模拟电子技术基础第二章双极型晶体三极管和基本放大电路习题解答本章习题,2-4,2-7,2-8,2-10,2-12,2-14、
2-17,2-19,2-24,2-25
作者:孟梦 童瑞川 徐昌洪
2-4:在放大电路中测得晶体管各电极对地的直流电压如下所列,确定它们各为哪个电极,晶体管是 NPN型还是 PNP型?
解题思路:晶体管工作在放大区时发射结正偏、
集电结反偏。
ebc UUU
NPN PNP
cbe UUU

V
V
BEU 7.0
3.0
锗管硅管

V
VU
BE 7.0
3.0
锗管硅管
A管,
首先,根据 x,y差值为 0.3判断出 z为 c极,
又由 c极电压最小,判断出管子为 PNP型,
则 e极电压比 b极要高,故 x为 e极,y为 b极
B管首先,根据 x,z差值为 0.3判断出 y为 c极,
又由 c极电压最高,判断出管子为 NPN型,
则 b极电压比 e极要高,故 x为 b极,z为 e极
VUVUVU zyx 6,7.11,12
VUVUVU zyx 5.5,1,2.5
2-7 根据放大电路的组成原则判断电路能否正常放大?
如果不能,指出其中的错误,并加以改正。
放大电路的组成原则:
( 1)要有合适的静态工作点,晶体管工作在放大区,发射结正偏、集电结反偏。
( 2)输入信号能加到基极,输出信号能够取得出 来。
a)
由图可知为 PNP型
则需
电路中 b,c两极电压为正值,e极接地,不满足发射结正偏、集电结反偏条件。
应该把 VCC接负电压。
cbe UUU
b)
b极对地电位为 0,
无基极偏置电流。
应该将 b极经一电阻接
VCC。
C)
b极直接与 VCC相连,
电压超过 C极电压,
集电结不能反偏。
应该将 b极经一电阻接 VCC。或采用分压偏置式。
d)
无基极偏置电流。
应将 RB跨接到 b极和
VCC之间。
e)
三极管三极电位可以满足 c>b>e,工作在放大区,故电路可以正常放大
f)
三极管三极电位可以满足 c>b>e,工作在放大区,故电路可以正常放大。
VD为保护二极管。
g)
画出交流通路发现输出直接与地短接,无法将信号取出。
应该在 C极和 VCC之间接一个电阻。
h)
交流通路中,直接将输入信号短路,无法加在输入端。
应该将 CB电容开路。
2-8 画出各放大电路的直流通路及交流通路,图中所有电容对交流均可视为短路。
画直流通路要点,
将放大电路中的电容视为开路,电感线圈视为短路。
交流信号源短路,但应保留内阻。
画交流通路要点:
电路中容量较大的隔直电容视为短接。
内阻小的直流电源可以看作对地短路。
a)
直流通路
交流通路
b)
直流通路交流通路
2-10:共射基本放大电路中,已知晶体管的 β=50,
Vcc=12V。
。和、
作点确定放大电路的静态工时,300、4.2,当1
C E Q
U
CQ
I
BQ
I
k
B
R
C
R
解:将输入短路、电容器视为开路
VRIVU
mAII
A
R
UV
I
VUII
CCQCCC E Q
BQCQ
B
B E QCC
BQ
B E QCQBQ
488.7
88.1
37
7.0,




2-10:共射基本放大电路中,已知晶体管的 β=50,
Vcc=12V。
。和,求2
、6,若2
CBCQ
C E Q
RRmAI
VU
要求解:将电容器视为开路,





kR
A
I
I
k
I
UV
R
mAIVU
B
CQ
BQ
CQ
C E QCC
C
CQC E Q
5.282
40
3
2、6
图解法的适用范围适用于分析输入信号幅值比较大而工作频率 f 不太高时的情况。
实际应用中,多用于分析 Q点位置、最大不失真输出电压和波形失真,
2-12:放大电路及晶体管的特性曲线如图,用图解法分析
1.确定放大电路静态工作点的 ICQ和 UCEQ。
涉及知识点
VUmAI
mA
R
V
I
RIVU
A
R
V
R
UV
I
C E QCQ
C
CC
C
CCQCCC E Q
B
CC
B
BECC
BQ
106.2由 图
4
1
-
R
1
-斜率 为
)5,0(即),0(轴的交点为此直流 负直流负
50解:
C




