《電工電子學》第3章習題答案(共23頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 第3章習題答案 3.2.1 選擇題 1．晶體管能夠放大的外部條件是___C______。 (a) 發(fā)射結正偏，集電結正偏 (b) 發(fā)射結反偏，集電結反偏 (c) 發(fā)射結正偏，集電結反偏 2．當晶體管工作于飽和狀態(tài)時，其__A_______。 (a) 發(fā)射結正偏，集電結正偏 (b) 發(fā)射結反偏，集電結反偏 (c) 發(fā)射結正偏，集電結反偏 3. 測得晶體管三個電極的靜態(tài)電流分別為0.06mA，3.66mA和3.6mA。則該管的為___C______。 (a) 40 (b) 50 (c) 60 4．反向飽和電流越小，晶體管的穩(wěn)

2、定性能___A______。 (a) 越好 (b) 越差 (c) 無變化 5．溫度升高，晶體管的電流放大系數(shù)b___A______。 (a) 增大 (b) 減小 (c) 不變 6．溫度升高，晶體管的管壓降|UBE|__B_______。 (a) 升高 (b) 降低 (c) 不變 7．對PNP型晶體管來說，當其工作于放大狀態(tài)時，__C______極的電位最低。 (a) 發(fā)射極 (b) 基極 (c) 集電極 8．溫度升高，晶體管輸入特性曲線____B____。 (a) 右移 (b) 左移 (c) 不變 9．溫度升高，晶體管輸出特性曲線___A_____。 (a) 上移

3、 (b) 下移 (c) 不變 10．溫度升高，晶體管輸出特性曲線間隔___C_____。 (a) 不變 (b) 減小 (c) 增大 11．晶體管共射極電流放大系數(shù)b隨集電極電流iC___B_____。 (a) 不變化 (b) 有一定變化 (c) 無法判斷 12.當晶體管的集電極電流時，下列說法正確的是__C_____。 (a) 晶體管一定被燒毀 (b) 晶體管的 (c) 晶體管的一定減小 13．對于電壓放大器來說，___B____越小，電路的帶負載能力越強。 (a) 輸入電阻 (b) 輸出電阻 (c) 電壓放大倍數(shù) 14．在單級共射放大電路中，若輸入電

4、壓為正弦波形，則輸出與輸入電壓的相位___B____。 (a) 同相 (b) 反相 (c) 相差90度 15．在單級共射放大電路中，若輸入電壓為正弦波形，而輸出波形則出現(xiàn)了底部被削平的現(xiàn)象，這種失真是___A____失真。 (a) 飽和 (b) 截止 (c) 飽和和截止 16．引起上題放大電路輸出波形失真的主要原因是___C____。 (a) 輸入電阻太小 (b) 靜態(tài)工作點偏低 (c) 靜態(tài)工作點偏高 17. 既能放大電壓，也能放大電流的是___A_____放大電路。 (a) 共射極 (b) 共集電極 (c) 共基極

5、 18. 引起放大電路靜態(tài)工作不穩(wěn)定的主要因素是__C___。 (a) 晶體管的電流放大系數(shù)太大 (b) 電源電壓太高 (c) 晶體管參數(shù)隨環(huán)境溫度的變化而變化 3.2.2 試問題圖3.2.2所示各電路能否實現(xiàn)電壓放大？若不能，請指出電路中的錯誤。圖中各電容對交流可視為短路。 圖(a) 圖(b) 圖(c) 圖(d) 題圖 3-1 【相關知識】 放大電路的組成原理。 【解題思路】 放大電路的作用是把微弱的電信號不失真地放大到負載所需要的數(shù)值。即要求放大電路既要 有一定的放大能力，又要不產(chǎn)生失真。因此，首先要檢查電路中的晶體管（非線性器件）是否有合適的直流偏置，是否

6、工作在放大狀態(tài)（線性狀態(tài)），其次檢查信號源、放大器和負載之間的信號傳遞通道是否暢通，并具有電壓放大的能力。 【解題過程】 　　圖(a)電路不能實現(xiàn)電壓放大。電路缺少集電極電阻，動態(tài)時電源相當于短路，輸出端沒有交流電壓信號。 　圖(b)電路不能實現(xiàn)電壓放大。電路中缺少基極偏置電阻，動態(tài)時電源相當于短路，輸入 交流電壓信號也被短路。 圖(c) 電路也不能實現(xiàn)電壓放大。電路中晶體管發(fā)射結沒有直流偏置電壓，靜態(tài)電流， 放大電路工作在截止狀態(tài)。 　圖(d)電路能實現(xiàn)小信號電壓放大。為了保證輸出信號不失真（截止、飽和），當輸入信號為正時，應不足以使三極管飽和；當輸入信號為負時，應不會使三極管截止

