模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)—吳友宇—答案(完整版)第三部分習(xí)題與解答習(xí)題1客觀檢測(cè)題一、填空題1、在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于摻入的雜質(zhì)濃度，而少數(shù)載流子的濃度則與溫度有很大關(guān)系。2、當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時(shí)，擴(kuò)散電流大于漂移電流，耗盡層變窄。當(dāng)外加反向電壓時(shí)，擴(kuò)散電流小于漂移電流，耗盡層變寬。3、在N型半導(dǎo)體中，電子為多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子。二．判斷題1、由于P型半導(dǎo)體中含有大量空穴載流子，N型半導(dǎo)體中含有大量電子載流子，所以P型半導(dǎo)體帶正電，N型半導(dǎo)體帶負(fù)電。（×）2、在N型半導(dǎo)體中，摻入高濃度三價(jià)元素雜質(zhì)，可以改為P型半導(dǎo)體。（√）3、擴(kuò)散電流是由半導(dǎo)體的雜質(zhì)濃度引起的，即雜質(zhì)濃度大，擴(kuò)散電流大；雜質(zhì)濃度小，擴(kuò)散電流小。（×）4、本征激發(fā)過(guò)程中，當(dāng)激發(fā)與復(fù)合處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，兩種作用相互抵消，激發(fā)與復(fù)合停止。（×）5、PN結(jié)在無(wú)光照無(wú)外加電壓時(shí)，結(jié)電流為零。（√）6、溫度升高時(shí)，PN結(jié)的反向飽和電流將減小。（×）7、PN結(jié)加正向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)將變寬。（×）三．簡(jiǎn)答題1、PN結(jié)的伏安特性有何特點(diǎn)？答：根據(jù)統(tǒng)計(jì)物理理論分析，PN結(jié)的伏安特性可用式表示。式中，ID為流過(guò)PN結(jié)的電流；Is為PN結(jié)的反向飽和電流，是一個(gè)與環(huán)境溫度和材料等有關(guān)的參數(shù)，單位與I的單位一致；V為外加電壓；VT=kT/q，為溫度的電壓當(dāng)量（其單位與V的單位一致），其中玻爾茲曼常數(shù)，電子電量，則，在常溫（T=300K）下，VT=25.875mV=26mV。當(dāng)外加正向電壓，即V為正值，且V比VT大幾倍時(shí)，，于是，這時(shí)正向電流將隨著正向電壓的增加按指數(shù)規(guī)律增大，PN結(jié)為正向?qū)顟B(tài).外加反向電壓，即V為負(fù)值，且|V|比VT大幾倍時(shí)，，于是，這時(shí)PN結(jié)只流過(guò)很小的反向飽和電流，且數(shù)值上基本不隨外加電壓而變，PN結(jié)呈反向截止?fàn)顟B(tài)。PN結(jié)的伏安特性也可用特性曲線表示，如圖1.1.1所示.從式(1.1.1)伏安特性方程的分析和圖1.1.1特性曲線（實(shí)線部分）可見(jiàn)：PN結(jié)真有單向?qū)щ娦院头蔷€性的伏安特性。圖1圖1.1.1PN伏安特性2、什么是PN結(jié)的反向擊穿？PN結(jié)的反向擊穿有哪幾種類型？各有何特點(diǎn)？答：“PN”結(jié)的反向擊穿特性：當(dāng)加在“PN”結(jié)上的反向偏壓超過(guò)其設(shè)計(jì)的擊穿電壓后，PN結(jié)發(fā)生擊穿。PN結(jié)的擊穿主要有兩類，齊納擊穿和雪崩擊穿。齊納擊穿主要發(fā)生在兩側(cè)雜質(zhì)濃度都較高的PN結(jié)，一般反向擊穿電壓小于4Eg/q（Eg—PN結(jié)量子阱禁帶能量，用電子伏特衡量，Eg/q指PN結(jié)量子阱外加電壓值，單位為伏特）的PN的擊穿模式就是齊納擊穿，擊穿機(jī)理就是強(qiáng)電場(chǎng)把共價(jià)鍵中的電子拉出來(lái)參與導(dǎo)電，使的少子濃度增加，反向電流上升。雪崩擊穿主要發(fā)生在“PN”結(jié)一側(cè)或兩側(cè)的雜質(zhì)濃度較低“PN”結(jié)，一般反向擊穿電壓高于6Eg/q的“PN”結(jié)的擊穿模式為雪崩擊穿。擊穿機(jī)理就是強(qiáng)電場(chǎng)使載流子的運(yùn)動(dòng)速度加快，動(dòng)能增大，撞擊中型原子時(shí)把外層電子撞擊出來(lái)，繼而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致少數(shù)載流子濃度升高，反向電流劇增。3、PN結(jié)電容是怎樣形成的？和普通電容相比有什么區(qū)別？PN結(jié)電容由勢(shì)壘電容Cb和擴(kuò)散電容Cd組成。勢(shì)壘電容Cb是由空間電荷區(qū)引起的。空間電荷區(qū)內(nèi)有不能移動(dòng)的正負(fù)離子，各具有一定的電量。當(dāng)外加反向電壓變大時(shí)，空間電荷區(qū)變寬，存儲(chǔ)的電荷量增加；當(dāng)外加反向電壓變小時(shí)，空間電荷區(qū)變窄，存儲(chǔ)的電荷量減小，這樣就形成了電容效應(yīng)?！皦|壘電容”大小隨外加電壓改變而變化，是一種非線性電容，而普通電容為線性電容。在實(shí)際應(yīng)用中，常用微變電容作為參數(shù)，變?nèi)荻O管就是勢(shì)壘電容隨外加電壓變化比較顯著的二極管。圖1.3.3P區(qū)中電子濃度的分布曲線及電荷的積累擴(kuò)散電容Cd是載流子在擴(kuò)散過(guò)程中的積累而引起的。PN結(jié)加正向電壓時(shí)，N區(qū)的電子向P區(qū)擴(kuò)散，在P區(qū)形成一定的電子濃度(Np)分布，PN結(jié)邊緣處濃度大，離結(jié)遠(yuǎn)的地方濃度小，電子濃度按指數(shù)規(guī)律變化。當(dāng)正向電壓增加時(shí)，載流子積累增加了△Q；反之，則減小，如圖1.3.3所示。同理，在N區(qū)內(nèi)空穴濃度隨外加電壓變化而變化的關(guān)系與P區(qū)電子濃度的變化相同。因此，外加電壓增加△V時(shí)所出現(xiàn)的正負(fù)電荷積累變化△Q，可用擴(kuò)散電容Cd來(lái)模擬。C圖1.3.3P區(qū)中電子濃度的分布曲線及電荷的積累綜上可知，勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容是同時(shí)存在的。PN結(jié)正偏時(shí)，擴(kuò)散電容遠(yuǎn)大于勢(shì)壘電容；PN結(jié)反偏時(shí)，擴(kuò)散電容遠(yuǎn)小于勢(shì)壘電容。勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的大小都與PN結(jié)面積成正比。與普通電容相比，PN結(jié)電容是非線性的分布電容，而普通電容為線性電容。習(xí)題2客觀檢測(cè)題一、填空題1、半導(dǎo)體二極管當(dāng)正偏時(shí)，勢(shì)壘區(qū)變窄，擴(kuò)散電流大于漂移電流。2、在常溫下，硅二極管的門限電壓約0.6V，導(dǎo)通后在較大電流下的正向壓降約0.7V；鍺二極管的門限電壓約0.1V，導(dǎo)通后在較大電流下的正向壓降約0.2V。