Q
2-12:放大电路及晶体管的特性曲线如图,用图解法分析,
1.确定放大电路静态工作点的 ICQ和 UCEQ。
2.分别求出负载电阻 RL=∞ 和 RL=4kΩ 时,最大不失真输出电压的幅度 (Uom)M.
解:设 Uces=1V
3
'
L
1041R 1-, 斜率LR
Q
=9V
,交、直流负载线重合,如红线。
=10V
(UOM)M=UCEQ-UCES=10V-1V=9V
在 VCC-UCEQ=10V和 UCEQ-UCES=9V
中取小的一个。
UCEQUCES
3
'
L
1021R 1-:4 斜率kR L
Q
≈5.2V
=9V
UCEQ
交流负载线过 Q点,如粉红线。
ICQRL’= 2.6mA?2k?=5.2V
(UOM)M= ICQRL’= 5.2V
UCES
在 UCEQ-UCES= 9V和
ICQRL’=5.2V中取小的一个。
2-14:放大电路如图,已知晶体管的 β=50,
rbb’=100Ω,Rs=1kΩ。
1.要使 ICQ=0.5mA,求 RB=?
解:分析静态工作点


M
I
UV
R
A
I
I
BQ
B E QCC
B
CQ
BQ
13.1
10?
2-14:放大电路如图,已知晶体管的 β=50,
rbb’=100Ω,Rs=1kΩ。
2.求 Au和 Aus,3.求 Ri和 Ro..












kRRk
rR
rR
I
U
R
U
U
A
r
RR
RR
U
U
A
I
RR
RR
I
RR
RR
U
rIU
Co
beB
beB
i
i
i
s
o
us
bb
LC
LC
i
o
u
B
LC
LC
C
LC
LC
o
beBi
167.2
83
1 1 2
5.0
26
1
'
解:
+VCC
RC
C1 C2
VTR
LRB2R
E
+ +
RB1
+
-
+
-
iU?
oU?
RB2 RC Uo
Ibr
be


RLIb


Ui RB1
RE Ie
Co
EbeBBi
Ebe
LC
u
RR
RrRRR
Rr
RR
A


])1(//[//
)1(
)//(
21
2-17:放大电路如图,已知晶体管的 β =60,rbb’ =100Ω,
分别求当 RE=0及 RE=200Ω时,放大电路的 Au,Ri和 Ro。并分析 RE对电路性能的影响。
用到的表达式:
2-17:放大电路如图,已知晶体管的 β =60,rbb’ =100Ω,分别求当 RE=0及 RE=200Ω 时,放大电路的 Au,Ri和 Ro。并分析 RE对电路性能的影响。
解:当 RE=0时,分析静态工作点:
mARR VUIVRR VRU
EE
B
E
BB
CCB
B 42.1
7.012.2
121
2?










kRR
krRR
I
U
R
Rr
R
U
U
A
kRRR
k
I
mV
rr
Co
beBB
i
i
i
Ebe
L
i
o
u
CLL
E
bbbe
2.8
63.1////
1 7 4
)1(
53.3//
2 1 7.1
26
)1(
21
'
'
'
当 RE=0时,动态时:
2-17:放大电路如图,已知晶体管的 β =60,rbb’ =100Ω,分别求当 RE=0及 RE=200Ω 时,放大电路的 Au,Ri和 Ro。并分析 RE对电路性能的影响。
RC
Re
Rb1 Rb2
rbe
Ui UoRL
2-17:放大电路如图,已知晶体管的 β =60,rbb’ =100Ω,分别求当 RE=0及 RE=200Ω 时,放大电路的 Au,Ri和 Ro。并分析 RE对电路性能的影响。
解:当 RE=200Ω时,分析静态工作点:
mARR VUIVRR VRU
EE
B
E
BB
CCB
B 18.1
7.012.2
121
2?










kRR
kRrRR
I
U
R
Rr
R
U
U
A
kRRR
k
I
mV
rr
Co
EbeBB
i
i
i
Ebe
L
i
o
u
CLL
E
bbbe
2.8
4.5))1(/ / (//
5.15
)1(
53.3//
4 4 4.1
26
)1(
21
'
'
'
当 RE=200Ω时,动态时:
2-17:放大电路如图,已知晶体管的 β =60,rbb’ =100Ω,分别求当 RE=0及 RE=200Ω 时,放大电路的 Au,Ri和 Ro。并分析 RE对电路性能的影响。
RC
Re
Rb1 Rb2
rbe
Ui UoRL
2-17:放大电路如图,已知晶体管的 β =60,rbb’ =100Ω,分别求当 RE=0及 RE=200Ω 时,放大电路的 Au,Ri和 Ro。并分析 RE对电路性能的影响。
当 RE=0时,
kRkRA oiu 2.863.1174
当 RE=200 Ω时,
kRkRA oiu 2.84.55.15
综上所述,当引入电阻 RE时,会使得电路的 |Au|
下降,输入电阻 Ri上升。
Ri
RB
rbe
Ib
Ib
Uo
b
c
e
RE
+
+
__
Ie
.,.
.
,R
LUs
.
R'i