7、 3.2.3 電路如題圖3-2所所示。設晶體管的UBE = 0.7V。試求： (1) 靜態(tài)時晶體管的IBQ、ICQ、UCEQ及管子功耗PC（= ICQUCEQ）值 ； (2) 當加入峰值為15mV的正弦波輸入電壓ui時的輸出電壓交流分量uo； (3) 輸入上述信號時管子的平均功耗PC（av）值，并與靜態(tài)時管子的功耗比較； (4) 若將電路中的晶體管換成另一只的管子，電路還能否正常放大信號，為什么？ 題圖3-2 【相關知識】 　　晶體管放大電路的工作原理。 【解題思路】 　　利用估算法求解電路的靜態(tài)工作點，利用微變等效電路法分析輸出信號與輸入信號的關系，從而求出輸出電壓的大小

8、，進一步分析電路的靜態(tài)功耗與動態(tài)功耗。當晶體管更換后，重新計算靜態(tài)工作點，分析電路失真情況。 【解題過程】 　 (1) 　　　 (2) 由于，故 　　　　　　uo的峰值為27.7 mV，uo與 ui的相位相反。 　　　 (3) 管子在放大電路有信號時的功耗 　　　 可見，動態(tài)時管子的功耗有所降低。 　　　 (4) 當 =150時， 　　　 可見，管子工作于飽和狀態(tài)，故電路不能正常放大信號。 3.2.4 在放大電路中為什么要設置靜態(tài)工作點？ 3.2.5 通常希望放大電路的輸入電阻大一些還是小一些？為什么？通常希望放大電路的輸出

9、電阻大一些還是小一些？為什么？ 3.2.6 直流電壓放大電路可以放大交流信號嗎？交流電壓放大電路可以放大直流信號嗎？為什么？ 3.3.1 選擇題 1. 一放大電路如題圖3-3所示，當逐漸增大輸入電壓的幅度時，輸出電壓的波形首先出現(xiàn)了底部被削平的情況，為了消除這種失真，應__A____。 (a) 減小 (b) 減小 (c) 減小 題圖3-3 2. 已知題圖3-4示放大電路中的，，,晶體管的，。則可以判定，該晶體管處于___B____。 (a) 放大狀態(tài) (b) 飽和狀態(tài) (c) 截止狀態(tài) 題圖 3-4 3．在上題中，若晶體管的降為50

10、，則可以判定， (1)該晶體管處于__A___。 (a) 放大狀態(tài) (b) 飽和狀態(tài) (c) 截止狀態(tài) (2) 放大電路的動態(tài)范圍__A____。 (a) 增大 (b) 減小 (c) 不變 (3) 當增大輸入信號的幅值時，電路的輸出波形將首先出現(xiàn)___A___失真。 (a) 飽和 (b) 截止 (c) 飽和 3.3.2 有兩個電壓放大倍數(shù)相同的放大器A和B，它們的輸入電阻不同。若在它們的輸入端分別加同一個具有內(nèi)阻的信號源，在負載開路的條件下測得A的輸出電壓小，這說明什么？為什么會出現(xiàn)這樣的情況？ 答： 這說明放大器A的輸入電阻小。當放大器的

11、輸入電阻較小時，由信號源獲得的輸入電壓較小，從而使輸出電壓較小。 3.3.3 題圖3-5中各電路能否不失真地放大信號。如不能放大，請說明原因。并加以改正，使它能夠起到放大作用。 題圖3-5 答： （a）不能放大。因PNP型管構成的放大器應加-VCC的電源電壓，才可保證正確的偏置。若要使電路能夠放大，應將電源電壓改為-VCC。 （b）不能放大。因基極回路無限流電阻，有可能將管子燒壞。另外，三極管B、E之間交流短路，交流信號無法送入放大器。若要使電路能夠放大，則應在VBB支路上串接限流電阻RB。 （c）不能放大。因電容C2對交流短路，交流信號無

12、法送入放大器。若要使電路能夠放大，則應去掉C2。 *討論：阻容耦合基本放大器的組成原則： 1. 電源連接要保證BJT工作在放大狀態(tài)。 2. 要有合適的直流工作點，以保證被放大的交流信號不失真。 3. 要保證信號源、放大器、負載之間的交流傳輸，同時隔斷三者之間的直流聯(lián)系。 圖3-28中的放大器是否具有放大作用，可以依據(jù)以上原則來判別。 3.3.4 在題圖3-6所示的電路中，當開關分別接到A、B、C三點時，BJT各工作在什么狀態(tài)？設晶體管的b=100,。 題圖3-6 題圖3-7 答： 當開關接至A