3、在常溫下，發(fā)光二極管的正向?qū)妷杭s1.2~2V，高于硅二極管的門限電壓；考慮發(fā)光二極管的發(fā)光亮度和壽命，其工作電流一般控制在5~10mA。4、利用硅PN結(jié)在某種摻雜條件下反向擊穿特性陡直的特點(diǎn)而制成的二極管，稱為普通（穩(wěn)壓）二極管。請(qǐng)寫出這種管子四種主要參數(shù)，分別是最大整流電流、反向擊穿電壓、反向電流和極間電容。二、判斷題1、二極管加正向電壓時(shí)，其正向電流是由（a）。a.多數(shù)載流子擴(kuò)散形成b.多數(shù)載流子漂移形成c.少數(shù)載流子漂移形成d.少數(shù)載流子擴(kuò)散形成2、PN結(jié)反向偏置電壓的數(shù)值增大，但小于擊穿電壓，（c）。a.其反向電流增大b.其反向電流減小c.其反向電流基本不變d.其正向電流增大3、穩(wěn)壓二極管是利用PN結(jié)的（d）。a.單向?qū)щ娦詁.反偏截止特性c.電容特性d.反向擊穿特性4、二極管的反向飽和電流在20℃時(shí)是5μA，溫度每升高10℃，其反向飽和電流增大一倍，當(dāng)溫度為40℃時(shí)，反向飽和電流值為（c）。a.10μAb.15μAc.20μAd.40μA5、變?nèi)荻O管在電路中使用時(shí)，其PN結(jié)是（b）。a.正向運(yùn)用b.反向運(yùn)用三、問(wèn)答題1、溫度對(duì)二極管的正向特性影響小，對(duì)其反向特性影響大，這是為什么？答：正向偏置時(shí)，正向電流是多子擴(kuò)散電流，溫度對(duì)多子濃度幾乎沒(méi)有影響，因此溫度對(duì)二極管的正向特性影響小。但是反向偏置時(shí)，反向電流是少子漂移電流，溫度升高少數(shù)載流子數(shù)量將明顯增加，反向電流急劇隨之增加，因此溫度對(duì)二極管的反向特性影響大。2、能否將1.5V的干電池以正向接法接到二極管兩端？為什么？答：根據(jù)二極管電流的方程式將V=1.5V代入方程式可得：故雖然二極管的內(nèi)部體電阻、引線電阻及電池內(nèi)阻都能起限流作用，但過(guò)大的電流定會(huì)燒壞二極管或是電池發(fā)熱失效，因此應(yīng)另外添加限流電阻。3、有A、B兩個(gè)二極管。它們的反向飽和電流分別為5mA和，在外加相同的正向電壓時(shí)的電流分別為20mA和8mA，你認(rèn)為哪一個(gè)管的性能較好？答：B好，因?yàn)锽的單向?qū)щ娦院?；?dāng)反向偏置時(shí)，反向飽和電流很小，二極管相當(dāng)于斷路，其反向偏置電阻無(wú)窮大。4、利用硅二極管較陡峭的正向特性，能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓？若能，則二極管應(yīng)如何偏置？答：能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，二極管應(yīng)該正向偏置，硅二極管的正偏導(dǎo)通電壓為0.7V；因此硅二極管的正向特性，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，其穩(wěn)壓值為0.7V。5、什么是齊納擊穿？擊穿后是否意味著PN結(jié)損壞？答：齊納擊穿主要發(fā)生在兩側(cè)雜質(zhì)濃度都較高的PN結(jié)，其空間電荷區(qū)較窄，擊穿電壓較低（如5V以下），一般反向擊穿電壓小于4Eg/q（Eg—PN結(jié)量子阱禁帶能量，用電子伏特衡量，Eg/q指PN結(jié)量子阱外加電壓值，單位為伏特）的PN的擊穿模式就是齊納擊穿，擊穿機(jī)理就是強(qiáng)電場(chǎng)把共價(jià)鍵中的電子拉出來(lái)參與導(dǎo)電，使的少子濃度增加，反向電流上升。發(fā)生齊納擊穿需要的電場(chǎng)強(qiáng)度很大，只有在雜質(zhì)濃度特別大的PN結(jié)才能達(dá)到。擊穿后并不意味著PN結(jié)損壞，當(dāng)加在穩(wěn)壓管上的反向電壓降低以后，管子仍然可以恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。但是反向電流和反向電壓的乘積超過(guò)PN結(jié)容許的耗散功率時(shí)，就可能由電擊穿變?yōu)闊釗舸?，而造成永久性的破壞。電擊穿PN結(jié)未被損壞，但是熱擊穿PN結(jié)將永久損壞。主觀檢測(cè)題2.1.1試用電流方程式計(jì)算室溫下正向電壓為0.26V和反向電壓為1V時(shí)的二極管電流。（設(shè)）解：由公式由于，VT=0.026V正向偏置VD=0.26V時(shí)當(dāng)反向偏置時(shí)2.1.2寫出題圖2.1.2所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管均為理想二極管。解：VO1≈2V（二極管正向?qū)ǎ?，VO2＝0（二極管反向截止），VO3≈－2V（二極管正向?qū)ǎ?，VO4≈2V（二極管反向截止），VO5≈2V（二極管正向?qū)ǎ?，VO6≈－2V（二極管反向截止）。題圖2.1.2題圖2.1.22.1.3重復(fù)題2.1.2，設(shè)二極管均為恒壓降模型，且導(dǎo)通電壓VD＝0.7V。解：UO1≈1.3V（二極管正向?qū)ǎ?，UO2＝0（二極管反向截止），UO3≈－1.3V（二極管正向?qū)ǎ?，UO4≈2V（二極管反向截止），UO5≈1.3V（二極管正向?qū)ǎ琔O6≈－2V（二極管反向截止）。(a)(c)(b)題圖2.1.42.1.4設(shè)題圖2.1.4中的二極管均為理想的（正向可視為短路，反向可視為開(kāi)路），試判斷其中的二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出、兩端電壓。(a)(c)(b)題圖2.1.4解：題圖2.1.4所示的電路圖中，圖（a）所示電路，二極管D導(dǎo)通，VAO=－6V，圖（b）所示電路，二極管D1導(dǎo)通，D2截止，VAO=－0V，圖（c）所示電路，二極管D1導(dǎo)通，D2截止，VAO=－0V。2.1.5在用萬(wàn)用表的三個(gè)歐姆檔測(cè)量某二極管的正向電阻時(shí)，共測(cè)得三個(gè)數(shù)據(jù)；，試判斷它們各是哪一檔測(cè)出的。解：萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)，對(duì)應(yīng)的測(cè)量電路和伏安特性如圖2.1.5所示，實(shí)際上是將流過(guò)電表的電流換算為電阻值，用指針的偏轉(zhuǎn)表示在表盤上。當(dāng)流過(guò)的電流大時(shí)，指示的電阻小。測(cè)量時(shí)，流過(guò)電表的電流由萬(wàn)用表的內(nèi)阻和二極管的等效直流電阻值和聯(lián)合決定。圖2.1.5通常萬(wàn)用表歐姆檔的電池電壓為Ei=1.5V，檔時(shí)，表頭指針的滿量程為100μA（測(cè)量電阻為0，流經(jīng)電阻Ri的電流為10mA），萬(wàn)用表的內(nèi)阻為；檔時(shí)，萬(wàn)用表的內(nèi)阻為（測(cè)量電阻為0，表頭滿量程時(shí)，流經(jīng)Ri的電流為1mA）；檔時(shí)（測(cè)量電阻為0，表頭滿量程時(shí)，流經(jīng)Ri的電流為0.1mA），萬(wàn)用表的內(nèi)阻為；圖2.1.5由圖可得管子兩端的電壓V和電流I之間有如下關(guān)系：檔時(shí)，內(nèi)阻；檔時(shí)，內(nèi)阻；檔時(shí)，內(nèi)阻；從伏安特性圖上可以看出，用檔測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表的直流負(fù)載線方程與二極管的特性曲線的交點(diǎn)為A，萬(wàn)用表的讀數(shù)為V1/I1。