1
//
//
)]//)(1(/ /[
)//)(1(
)//)(1(
SBbe
Eo
LEbeBi
LEbe
LE
u
RRr
RR
RRrRR
RRr
RR
A
2-19:射极输出器电路如图,已知晶体管的 β=100,
rbb’ =100Ω,RS=1kΩ。试:
1.估算电路静态工作点的 ICQ和 UCEQ
2.计算放大电路的 Au,Ri和 Ro
用到的表达式:
2-19:射极输出器电路如图,已知晶体管的 β=100,
rbb’ =100Ω,RS=1kΩ。试:
1.估算电路静态工作点的 ICQ和 UCEQ
解,直流时将电容开路。
VRIVU
mAII
mA
R
VU
I
V
RR
VR
U
EEQCCC E Q
EQCQ
E
BQ
EQ
BB
CCB
BQ
7.7
1.2
1
15.2
7.0
5
21
2



2-19:射极输出器电路如图,已知晶体管的 β=100,
rbb’ =100Ω,RS=1kΩ。试:
2.计算放大电路的 Au,Ri和 Ro
解:交流将电容器短路,
Vcc短路。






23
1
////
//
8.21])1(//[//
987.0
)1(
)1(
35.1
26
)1(
21
'
21
'
'
'
'
'
BBSbe
Eo
LbeBBi
Lbe
L
Lebeb
Le
i
o
u
CQ
bbbe
RRRr
RR
kRrRRR
Rr
R
RIrI
RI
U
U
A
k
I
mV
rr
Ri
RB
rbe
Ib
Ib
Uo
b
c
e
RE
+
+
__
Ie
.,.
.
,R
LUs
.
R'i
2-24:如图,已知电路中晶体管的 β=50,rbb’ =300Ω,静态时,UCEQ=4V,UBEQ=0.7V,各电容足够大,对交流信号视为短路。试:
1.设 R1=R2,估算 R1,R2值,
解:分析静态工作点。



k
I
UU
R
A
R
UV
I
II
R
UV
I
BQ
BEQC E Q
C
C E QCC
BQ
BQRC
C
C E QCC
RC
1 2 62
26
)1(
)1(
1
R1=R2=63K?
2-24:如图,已知电路中晶体管的 β=50,rbb’ =300Ω,静态时,UCEQ=4V,UBEQ=0.7V,各电容足够大,对交流信号视为短路。试:
2.求电压增益 Au和 Aus
解:动态过程

831 4 9
////
26
)1(
2
'





u
si
i
s
o
us
be
LC
i
o
u
E
bbbe
A
RR
R
U
U
A
r
RRR
U
U
A
I
mV
rr
RCR2
rbe
R1
Rs
UoU
i
2-24:如图,已知电路中晶体管的 β=50,rbb’ =300Ω,静态时,UCEQ=4V,UBEQ=0.7V,各电容足够大,对交流信号视为短路。试:
3.求 Ri和 Ro
解:动态过程。


kRRR
kRrR
Co
bei
3.7//
3.1//
2
1
RL
RCR2
rbe
R1
Rs
UoU
i
+VCC
RC
C1 C2
VTR
LRB2R
E
+ +
RB1
+
-
+
-
iU?
oU?
RB2 RC Uo
Ibr
be


RLIb


Ui RB1
RE Ie
Co
EbeBBi
Ebe
LC
u
RR
RrRRR
Rr
RR
A


])1(//[//
)1(
)//(
21
2-25:如图,已知电路中晶体管的 β =100,rbe=2.7kΩ,静态时,UBEQ=0.7V,ICQ=1mA,UCEQ=4V各电容足够大,基极对地电压 UBQ≈5U BEQ,I1≈10I BQ。
2-25:如图,已知电路中晶体管的 β=100,rbe=2.7kΩ,静态时,UBEQ=0.7V,ICQ=1mA,UCEQ=4V各电容足够大,基极对地电压 UBQ≈5UBEQ,I1≈10IBQ。试:
1.估算 Rb1,Rb2,Rc,Re
解:分析静态工作点。






kRkRk
I
V
RR
ImAII
k
I
UUUV
R
kRmA
R
V
R
UU
I
V
RR
VR
U
mAIAImAI
bb
CC
bb
BQBQ
CQ
C E QBEQBQCC
c
e
ee
BEQBQ
EQ
bb
CCb
BQ
EQBQCQ
85,351 2 0
1.010
2.5
)(
8.21
8.2
5.3
1101
21
1
21
1
21
1
非常小且?
2-25:如图,已知电路中晶体管的 β=100,rbe=2.7kΩ,静态时,UBEQ=0.7V,ICQ=1mA,UCEQ=4V各电容足够大,基极对地电压 UBQ≈5UBEQ,I1≈10IBQ。试:
2.求电压增益 Au,Ri和 Ro
解:动态过程。





kRR
krRRR
r
R
rI
IR
A
Co
bebbi
be
C
beb
cC
u
2.5
4.2////
193
12
RB2 RC
Uo
Ib
rbe


Ib


Ui
RB1
RE Ie