13、點時：BJT工作在飽和狀態(tài)。當開關接至B點時：BJT工作在放大狀態(tài)。當開關接至C點時：BJT工作在截止狀態(tài)。 3.3.5 在題圖3-7電路中， BJT的b=50，，VCC＝12V，W，W。 （1）電路處于什么工作狀態(tài)（飽和、放大、截止）？ （2）要使電路工作到放大區(qū)，可以調(diào)整電路中的哪幾個參數(shù)？ （3）在的前提下，如果不變，應使為多大，才能保證？ 答：（1）電路處于飽和工作狀態(tài)。 （2）要使電路工作到放大區(qū)，可以增大電路中的電阻，減小，減小b，增大VCC。 （3），才能保證。 3.3.6 電路如題圖3-8（a）所示，特性曲線如題圖3-8（b）。若，，， BJT的。 （

14、1）用圖解法確定靜態(tài)工作點、和。 （2）變?yōu)?kW移至何處？ （3）若為3kW不變，從變?yōu)?，Q點將有何變化？ a） b） 題圖3-8 解： （1）電路的線性方程： uCE=VCC-iCRC 當iC=0時：uCE=VCC=12V，確定M點。當uCE=0時：，確定N點。連接M、N兩點所作的直線即為直流負載線。 又知： IBQ=60mA時對應的特性曲線與直流負載線MN

15、的交點Q1即為工作點。 （2）RC變?yōu)?kW時，uCE=0，，N點變化為N，連接MN兩點所作的直線即為對應的直流負載線。 IBQ=60mA時對應的特性曲線與此直流負載線MN的交點Q2即為工作點。 （3）若RC為3kW不變，Rb從200kW變?yōu)?50kW時，僅IBQ變化： IBQ=80mA時對應的特性曲線與直流負載線MN的交點Q3即為工作點。 以上各直流負載線及工作點見圖解3-8。 圖解3-8 *討論：圖解法具有直觀、全面的特點，它可以幫助我們合理安排工作點的位置，了解電路參數(shù)改變對工作點的影響，從而正確地選擇電路參數(shù)，

16、通過題2.5的分析可以對此有進一步的體會。 3.3.7 在題圖3-7電路中，調(diào)整的大小，使，如果不考慮BJT的反向飽和電流和飽和壓降，當輸入信號的幅度逐漸加大時，最先出現(xiàn)的是飽和失真還是截止失真？電路可以得到的最大不失真輸出電壓的峰值多大？ 答：最先出現(xiàn)的是飽和失真。電路可以得到的最大不失真輸出電壓的峰值約5V。 3.3.8 在題圖3-8電路中，設電容C1＝C2＝5mF，BJT的。 當輸入信號，時，耦合電容C1上電壓多大？如果在輸出端加上的負載電阻，耦合電容C2上的電壓多大？ 答： 電容C1上的電壓：，電容C2上的電壓： 3.3.9 電路如題圖3-9所示。若，電容C1、C2足夠

17、大，求電路的電壓放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻。 題圖3-9 題圖3-10 答： （RL=∞），Ri≈1.5kW，Ro≈2kW 3.3.10 在上題中，若。試求電路的電壓放大倍數(shù)=。此時，如果考慮信號源內(nèi)阻。同時加上負載電阻，再求電路的電壓放大倍數(shù)= 。 答： ， 3.3.11 在題圖3-10所示電路中，，，，, , ,,,。 （1）試求電路的靜態(tài)工作點、和。 （2）畫出電路的交流小信號等效電路。 （3）計算電路的輸入電阻和輸出電阻。 解： （1）畫直流等效電路（

18、圖略。圖中應將圖題3-10電路中的電容開路，并將三極管換成它的直流放大模型）。 UCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=15-2.155=4.25V （2）電路的交流小信號等效電路如圖解3-10所示： 題解3-10 Rb=Rb1//Rb2 （3） Ri=Rb1//Rb2//rbe=60//30//1≈1kW Ro≈RC=3kW 3.3.12 在題圖3-10電路中，若信號源內(nèi)阻，信號源電壓，試求電路的輸出電壓 解： 3.3.13 電路如題圖3-11所