用檔測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表的直流負(fù)載線方程與二極管的特性曲線的交點(diǎn)為B，萬(wàn)用表的讀數(shù)為V2/I2。用檔測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表的直流負(fù)載線方程與二極管的特性曲線的交點(diǎn)為C，萬(wàn)用表的讀數(shù)為V3/I3。由圖中可以得出所以，為萬(wàn)用表檔測(cè)出的；為萬(wàn)用表檔測(cè)出的；為萬(wàn)用表檔測(cè)出的。(a)理想模型(b)恒壓降模型圖2.1.6π2ππ2ππ2π2.1.6電路如題圖2.1.6所示，已知vi＝6sinωt(v)(a)理想模型(b)恒壓降模型圖2.1.6π2ππ2ππ2π題圖2.1.6題圖2.1.6解：由題意可知：vi＝6sinωt(v)在vi的正半周，二極管導(dǎo)通，電路的輸出電壓波形如圖2.1.6(a)、(b)所示。圖2.1.72.1.7電路如題圖2.1.7所示，已知vi＝6sinωt(V)，二極管導(dǎo)通電壓VD＝0.7V。試畫出vi與vO的波形，并標(biāo)出幅值。圖2.1.7題圖題圖2.1.7解：由題意vi＝6sinωt(V)波形如圖2.1.7所示：當(dāng)時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，vo＝3.7V，當(dāng)時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，vo＝?3.7V，當(dāng)時(shí)，二極管D1、D2截止，vo＝vi。2.2.1現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，它們的穩(wěn)定電壓分別為5V和8V，正向?qū)妷簽?.7V。試問(wèn)：（1）若將它們串聯(lián)相接，則可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？（2）若將它們并聯(lián)相接，則又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？解：（1）兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)時(shí)可得1.4V、5.7V、8.7V和13V等四種穩(wěn)壓值。（2）兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時(shí)可得0.7V、5V和8V等三種穩(wěn)壓值。2.2.2已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ＝6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin＝5mA。求題圖2.2.2所示電路中VO1和VO2各為多少伏。題圖2.2.2題圖2.2.2解：（1）當(dāng)VI＝10V時(shí)，若VO1＝VZ＝6V，則穩(wěn)壓管的電流為，大于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管擊穿。故。（2）當(dāng)VI＝10V時(shí)，若VO2＝VZ＝6V，則穩(wěn)壓管的電流為，小于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故。2.2.3電路如題圖2.2.3（a）（b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓VZ＝3V，R的取值合適，vi的波形如圖（c）所示。試分別畫出vO1和vO2的波形。題圖2.2.3題圖2.2.3解：波形如圖2.2.3所示。題圖2.2.3所示的電路中，對(duì)于圖（a）所示的電路，當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ反向擊穿，vo＝vi?3V，當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ未擊穿，vo＝0V。圖2.2.3對(duì)于圖b所示的電路，當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ反向擊穿，vo＝VZ，當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ未擊穿，vo＝vi。圖2.2.3題圖2.2.4題圖2.2.42.2.4已知題圖2.2.4所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓VZ＝6V，最小穩(wěn)定電流IZmin＝5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax＝25mA。（1）分別計(jì)算vi為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓vO的值；（2）若vi＝35V時(shí)負(fù)載開(kāi)路，則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？解：（1）當(dāng)vi＝10V時(shí)，若vO＝VZ＝6V，則穩(wěn)壓管的電流為4mA，小于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故當(dāng)vi＝15V時(shí)，穩(wěn)壓管中的電流大于最小穩(wěn)定電流IZmin，所以vO＝VZ＝6V同理，當(dāng)vi＝35V時(shí)，vO＝VZ＝6V。（2）29mA＞IZM＝25mA，穩(wěn)壓管將因功耗過(guò)大而損壞。2.2.5電路如題圖2.2.5所示，設(shè)所有穩(wěn)壓管均為硅管（正向?qū)妷簽閂D＝0.7V），且穩(wěn)定電壓VZ＝8V，已知vi＝15sinωt(V)，試畫出vO1和vO2的波形。題圖2.2.5(b)題圖2.2.5(b)(a)解：題圖2.2.5所示的電路圖中，對(duì)于圖（a），當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ反向擊穿，vo＝8V；當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ正向?qū)?，vo＝?0.7V；當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ1和DZ2未擊穿，vo＝vi。對(duì)應(yīng)題圖2.2.5(a)電路的輸出電壓的波形如圖2.2.5(a)所示。對(duì)于圖（b），當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ1正向?qū)?、DZ2反向擊穿，vo＝8V；當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ1反向擊穿、DZ2正向?qū)?，vo＝?8V；當(dāng)時(shí)，穩(wěn)壓管DZ1和DZ2未擊穿，vo＝vi。