RB1应取多大值。题图2.9（2）当RB1开路时，I3Q=0,管子截止。UC=0.当RB2开路时，则有2.10 设计一个分压式电流负反馈偏置放大电路。技术要求是：温度在-55125范围内变化时，要求1mA和，。BJT的参数是：时，；时，。解：(1)的估算。根据题意，当时，电流应是最低值1mA，UCE应是最大值，因为已给出，故可写出： 解得 如果RC未知，可以根据UCC的数值假设某一数值，本题设，则。（2）的估算。因为 所以将和时
7、各参数值代入可得： （时） （时）联立求解上述两式，可得： 如果不利用上述关系式运算，也可以利用经验公式，比如选取去求解。例如设，则，当T=125时的，此时的技术要求，因此还需要重新选取值，直至满足要求为止。（3）和的计算。 （4）核算T=125时的值。 可见，上述结果在允许的范围内，表明设计有效。2.11 电压负反馈型偏置电路如题图2.11所示。若晶体管的、UBE已知。(1)试导出计算工作点的表达式。(2)简述稳定工作点的原理。UEE 题图2.11 题图2.12(2)无论何种原因若使ICQ增大时，则有如下的调节过程：反之，若ICQ减小时，亦有类似的调节过程，使ICQ的减小受到抑制。2.12
8、电路如题图2.12所示。已知晶体管的50,UBE一0.2V，试求：（1）UBQ=0时,RB的值。（2）RE短路时ICQ、UCEQ的值。（3）RE开路时ICQ、UCEQ的值。解：（1）要求=0，则有2.13 电路如题图2.13所示。设ui是正弦信号，晶体管工作在放大区，各电容对信号可视作短路。（1）试画出与ui相对应的uBE、和uCE的波形。（2）将图中的晶体管改成PNP管，UCC改成负电源，重复（1）。UCCRBRCC2 RLC1 ui+ +uo题图2.13解：（1）波形如图2.13（b）所示。ui0tUBEQ0tuBEIBQ0tiBICQ0tiCUCEQ0tuCE图2.13(a)vi0tuB
9、E0UBEQiB0IBQttiC0ICQtuCE0UCEQt图2.13(c)（2）晶体管改成PNP，UCC改成负电源后，波形如图2.13（c）所示。2.14 试判别题图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作短路。UCCRBRCC2 REC1 ui+uoT CECB (a)UCCRBC2 REC1 ui+voT (b)(c)UCCRBRCC2 RCC1 ui+uoT UCCRCC2 REC1 ui+T (d)RBREuouiuiui(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
10、电压放大。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。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。图(f)中电路可以正常放大。2.15 试画出题图2.15所示电路的直流通路和交流通路。题图2.15解:各电路对应的交流通路分别如下图所示2.16 在题图2.16（a）所示放大电路中，设输出特性曲线分别如图2.16（b）所示。V，k，k。试用图解法确定该电路的静态工作点。RSC1RBRCC2TRL+uous(a)(b)题图2.16UCCiB/A01234524681012060A20
11、A40A80AiB=100AuCE/VDCQUCEQICQ 解:输出回路有，据此可由图（c）得负载线CD，根据输入回路解得: ,将图（b）中IB=38uA特性曲线的的交点即工作点Q，相应的坐标为、。2.17 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？C1RBRCC2TRL+uo(a)+uiUCC0uCE(b)icUCC0uCE(c)icUCC题图2.17解：（1）不变，不变，不变，而变化，工作点的变化可见图2.13（
12、b）。若原工作点为Q，减小时，移至，增加时，移至。 （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。如原工作点为Q，增加，也增加，工作点可移至，反之，下降，也下降，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，各电容对信号视作短路。 （1）晶体管的和各为多少？ （2）在图2.18（b）上作直流负载线和交流负载线。 （3）如图2.18（a）电路中加接k的负载，重复（2）。 （4）当时，为得到最大的输出电压振幅值Uom，工作点如何选取（调节）？此时Uom=？的值又应为多少?C1RB 500kRC2kC2T+uo(a)CER
13、E1k(b)题图2.182468101221345610A20A30A40A50A60AuCE/ViCE/mA0ui+解：（1）输出特性理想化，。（2）先求工作点（A），直流负载线，取两点，可得直流负载线如图2.18（b）中线，工作点Q(V，mA)，交流负载线的斜率为，可得图2.18（b）中线（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。（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（=1k）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，mA）。此时，=3V。 调节使A，则，解得k。2.19