19、示,電源電壓,，， ,,,電容C1、C2足夠大。 （1）確定電路的靜態(tài)工作點、和。 （2）試求電路的電壓放大倍數(shù)。 （3）計算電路的輸入電阻和輸出電阻。 題圖3-11 題圖3-12 解：（1）IBQ=20mA，ICQ=2mA， （2） （3）Ri≈38.7kW，Ro≈15W 3.3.14 電路如題圖3-12所示，如果，，，,, ,，電容C1、C2足夠大。 （1）計算電路的靜態(tài)工作點、和。 （2）分別計算電路的電壓放大倍數(shù)=和=。 （3）求電路的輸入電阻。 （4）分別計算電路的輸出電阻和。

20、 解： （1）首先確定直流工作點（放大器的直流等效電路略）： （2）估算放大器的電壓放大倍數(shù)： 由Uo1端輸出時，電路為射極跟隨器： = （∵RL=∞,∴RL′=Re//RL=Re=3kW) 由Uo2端輸出時，電路為共射放大器： = (∵RL=∞,∴RL′=RC//RL=RC=3.3kW) （3） （4） （∵RS=0,∴RS′=RS//Rb=0） Ro2≈RC=3.3kW *討論：通

21、過上述分析應該明確下列幾點： 1. 放大器中的信號是交、直流共存的并且各負其責。交流信號是被放大的量；而直流信號的作用是使放大器工作在放大狀態(tài)，且有合適的靜態(tài)工作點，以保證不失真地放大交流信號。 2. 若要使放大器正常的放大交流信號，必須設置好直流工作狀態(tài)及工作點，這首先需要作直流量的計算；若要了解放大器的交流性能，又需要作交流量的計算。而直流量與交流量的計算均可采用模型分析法，并且是分別獨立進行的。切不可將兩種信號混為一談。放大器的直流等效電路用于直流量的分析；交流小信號等效電路用于交流量的分析。 3. BJT是非線性器件，不便直接參與電路的計算。一般需將其轉(zhuǎn)換為模型。在放大器直流等效

22、電路中，采用BJT的直流放大模型；在放大器交流小信號等效電路中，采用BJT的交流小信號模型。要注意，BJT的交流小信號模型盡管屬于交流模型，但其參數(shù)卻與直流工作點有關，比如rbe的值是要由靜態(tài)電流ICQ來決定的。 3.3.15 電路如題圖3-13所示，已知，,,b=50， ，，電容C1、C2足夠大。試求電路的電壓放大倍數(shù)=。 題圖3-13 題圖3-14 解： 題圖3-13的交流小信號等效電路如圖解3-13所示 圖解3-13 在以下分析中，因Rb=200kW，遠大于與之并聯(lián)的電阻

23、，故忽略其作用。 利用疊加原理作如下分析： 令，輸入時，電路屬于共射放大器，有： 聯(lián)立以上兩式，得： 令，輸入時，電路屬于共基極放大器，有： 聯(lián)立以上兩式，得： *討論：BJT構成的基本放大器有三種組態(tài)：共射放大器、共集電極放大器（射極跟隨器）、共基極放大器。它們的交流性能有差別，用途亦不同。在分析電路時，首先應明確它屬于何種基本組態(tài)，才可以把握大方向，不致出現(xiàn)原則性錯

24、誤。三種電路的性能比較可參見 表解3-1。 基本放大電路 共射 射隨 共基 直流工作點 ， 交流小信號等效 電路 電壓放大倍數(shù) RL′= RC// RL 較大 RL′= Re// RL 近似為1 RL′= RC// RL 較大 電流放大倍數(shù) 較大 較大 近似為1 輸入電阻 Ri=Rb‖ rbe 適中 Ri=Rb‖[ rbe+(1+b) RL′] 很大 較小 輸出電阻 Ro≈RC 適中 () 很小 Ro≈RC 適中 通頻帶 較

25、窄 較寬 很寬 相位關系 輸入與輸出反相 輸入與輸出同相 輸入與輸出同相 用途 （放大交流信號） 可作多級放大器的中間級 （緩沖、隔離） 可作多級放大器的輸入級、輸出級和中間緩沖級 （提高頻率特性） 可用作寬帶放大器 注：帶有發(fā)射極電阻的共射放大器，其電壓放大倍數(shù)會大幅下降，同時輸入電阻也會增加，若要維持原有的交流指標，可以在發(fā)射極電阻的兩端并聯(lián)旁路電容。 3.3.16 兩級放大電路如題圖3-14所示，已知，，，,，，，, ,，所有電容都足夠大。 （1）計算電路的靜態(tài)工作點、、和（忽略的影響）； （2）計算電路的電壓放大倍數(shù)。 （3）計算電路的輸入電阻和