對(duì)應(yīng)題圖2.2.5(b)電路的輸出電壓的波形如圖2.2.5(b)所示。圖2.2.5圖2.2.5(b)(a)2.3.1在題圖2.3.1所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓VD＝1.5V，正向電流在5～15mA時(shí)才能正常工作。試問(wèn)：題圖2.3.1（1）開(kāi)關(guān)S在什么位置時(shí)發(fā)光二極管才能發(fā)光？題圖2.3.1（2）R的取值范圍是多少？解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)發(fā)光二極管才能發(fā)光。（2）為了讓二極管正常發(fā)光，ID＝5～15mA，R的范圍為可以計(jì)算得到R=233～700Ω習(xí)題3客觀檢測(cè)題一、填空題1.三極管處在放大區(qū)時(shí)，其集電結(jié)電壓小于零，發(fā)射結(jié)電壓大于零。2.三極管的發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度很高，而基區(qū)很薄。3.在半導(dǎo)體中，溫度變化時(shí)少數(shù)載流子的數(shù)量變化較大，而多數(shù)載流子的數(shù)量變化較小。4.三極管實(shí)現(xiàn)放大作用的內(nèi)部條件是：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度要遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，同時(shí)基區(qū)厚度要很??；外部條件是：發(fā)射結(jié)要正向偏置、集電結(jié)要反向偏置。5.處于放大狀態(tài)的晶體管，集電極電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的。6.工作在放大區(qū)的某三極管，如果當(dāng)IB從12μA增大到22μA時(shí)，IC從1mA變?yōu)?mA，那么它的β約為100。7.三極管的三個(gè)工作區(qū)域分別是飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。8.雙極型三極管是指它內(nèi)部的參與導(dǎo)電載流子有兩種。9.三極管工作在放大區(qū)時(shí)，它的發(fā)射結(jié)保持正向偏置，集電結(jié)保持反向偏置。10.某放大電路在負(fù)載開(kāi)路時(shí)的輸出電壓為5V，接入12k的負(fù)載電阻后，輸出電壓降為2.5V，這說(shuō)明放大電路的輸出電阻為12k。11.為了使高內(nèi)阻信號(hào)源與低電阻負(fù)載能很好的配合，可以在信號(hào)源與低電阻負(fù)載間接入共集電極組態(tài)的放大電路。12.題圖3.0.1所示的圖解，畫出了某單管共射放大電路中晶體管的輸出特性和直流、交流負(fù)載線。由此可以得出：（1）電源電壓=6V；（2）靜態(tài)集電極電流=1mA；集電極電壓=3V；（3）集電極電阻=3kΩ；負(fù)載電阻=3kΩ；（4）晶體管的電流放大系數(shù)=50，進(jìn)一步計(jì)算可得電壓放大倍數(shù)=－50；（取200）；（5）放大電路最大不失真輸出正弦電壓有效值約為1.06V；（6）要使放大電路不失真，基極正弦電流的振幅度應(yīng)小于20μA。題圖3.0.1題圖3.0.113.穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的常用方法有射極偏置電路和集電極－基極偏置電路。14.有兩個(gè)放大倍數(shù)相同，輸入電阻和輸出電阻不同的放大電路A和B，對(duì)同一個(gè)具有內(nèi)阻的信號(hào)源電壓進(jìn)行放大。在負(fù)載開(kāi)路的條件下，測(cè)得A放大器的輸出電壓小，這說(shuō)明A的輸入電阻小。15.三極管的交流等效輸入電阻隨靜態(tài)工作點(diǎn)變化。16.共集電極放大電路的輸入電阻很大，輸出電阻很小。17.放大電路必須加上合適的直流偏置才能正常工作。18.共射極、共基極、共集電極放大電路有功率放大作用；19.共射極、共基極放大電路有電壓放大作用；20.共射極、共集電極放大電路有電流放大作用；21.射極輸出器的輸入電阻較大，輸出電阻較小。22.射極輸出器的三個(gè)主要特點(diǎn)是輸出電壓與輸入電壓近似相同、輸入電阻大、輸出電阻小。23.“小信號(hào)等效電路”中的“小信號(hào)”是指“小信號(hào)等效電路”適合于微小的變化信號(hào)的分析，不適合靜態(tài)工作點(diǎn)和電流電壓的總值的求解，不適合大信號(hào)的工作情況分析。24.放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)由它的直流通路決定，而放大器的增益、輸入電阻、輸出電阻等由它的交流通路決定。25.圖解法適合于求靜態(tài)工作Q點(diǎn)；小、大信號(hào)工作情況分析，而小信號(hào)模型電路分析法則適合于求交變小信號(hào)的工作情況分析。26.放大器的放大倍數(shù)反映放大器放大信號(hào)的能力；輸入電阻反映放大器索取信號(hào)源信號(hào)大小的能力；而輸出電阻則反映出放大器帶負(fù)載能力。27.對(duì)放大器的分析存在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種狀態(tài)，靜態(tài)值在特性曲線上所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)稱為Q點(diǎn)。28.

在單級(jí)共射放大電路中，如果輸入為正弦波形，用示波器觀察VO和VI的波形，則VO和VI的相位關(guān)系為反相；當(dāng)為共集電極電路時(shí)，則VO和VI的相位關(guān)系為同相。29.在由NPN管組成的單管共射放大電路中，當(dāng)Q點(diǎn)太高（太高或太低）時(shí)，將產(chǎn)生飽和失真，其輸出電壓的波形被削掉波谷；當(dāng)Q點(diǎn)太低（太高或太低）時(shí)，將產(chǎn)生截止失真，其輸出電壓的波形被削掉波峰。30.單級(jí)共射放大電路產(chǎn)生截止失真的原因是放大器的動(dòng)態(tài)工作軌跡進(jìn)入截止區(qū)，產(chǎn)生飽和失真的原因是放大器的動(dòng)態(tài)工作軌跡進(jìn)入飽和區(qū)。31.NPN三極管輸出電壓的底部失真都是飽和失真。32.PNP三極管輸出電壓的頂部部失真都是飽和失真。33.多級(jí)放大器各級(jí)之間的耦合連接方式一般情況下有RC耦合，直接耦合，變壓器耦合。34.BJT三極管放大電路有共發(fā)射極、共集電極、共基極三種組態(tài)。35.不論何種組態(tài)的放大電路，作放大用的三極管都工作于其輸出特性曲線的放大區(qū)。因此，這種BJT接入電路時(shí)，總要使它的發(fā)射結(jié)保持正向偏置，它的集電結(jié)保持反向偏置。36.某三極管處于放大狀態(tài)，三個(gè)電極A、B、C的電位分別為-9V、-6V和-6.2V，則三極管的集電極是A，基極是C，發(fā)射極是B。該三極管屬于PNP型，由鍺半導(dǎo)體材料制成。37.電壓跟隨器指共集電極電路，其電壓的放大倍數(shù)為1；電流跟隨器指共基極電路，指電流的放大倍數(shù)為1。38.溫度對(duì)三極管的參數(shù)影響較大，當(dāng)溫度升高時(shí)，增加，增加，正向發(fā)射結(jié)電壓減小，減小。