14、在图2.19（a）放大电路中，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。Q点为mA，V。 （1）如电路中k，试做出该电路的交流负载线。iC/mA （2）如基极正弦波电流的峰值为40A（即在0A范围内变动），试画出相应的与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)。RSC1RBRCC2TRL+uoUs(a)图2.19UCC12345636912iB=120A20A40A60A80A100ANicABuceUo(p-p)MQQ1ibQ20uCE/V(b)P解：（1） 在图2.19（b）上作斜率为 的辅助线A
15、B，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。（2）在图2.19（b）上以Q点为中心，以A那根线起始，画幅度为的正弦波，即从变到，再回到；接着变到，再返回到，变成一个周期，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）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，与（即）的相位是相反的（相位差）。从图看出波形无明显失真，所以（V）2.20 放
16、大电路如题图2.20（a）所示，已知50，UBE=0.7V，UCBE=0，RC=2K.(1)若要求放大电路由最大的输出动态范围，问RB应调到多大？(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(2)由直流负载线可知：2.21 放大电路如题图2.21所示，已知晶体管的V，各电容对信号可视为短路。 （1）计算工作点Q的和值。 （2）当输入信号幅度增加时，输出电压将首先出现何种类型的失真？该电路最大不失真输出电压幅度为何值？ （3）若要提高最大
17、输出电压幅度，应改变哪个元件值？如何改变？C1RB18.2kC2VRL3k+uo题图2.21RC3kRE3kCEUCC(12V)RB23.8kui解：（1）（V）（k）（mA）（V）（2）因为V，而（V）所以，首先出现截止失真，V。 （3）要减小截止失真，则Q点需往上移。减小或增大，皆可达到之。 讨论：一放大电路在工作点Q安置好了之后，该电路的最大不失真输出电压的峰-峰值即动态范围已被确定，它取决于和中的小者。调整电路中的元件值（比如或）改变Q点，使Q点位于交流负载线的中点时，,此时可获得的动态范围为该电路的最大值。2.22 假设NPN管固定偏流共射放大器的输出电压波形分别如题图2.22(a)
18、、(b)所示。试问：(1)电路产生了何种非线性失真?(2)偏置电阻RB应如何调节才能消除失真?题图2.22解：对于图(a)所示的波形，电路产生了饱和失真，应将RB增大。对于图(b)所示的波形，电路产生了截止失真，应将RB减小。2.23 试计算题图2.23所示共射放大电路的静态工作点UCEQ，源电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。设基极静态电流A，k，k，V，厄尔利电压V，C为隔直、耦合电容。RSCRCVRL+UoUs+UiUCC题图2.23RB解：（1）计算工作点和、。已知A则（mA） (V)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。由上式解得而（k）（k）（2）计算
19、源电压放大倍数。先画出图2.13电路的小信号等效电路如下图所示。ii=ibRCRLrceicioUo+Us+()RoRi图2.17(b)Rs （3）计算输入电阻、输出电阻。kk2.24 放大电路如题图2.24所示。设晶体管的，为理想稳压管，V，此时晶体管的mA。试问：（1）将反接，电路的工作状态有何变化？又为多少？（2）定性分析由于反接，对放大电路电压增益、输入电阻的影响。UCCC2VC1+uiDZ+uoR1.4kRC 1kRB1 24kRB224k题图2.24解:（1）反接，mA，V，电路仍工作在放大区（2）反接，增加，增加，下降，下降，增大即使考虑正向二极管的，结论亦同上2.25 测得放大
20、电路中某晶体管三个电极上的电流分别为：2mA、2.02mA、0.02mA。己知该管的厄尔利电压|UA|120 V，。(1)试画出该晶体管的H参数交流等效电路，确定等效电路中各参数值。(2)画出高频混合型交流等效电路，确定等效电路中各参数值。高频混合型等效电路如下图所示。2.26 电路如题图2.26所示，其中所有电容对信号可视为短路；，S为开关。试回答以下问题：（1）S接B点，、和三者在相位、幅值上是什么关系？（2）S接A点，、的幅值有何变化，为什么？（3）S接C点、的幅值有何变化，为什么？UCCSC3RBRCC1+ uiRERL+ uo题图2.26ABCuo1uo2C2解:（1）S接B点，与反