26、輸出電阻。 解：（1）ICQ1≈0.9mA，UCEQ1≈6.4V，ICQ2≈2.2mA， （2）（3）Ri≈1.5kW，Ro≈2kW 3.3.17 電路如題圖3-15， VCC＝12V，Rb=470kW，Rc=6kW,RS=1kW，C1=C2=5mF。BJT的β=50，,rbb’=500W，rbe=2kW，fT=70MHz，Cb’c=5pF。求電路的下限頻率fL和上限頻率fH。 題圖3-15 解： fL≈10.6Hz，fH≈197kHz 3.3.18 單級放大電路如題圖3-16所示，已知Vcc=15V，，,, 此時調(diào)到，，，，，，晶體管飽

27、和壓降UCES為1V，晶體管的結電容可以忽略。試求： 　　　 （1）靜態(tài)工作點，： 　　　 （2）中頻電壓放大倍數(shù)、輸出電阻、輸入電阻； 　　　 （3）估計上限截止頻率和下限截止頻率； 　　　 （4）動態(tài)范圍=？輸入電壓最大值Ui p=？ 　　　 （5）當輸入電壓的最大值大于Ui p時將首先出現(xiàn)什么失真？ 題圖 3-16 【相關知識】 （1）共射極放大電路。 （2）放大電路的頻率特性。 【解題思路】 （1）根據(jù)直流通路可求得放大電路的靜態(tài)工作點。 （2）根據(jù)交流通路可求得放大電路的、、。 （3）根據(jù)高頻區(qū)、低頻區(qū)的等效電路可分別求出和。 （4）根據(jù)靜態(tài)工作點及交流負載線的

28、斜率可求得動態(tài)范圍，同時可判斷電路出現(xiàn)失真的狀況 （5）根據(jù)電壓放大倍數(shù)和動態(tài)范圍可求出Ui p。 【解題過程】 （1）采用估算法求解靜態(tài)工作點。由圖可知 故 　　 （2）利用微變等效電路法，求解放大電路的動態(tài)指標。 　 （3）當電路中只有一個慣性環(huán)節(jié)時，電路的截止頻率可以表示為，其中 為電容 所在回路的等效電阻。 　　　 在高頻區(qū)，根據(jù)題意，晶體管的結電容可以忽略，影響電路上限截止頻率的電容只有負載等效電容。故電路的上限截止頻率為 在低頻區(qū)，影響下限截止頻率的電容有、和?？梢苑謩e考慮輸入回路電容（、）和 輸出回路電容（）的影響，再綜合考慮它們共

29、同作用時對電路下限截止頻率的影響。只考慮輸出回路電容時 　　　 只考慮輸入回路電容和時，為了簡化計算，忽略偏置電阻及射極電阻的影響，把射極旁路電 容折算到基極回路，則有 　　　 由于，所以電路的下限截止頻率為 （4）由于，即電路的最 　　　 大不失真輸出電壓受截止失真的限制，故電路的動態(tài)范圍 輸入電壓最大值 （5）由上述分析可知，當輸入電壓的最大值大于U ip時，電路將首先出現(xiàn)截止失真。 3.3.19 放大電路如題圖3-17(a)所示，晶體管的輸出特性和交、直流負載線如題圖3-17(b)所示。已知，。試求： （1）電路參數(shù)、、的數(shù)值。 （2）在輸出電壓不產(chǎn)

30、生失真的條件下，最大輸入電壓的峰值。 圖(a) 圖(b) 題圖 3-17 【相關知識】 　　 放大電路的靜態(tài)、動態(tài)圖解分析方法。 【解題思路】 （1）由直流負載線可獲得放大電路的靜態(tài)工作點； （2）由交流負載線可獲得放大電路的一些動態(tài)參數(shù)及輸出電壓不失真時最大的輸入電壓。 【解題過程】 （1）從輸出特性和直流負載線可以看出，，，， 。由交流負載線可看出最大不失真輸出電壓幅值受截止失真的限制，輸出電壓幅值的最大值 　　　 　　　 由 可以算出 由 可以算出 　 由 可以算出 （2）由圖 (b)看出 　　　　 ，， 　　 則 　　　 所以 輸出電壓不產(chǎn)生失真時的最大輸入電壓的峰值 【另一種解法】 在計算最大不失真輸入電壓峰值時，還可通過計算確定，然 后利用的關系 求解。 由圖（b）可知，當輸入信號增大時，放大電路將首先產(chǎn)生截止失真。而電路不產(chǎn)生截止失真的臨界條件是： 　　　 　 即 而 故 專心---專注---專業(yè)