39.當(dāng)溫度升高時(shí)，共發(fā)射極輸入特性曲線將左移，輸出特性曲線將上移，而且輸出特性曲線之間的間隔將增大。40.放大器產(chǎn)生非線性失真的原因是三極管或場(chǎng)效應(yīng)管工作在非放大區(qū)。41.在題圖3.0.2電路中，某一參數(shù)變化時(shí)，的變化情況（a.增加，b，減小，c.不變，將答案填入相應(yīng)的空格內(nèi)）。題圖3.0.2（1）增加時(shí)，將增大。題圖3.0.2（2）減小時(shí)，將增大。（3）增加時(shí)，將減小。（4）增加時(shí)，將不變。（5）減小時(shí)（換管子），將增大。（6）環(huán)境溫度升高時(shí)，將減小。42.在題圖3.0.3電路中，當(dāng)放大器處于放大狀態(tài)下調(diào)整電路參數(shù)，試分析電路狀態(tài)和性能的變化。（在相應(yīng)的空格內(nèi)填“增大”、“減小”或“基本不變”。）（1）若阻值減小，則靜態(tài)電流IB將增大，將減小，電壓放大倍數(shù)將增大。（2）若換一個(gè)值較小的晶體管，則靜態(tài)的將不變，將增大，電壓放大倍數(shù)將減小。題圖3.0.3（3）若阻值增大，則靜態(tài)電流將不變，將減小，電壓放大倍數(shù)將增大。題圖3.0.343.放大器的頻率特性表明放大器對(duì)不同頻率信號(hào)適應(yīng)程度。表征頻率特性的主要指標(biāo)是中頻電壓放大倍數(shù)，上限截止頻率和下限截止頻率。44.放大器的頻率特性包括幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)兩個(gè)方面，產(chǎn)生頻率失真的原因是放大器對(duì)不同頻率的信號(hào)放大倍數(shù)不同。45.頻率響應(yīng)是指在輸入正弦信號(hào)的情況下，放大器對(duì)不同頻率的正弦信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。46.

放大器有兩種不同性質(zhì)的失真，分別是線性失真和非線性失真。47.幅頻響應(yīng)的通帶和阻帶的界限頻率被稱為截止頻率。48.阻容耦合放大電路加入不同頻率的輸入信號(hào)時(shí)，低頻區(qū)電壓增益下降的原因是由于存在耦合電容和旁路電容的影響；高頻區(qū)電壓增益下降的原因是由于存在放大器件內(nèi)部的極間電容的影響。49.單級(jí)阻容耦合放大電路加入頻率為的輸入信號(hào)時(shí)，電壓增益的幅值比中頻時(shí)下降了3dB，高、低頻輸出電壓與中頻時(shí)相比有附加相移，分別為-45o和+45o。50.在單級(jí)阻容耦合放大電路的波特圖中，幅頻響應(yīng)高頻區(qū)的斜率為-20dB/十倍頻，幅頻響應(yīng)低頻區(qū)的斜率為-20dB/十倍頻；附加相移高頻區(qū)的斜率為-45o/十倍頻，附加相移低頻區(qū)的斜率為+45o/十倍頻。51.一個(gè)單級(jí)放大器的下限頻率為，上限頻率為，，如果輸入一個(gè)mV的正弦波信號(hào)，該輸入信號(hào)頻率為50kHz，該電路不會(huì)產(chǎn)生波形失真。52.多級(jí)放大電路與組成它的各個(gè)單級(jí)放大電路相比，其通頻帶變窄，電壓增益增大，高頻區(qū)附加相移增大。二、判斷題1.下列三極管均處于放大狀態(tài)，試識(shí)別其管腳、判斷其類型及材料，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。（1）3.2V，5V，3V；解：鍺NPN型BJT管VBE=0.2V所以為鍺管；5V為集電極，3.2V為基極，3V為發(fā)射極，（2）－9V，－5V，－5.7V解：硅PNP型BJT管；－9V為集電極，－5.7V為基極，－5V為發(fā)射極（3）2V，2.7V，6V；解：硅NPN型BJT管；6V為集電極，2.7V為基極，2V為發(fā)射極（4）5V，1.2V，0.5V；解：硅NPN型BJT管；5V為集電極，1.2V為基極，0.5V為發(fā)射極（5）9V，8.3V，4V解：硅PNP型BJT管9V為發(fā)射極，8.3V為基極，4V為集電極（6）10V，9.3V，0V解：硅PNP型BJT管，10V為發(fā)射極，9.3V為基極，0V為集電極（7）5.6V，4.9V，12V；解：硅NPN型BJT管，12V為集電極，5.6V為基極，4.9V為發(fā)射極，（8）13V，12.8V，17V；解：鍺NPN型BJT管，17V為集電極，13V為基極，12.8V為發(fā)射極，（9）6.7V，6V，9V；解：硅NPN型BJT管，9V為集電極，6.7V為基極，6V為發(fā)射極，2.判斷三極管的工作狀態(tài)和三極管的類型。1管：答：NPN管，工作在放大狀態(tài)。2管：答：NPN管，工作在飽和狀態(tài)。3管：答：NPN管，工作在截止?fàn)顟B(tài)。3.題圖3.0.4所列三極管中哪些一定處在放大區(qū)？題圖3.0.4題圖3.0.46V3VA6V2.3V2.3VC3V9.3V5.7VD5V0V1.9VB1.6V答：題圖3.0.4所列三極管中，只有圖（D）所示的三極管處在放大區(qū)。4.放大電路故障時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)得各點(diǎn)電位如題圖3.0.5，三極管可能發(fā)生的故障是什么？答：題圖3.0.5所示的三極管，B、E極之間短路，發(fā)射結(jié)可能燒穿。題圖3.0.5題圖3.0.55.測(cè)得晶體管3個(gè)電極的靜態(tài)電流分別為0.06mA，3.66mA和3.6mA，則該管的為①。①為60。②為61。③0.98。④無(wú)法確定。6.只用萬(wàn)用表判別晶體管3個(gè)電極，最先判別出的應(yīng)是②b極。①e極②b極③c極7.共發(fā)射極接法的晶體管，工作在放大狀態(tài)下，對(duì)直流而言其①。①輸入具有近似的恒壓特性，而輸出具有恒流特性。②輸入和輸出均具近似的恒流特性。③輸入和輸出均具有近似的恒壓特性。④輸入具有近似的恒流特性，而輸出具有恒壓特性。8.共發(fā)射極接法的晶體管，當(dāng)基極與發(fā)射極間為開(kāi)路、短路、接電阻R時(shí)的c，e間的擊穿電壓分別用V（BR）CEO，V（BR）CES和V（BR）CER表示，則它們之間的大小關(guān)系是②。①V（BR）CEO＞V（BR）CES＞V（BR）CER。②V（BR）CES＞V（BR）CER＞V（BR）CEO。③V（BR）CER＞V（BR）CES＞V（BR）CEO。④V（BR）CES＞V（BR）CEO＞V（BR）CER。9．題圖3.0.6所示電路中，用題圖3.0.6直流電壓表測(cè)出VCE≈0V，有題圖3.0.6可能是因?yàn)镃或D。ARb開(kāi)路BRc短路CRb過(guò)小Db過(guò)大10.測(cè)得電路中幾個(gè)三極管的各極對(duì)地電壓如題圖3.0.7所示。試判斷各三極管的工作狀態(tài)。題圖3.0.7題圖3.0.7(b)(c)(d)(a)答：題圖3.07所示的各個(gè)三極管的工作狀態(tài)，圖（a）為放大，圖（b）為放大，圖（c）為飽和，圖（d）為C、E極間擊穿。11.用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)得電路中晶體管各電極的對(duì)地電位，如題圖3.0.8示，試判斷這些晶體管分別處于哪種工作狀態(tài)（飽和、放大、截止或已損壞）？