21、相；与同向（2）S接A点，集电极负载减小一半，；基本不变（3）S接C点，集电极负载不变，发射极电阻减小一半，所以增大一倍；变化不大。ibUs+RLRERo+UiRi+RC(b)2.27 电路如题图2.27所示，BJT的，mA，基极静态电流由电流源IB提供，设A，RS=0.15kW,k。试计算、和。电容C对信号可视为短路。ibUoRSCVRL+UoUs+UiIBRiRoRE题图2.27RS解： （mA）（k）其小信号等效电路如图(b)所示。（k）用辅助电源法可求得输出电阻为 2.28 在题图2.28（a）所示的共集放大电路（为基极自举电路），已知晶体管的，k，mS；k，k，k，电容、对信号可视为
22、短路。试画出该电路的交流通路，求输入电阻和输出电阻的值。C1RB1图2.28UCCRB1C1T+UoRERB2RB3+UiC2C3RiRoRLT+UoRERB1/RB2RB2RB3+UiRiRoRL(b)解：其交流通路如图2.28（b）所示。 因为 所以2.29 共基放大电路如题图2.29(a)所示。已知晶体管的，k，k，；，k，k，各电容对交流信号可视为短路。试计算电压增益、输入电阻和输出电阻。C1C3C2RLRoRi+UoRB1RCVRERSUs+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VRCRERLRSvs+viRiRo+vo(b)RSUs
23、+UiRiRErbeRCRLibicieioRo(c)图2.29+Uoib 用辅助电源法可求得晶体管共基组态的输出电阻为 2.30 在题图2.30所示的共基放大电路中，晶体管的50，.RB1=30k,Ucc=12V,Rc=3 k, RB2=15k,RE=2 k,RL=3 k(1) 计算放大器的直流工作点。(2) 求放大器的Au2、Ri和Ro。题图2.302.31 单管放大电路有三种组态形式，试问：（1）若设计带负载能力强的单管放大电路，宜选用哪种组态电路？（2）若设计具有电流接续器作用的，应选用哪种组态电路？（3）在电路中具有隔离作用的是哪种组态电路？解:（1）共集电极组态（2）共基极组态（3
24、）共集电极组态2.32 试判断题图2.32所示各电路属于何种组态放大器。并说明输出信号相对输入的相位关系。题图2.32解：图(a)所示电路为共集共射组合电路。输出与输入反相。 图(b)所示电路为共射一共基组合电路。输出与输入反相。图(c)所示电路为共集一共基组合电路。输出与输入同相。图(d)所示电路由于V1管集电极端具有恒流特性，因而V2管组成以恒流管为负载的共射放大器。输出与输入反相。2.33 共集-共基组合电路如题图2.33所示。已知两个晶体管参数相同：，k，。各电容对信号可视为短路。 （1）计算输入电阻、输出电阻。 （2）计算电压增益。UCCC2+Uo+UiRiRoR4 2kV2V1R4
25、 72k题图2.33-UEE解：（1）其中 所以（k）（k）（2）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，； k，k，k。（1）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。V1V2RBRCRERiRoRL+Ui+Uo题图2.34UCC+UiRBV1V2RERiRi1Ri2RoRCRL+Uo(a)(b)解:（1）该电路的交流通路如图2.34(b)所示。（2） k，k2.35 三级放大电路如题图5.7(a)所示。设晶体管V1 V3的，D1和D2的直流压降为0.7V。已知静态IEQ3=3mA。各电容对交流信号可视作短路。 (1)试求各管的静态
26、集电极电流ICQ。 (2)计算电压放大倍数，输入电阻Ri和输出电阻Ro。+UiC1RiD1D2RoR2 3k R3 2k R1 2k V1V2V3RB+UoUCC12V(a)+Ui+UoRBR2R3rbe1ib1ib1ib3rbe2ib2rbe3ib3(b)题图2.352reib2解：(1) (2)等效电路如图2.35(b)所示。(3)首先求各管的 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。V1RS+UsC1RE1R1C2R2R3R4R5R6RLC4V2+UoUCC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R2的作用是什么？RL短路对电路有何影响？(4) RE1开路对电路有何影响？解: (1)交流通路和直流通路分别如题图2.36(b)(c)所示RS+UsRE1R3R4R6RL+UoV1V2(b)UCCV1R2R3R1RE1V2R4R5R6VCC(c)题图2.36R5 (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R2是晶体管V1的基极偏置电路。R1短路将使V1截止。 (4) RE1开路，V1无直流通路，则V1截止。33