題圖3.0.8題圖3.0.8答：題圖3.07所示的各個(gè)三極管的工作狀態(tài)，圖（a）為損壞，圖（b）為放大，圖（c）為放大，圖（d）為截止，圖（e）為損壞，圖（f）為飽和（或B、C極間擊穿）。12.放大電路如題圖3.0.9所示，對(duì)于射極電阻的變化是否會(huì)影響電壓放大倍數(shù)和輸入電阻的問(wèn)題，有三種不同看法，指出哪一種是正確的？甲：當(dāng)增大時(shí)，負(fù)反饋增強(qiáng)，因此、。（）乙：當(dāng)增大時(shí)，靜態(tài)電流減小，因此、。（）丙：因電容，對(duì)交流有旁路作用，所以的變化對(duì)交流量不會(huì)有絲毫影響，因此，當(dāng)增大時(shí)，和均無(wú)變化。題圖3.0.9題圖3.0.9解：本題意在我們要搞清，在分壓式電流負(fù)反饋偏置電路中的作用，從表面看，被交流旁路了，對(duì)交流量無(wú)影響（即不產(chǎn)生交流負(fù)反饋），所以的變化不影響和，這是本題容易使我們產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)的地方。但我們還必須進(jìn)一步考慮，盡管不產(chǎn)生交流負(fù)反饋，但它對(duì)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的影響是很大的，既然影響到，就影響到進(jìn)而影響和。甲的說(shuō)法是錯(cuò)誤的，原因：因的旁路作用，所以不產(chǎn)生交流負(fù)反饋，所以甲的觀點(diǎn)前提就是錯(cuò)的。乙的說(shuō)法是正確的。原因：丙的說(shuō)法是錯(cuò)誤的，原因：正如解題分析中所說(shuō)，盡管不產(chǎn)生負(fù)反饋，但增大使的減小必然引起減小和的增加。主觀檢測(cè)題3.1.1把一個(gè)晶體管接到電路中進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)量，則，當(dāng)測(cè)得，問(wèn)這個(gè)晶體管的值是多少？各是多少？解：根據(jù)電流關(guān)系式：（1）（2）將（1）、（2）兩式聯(lián)立，解其聯(lián)立方程得：進(jìn)而可得：3.1.2根據(jù)題圖3.1.2所示晶體三極管3BX31A和輸出特性曲線，試求Q點(diǎn)處，。題圖3.1.2題圖3.1.2解：，3.1.3硅三極管的可以忽略，若接為題圖3.1.3（a），要求，問(wèn)應(yīng)為多大？現(xiàn)改接為圖(b)，仍要求應(yīng)為多大？題圖3.1.3題圖3.1.3(a)(b)解：（a）（b）題圖3.3.1(a)題圖3.3.1(a)(b)(c)解：題圖3.3.1（a）所示的晶體管為鍺NPN管，三個(gè)引腳分別為①e極、②b極、③c極。題圖3.3.1(b)所示的晶體管為硅PNP管，三個(gè)引腳分別為①c極、②b極、③e極。題圖3.3.1(c)所示的晶體管為鍺PNP管，三個(gè)引腳分別為①b極、②e極，③c極。3.3.2在某放大電路中，晶體管三個(gè)電極的電流如題圖3.3.2所示，已測(cè)出，，，試判斷e、b、c三個(gè)電極，該晶體管的類型（NPN型還是PNP型）以及該晶體管的電流放大系數(shù)。題圖3.3.2題圖3.3.2解：題圖3.3.2所示的晶體管為PNP管，三個(gè)電極分別為②b極、①c極、③e極，晶體管的直流電流放大倍數(shù)為=1.2/0.03=40。題圖3.3.33.3.3共發(fā)射極電路如題圖3.3.3所示，晶體管，導(dǎo)通時(shí)，問(wèn)當(dāng)開(kāi)關(guān)分別接在A、B、C三處時(shí)，晶體管處于何種工作狀態(tài)？集電極電流為多少？設(shè)二極管D具有理想特性。題圖3.3.3解：題圖3.3.3所示的電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)置于A位置時(shí)，Ib=（2-0.2）/10=0.18mAIcbo=12/（1×50）=0.24mA故工作在放大區(qū)，Ic=Ib×50=9mA。當(dāng)開(kāi)關(guān)置于B位置時(shí)，晶體管工作在截止區(qū)，Ic=0。當(dāng)開(kāi)關(guān)至于C位置時(shí)，晶體管工作在飽和區(qū)。(b)(a)(b)(a)(c)(d)題圖3.3.4(e)(f)解：題圖所示的各個(gè)電路中，圖（a）能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；交流通路信號(hào)能順暢的輸入輸出。圖（b）不能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；交流通路信號(hào)不能順暢的輸入。圖（c）不能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；交流通路信號(hào)不能順暢的輸出。圖（d）不能放大，直流通路不滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；圖（e）不能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；交流通路信號(hào)不能順暢的輸入。圖（f）不能放大，直流通路不滿足發(fā)射結(jié)正偏；交流通路信號(hào)能順暢的輸入輸出。(a)(b)題圖3.4.13.4.1一個(gè)如題圖3.4.1（a）所示的共發(fā)射極放大電路中的晶體管具有如題圖3.4.1（b）的輸出特性，靜態(tài)工作點(diǎn)Q和直流負(fù)載線已在圖上標(biāo)出(a)(b)題圖3.4.1（1）確定、的數(shù)值（設(shè)可以略去不計(jì)）。（2）若接入，畫出交流負(fù)載線。（3）若輸入電流，在保證放大信號(hào)不失真的前提下，為盡可能減小直流損耗，應(yīng)如何調(diào)整電路參數(shù)？調(diào)整后的元件數(shù)值可取為多大？解：（1）=12V;由，；由，。（2）如題圖3.4.1（b）中加粗線所示。(3)增大Rb的值，由（最大取值）。3.4.2放大電路如題圖3.4.2（a）所示，其晶體管輸出特性曲線題圖3.4.2（b）所示（不包含加粗線和細(xì)的輸出電壓波形線），已知（各電容容抗可忽略不計(jì)），。（1）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）分別作出交直流負(fù)載線，并標(biāo)出靜態(tài)工作點(diǎn)Q；(a)(b)題圖3.4.2（3）若基極電流分量畫出輸出電壓的波形圖，并求其幅值。(a)(b)題圖3.4.2解：（1）;。（2）交直流負(fù)載線，電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q如題圖3.4.2(b)中的加粗線所示。（3）出輸出電壓的波形圖如題圖3.4.2(b)中的細(xì)線所示，輸出電壓幅值。3.4.3分壓式偏置電路如題圖3.4.3（a）所示。其晶體管輸出特性曲線如圖（b）所示，電路中元件參數(shù)，晶體管的飽和壓降。（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)Q；（2）求最大輸出電壓幅值；（3）計(jì)算放大器的、Ri、Ro和Avs；（4）若電路其他參數(shù)不變，問(wèn)上偏流電阻為多大時(shí)，(a)(a)(b)題圖3.4.3解：（１）（2）由圖解法求靜態(tài)Q點(diǎn)，并作交流負(fù)載線，輸出電壓幅度負(fù)向最大值為Vom2，輸出電壓幅度正向最大值為Vom1，去兩者小者為最大不失真輸出電壓幅度為Vom=Vom1=14-8=6V；（3）（4）(a)(b)(a)(b)題圖3.4.4解：如題圖3.4.3（b）所示的第一種情況屬于截止失真，應(yīng)增大Rb1解決；第二種情況屬于飽和失真，應(yīng)減小Rb1解決；第三種情況屬于飽和截止失真同時(shí)出現(xiàn)，應(yīng)該減小輸入信號(hào)的幅度解決。(a)(a)(b)題圖3.4.53.4.5放大電路如題圖3.4.5（a）所示，設(shè)，晶體管的輸出特性曲線如圖3.4.5（b）所示，試用圖解法求：（1）放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)？=？（2）當(dāng)放大器不接負(fù)載時(shí)（），輸入正弦信號(hào)，則最大不失真輸出電壓振幅（3）當(dāng)接入負(fù)載電阻時(shí)，再求最大不失真輸出電壓振幅解：（1），直流負(fù)載線方程為：。直流負(fù)載線與橫、縱軸分別交于M(20V，0mA)、N(0V，5mA)，且斜率為-1/RC，從圖中讀出靜態(tài)值Q點(diǎn)為：(2)不接負(fù)載時(shí)，輸入正弦信號(hào)，則最大不失真輸出電壓振幅(d)(f)(a)(c)題圖3.5.1(e)(b)(3)當(dāng)接入負(fù)載電阻(d)(f)(a)(c)題圖3.5.1(e)(b)3.5.1畫出下列題圖3.5.1中各電路的簡(jiǎn)化h參數(shù)等效電路，并標(biāo)出的正方向。（電路中各電容的容抗可不計(jì)）。解：畫出對(duì)應(yīng)題圖3.5.1（a、b、c、d、e、f）所示電路的簡(jiǎn)化h參數(shù)等效電路圖如圖3.5.1（a、b、c、d、e、f）所示。(a)(a)圖3.5.1圖3.5.1題圖3.5.23.5.2在如圖3.5.2電路中設(shè)，晶體管的，在計(jì)算時(shí)可認(rèn)為：題圖3.5.2（1）若，問(wèn)這時(shí)的（2）在以上情況下，逐漸加大輸入正弦信號(hào)的幅度，問(wèn)放大器易出現(xiàn)何種失真？（3）若要求，問(wèn)這時(shí)的（4）在，加入的信號(hào)電壓，問(wèn)這時(shí)的解：本題意在使我們熟練地掌握單管放大器靜態(tài)工作的計(jì)算方法，通過(guò)我們對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的分析計(jì)算，看Q點(diǎn)設(shè)置是否合理。并不合理，我們?nèi)绾握{(diào)整電路才能防止放大器產(chǎn)生非線性失真。通過(guò)Q點(diǎn)計(jì)算，我們?nèi)绾闻袆e易產(chǎn)生何種失真呢？這里主要看大小。愈接近于，放大器愈易產(chǎn)生截止失真；反之愈小（愈接近，愈易產(chǎn)生飽和失真。當(dāng)約為，較為合理。(1)（1）（2）由于工作點(diǎn)偏低，故產(chǎn)生截止失真。（3）當(dāng)（4）。3.6.1放大電路如題圖3.6.1所示，已知，，，晶體管，各電容的容抗均很小。（1）求放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）求未接入時(shí)的電壓放大倍數(shù)；（3）求接入后的電壓放大倍數(shù)；（4）若信號(hào)源有內(nèi)阻，當(dāng)為多少時(shí)才能使此時(shí)的源電壓放大倍數(shù)降為的一半？題圖3.6.1題圖3.6.1解：[解題分析]本題（1）、（2）、（3）小題是比較容易計(jì)算的，這是我們分析分壓式電流負(fù)反饋偏置電路必須具備的基本知識(shí)。對(duì)于第（4）小題，我們?cè)诜治鰰r(shí)，必須要搞清放大器的電壓增益與放大器源電壓增益之間的關(guān)系，這種關(guān)系為：（1）（2）（3）當(dāng)接入 （4）即：當(dāng)時(shí)，放大器源電壓增益為放大器電壓增益的一半（按計(jì)算）。3.6.2放大電路如題圖3.6.2所示，，，，晶體管的，各電容容抗可以略去不計(jì)。（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)：（2）畫出其簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效電路，并計(jì)算出電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻；題圖3.6.2（3）設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻，信號(hào)源電壓，計(jì)算輸出電壓。題圖3.6.2解：（1）（2）簡(jiǎn)化h參數(shù)微變等效電路如圖3.6.2所示。圖3.6.2圖3.6.2（3）3.6.3分壓式偏置電路如題圖3.6.3所示，設(shè)，，，有六個(gè)同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用直流電壓表測(cè)得三極管各級(jí)電壓如題表3.6.3所示，試分析各電路的工作狀態(tài)是否合適。若不適合，試分析可能出現(xiàn)了什么問(wèn)題（例如某元件開(kāi)路或短路）。題表3.6.3組號(hào)123456VB(V)00.751.401.51.4VE(V)000.7000.7VC(V)00.38.512124.3工作狀態(tài)故障分析題圖3.6.3題圖3.6.3解：根據(jù)電路參數(shù)，可以計(jì)算出電路的參數(shù)為，，，，。則對(duì)測(cè)量結(jié)果可以作出如表3.6.3分析。表3.6.3組號(hào)123456VB(V)00.751.401.51.4VE(V)000.7000.7VC(V)00.38.512124.3工作狀態(tài)截止飽和正常放大截止截止放大故障分析電源開(kāi)路Re短路Rb2開(kāi)路BJT基極開(kāi)路Rb1開(kāi)路3.7.1某射極輸出器用一個(gè)恒流源來(lái)設(shè)置射極電流，如題圖3.7.1所示，已知晶體管的，，，電容在交流通路中可視為短路。（1）求靜態(tài)時(shí)的；（2）求射極輸出器的輸出電阻；（3）若，求輸入電阻和源電壓放大倍數(shù)；（4）若，求輸入電阻和源電壓放大倍數(shù)；（提示：恒流源的特點(diǎn)：交流電阻極大，而直流電阻較小。）題圖3.7.1題圖3.7.1 解：[解題分析]本題信號(hào)源采用的是具有內(nèi)阻的電壓源形式，所以在第（3）~（4）小題中計(jì)算的均為源電壓放大倍數(shù)。本題與一般射極輸出器所不同的是在射極不是用固定電阻而是采用恒流源，這樣我們必須搞清恒流源的特點(diǎn)：交流電阻極大，而直流電阻較小。即我們?cè)诜治鲭娐窌r(shí)，尤其在分析交流量時(shí)，就應(yīng)該看作在射極接入極大的電阻來(lái)考慮，這樣，我們?cè)谇?、時(shí)就不會(huì)出差錯(cuò)。（1）（2）因射極串聯(lián)恒流源，所以可認(rèn)為射極交流開(kāi)路，因此（3）時(shí)，則所以（4），。3.7.2在題圖3.7.2所示電路中，晶體管的、電容、和都足夠大。（1）求放大器靜態(tài)工作點(diǎn)、、；（2）求放大器電壓放大倍數(shù)和；（3）求放大器輸入電阻；（4）求放大器輸出電阻、。題圖3.7.2題圖3.7.2解：[解題分析]本題是將共集電路與共發(fā)電路兩方面知識(shí)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，通過(guò)分析計(jì)算對(duì)兩種電路參數(shù)進(jìn)行比較，從而加深我們對(duì)兩種電路的理解。在第（2）小題證明題中，我們要到之間的關(guān)系式，即。本題易出錯(cuò)誤的地方，是在求時(shí)，誤認(rèn)為。（1） （2）共射電路共集電極電路（3）（4）3.7.3射極輸出器如題圖3.7.3所示，已知，晶體的飽和壓降和穿透電流在上的壓降均可忽略不計(jì)。（1）求射極跟隨器的電壓跟隨范圍；（2）改變Rb可調(diào)整跟隨范圍，當(dāng)Rb為何值時(shí)跟隨范圍最大？題圖3.7.3題圖3.7.3解：（1）,,。圖3.7.3圖3.7.3可見(jiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)恰好在直流負(fù)載線的中間，交流負(fù)載線的斜率為交流負(fù)載線的方程為：，在橫軸上的交點(diǎn)為15V，EQ故最大不失真的輸出電壓幅度為：15-12=3V共集電極電路其電壓幅度為3V，所以跟隨范圍是0~3V。（2）晶體的飽和壓降和穿透電流在上的壓降均可忽略不計(jì)。從輸出特性曲線上可以看出，當(dāng)Q點(diǎn)處于交流負(fù)載線的中央時(shí)，跟隨范圍最大。交流負(fù)載線為：（1）直流負(fù)載線為：（2）由（1）式，交流負(fù)載線在橫軸上的截距為，（3）由于Q點(diǎn)處于交流負(fù)載線的中央，所以有（4）將（2）式代入（4）式，3.8.1.電路如題圖3.8.1所示。已知Vcc=12V，Rb=300KΩ，Rc1=3KΩ，Re1=0.5KΩ，Rc2=1.5KΩ，Re2=1.5KΩ,晶體管的電流放大系數(shù)β1＝β2＝60，電路中的電容容量足夠大。計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)值，輸出信號(hào)分別從集電極輸出及從發(fā)射極輸出的兩級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)。題圖3.8.1電路圖題圖3.8.1電路圖RbviC1RC1T1T2vo1VCCRe1Re2CeC2RC2vo2解：放大電路的靜態(tài)值計(jì)算：，，，，，，放大電路的電壓放大倍數(shù)計(jì)算：，，，第二級(jí)放大電路從集電極輸出時(shí)，，第二級(jí)放大電路從發(fā)射極輸出時(shí)，，。3.9.1若放大器的放大倍數(shù)、、均為540，試分別用分貝數(shù)表示它們。解：3.9.2已知某電路的波特圖如題圖3.29所示，試寫出的表達(dá)式。圖題3.9.2圖題3.9.2解：中頻電壓放大倍數(shù)為所以（從相頻特性可以看出，中頻時(shí)電壓放大倍數(shù)相移為180o）。設(shè)電路為基本共射放大電路或基本共源放大電路。3.9.3已知某電路的幅頻特性如題圖3.9.3所示，試問(wèn)：（1）該電路的耦合方式；（2）該電路由幾級(jí)放大電路組成；題圖3.9.3（3）當(dāng)f＝104Hz時(shí)，附加相移為多少？當(dāng)f＝105時(shí)，附加相移又約為多少？題圖3.9.3解：（1）因?yàn)橄孪藿刂诡l率為0，所以電路為直接耦合電路；（2）因?yàn)樵诟哳l段幅頻特性為－60dB/十倍頻，所以電路為三級(jí)放大電路；（3）當(dāng)f＝104Hz時(shí)，φ'＝－135o；當(dāng)f＝105Hz時(shí)，φ'≈－270o。3.9.4已知單級(jí)共射放大電路的電壓放大倍數(shù)（1）＝？fL＝？fH＝?（2）畫出波特圖。解：（1）（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出、fL、fH。圖3.9.3圖3.9.3（2）波特圖如圖3.9.3所示。3.9.5兩級(jí)RC耦合放大器中，第一級(jí)和第二級(jí)對(duì)數(shù)幅頻特性和如題圖3.9.5所示，試畫出該放大器總對(duì)數(shù)幅頻特性，并說(shuō)明該放大器中頻的是多少？在什么頻率下該放大器的電壓放大倍數(shù)下降為的？解：[解題分析]本題的意圖是練習(xí)畫對(duì)數(shù)幅頻特性的方法，利用兩級(jí)放大器總增益分貝數(shù)等于每個(gè)單級(jí)放大器增益分貝數(shù)相加原理。在作總的幅頻特性過(guò)程中，只要找出幾個(gè)特殊點(diǎn)（例：等）連接這幾個(gè)特殊點(diǎn)即可。由題圖3.9.5可知：在中頻段，中頻段放大器總增益為圖3.9.5圖3.9.5即：放大器總對(duì)數(shù)幅頻特性如圖3.9.5中所標(biāo)出的。由圖可知當(dāng)時(shí)，放大器電壓放大倍數(shù)下降為的。3.9.6由兩個(gè)完全相同的單級(jí)所組成的RC放大器其總上限截止頻率，總下限截止頻率，試求各級(jí)的上限截止頻率和下限截止頻率。解：在高頻段，則，解得；在低頻段，則，解得。題圖3.9.73.9.7在題圖3.9.7所示電路中，已知晶體管的＝100Ω，rbe＝1kΩ，靜態(tài)電流IEQ＝2mA，＝800pF；Rs＝2kΩ，Rb＝500kΩ，RC＝3.3kΩ，C=10μF。試分別求出電路的fH、fL，并畫出波特圖。題圖3.9.7解：（1）求解fL（2）求解fH和中頻電壓放大倍數(shù)相頻特性和幅頻特性波特圖如圖3.9.7所示。圖3.9.7圖3.9.7習(xí)題4客觀檢測(cè)題一、填空題1.場(chǎng)效應(yīng)管利用外加電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)來(lái)控制漏極電流的大小，因此它是電壓控制器件。2.為了使結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管正常工作，柵源間兩PN結(jié)必須加反向電壓來(lái)改變導(dǎo)電溝道的寬度，它的輸入電阻比MOS管的輸入電阻小。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管外加的柵-源電壓應(yīng)使柵源間的耗盡層承受反向電壓，才能保證其RGS大的特點(diǎn)。3.場(chǎng)效應(yīng)管漏極電流由多數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)形成。N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流由載流子的漂移運(yùn)動(dòng)形成。JFET管中的漏極電流不能穿過(guò)PN結(jié)（能，不能）。4.對(duì)于耗盡型MOS管，VGS可以為正、負(fù)或者零。5.對(duì)于增強(qiáng)型N型溝道MOS管，VGS只能為正，并且只能當(dāng)VGS>VTH時(shí)，才能形有。6.P溝道增強(qiáng)型MOS管的開(kāi)啟電壓為負(fù)值。N溝道增強(qiáng)型MOS管的開(kāi)啟電壓為正值。7.場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管相比較，其輸入電阻高；噪聲低；溫度穩(wěn)定性好；飽和壓降大；放大能力較差；頻率特性較差（工作頻率低）；輸出功率較小。8.場(chǎng)效應(yīng)管屬于電壓控制器件，而三極管屬于電流控制器件。9.場(chǎng)效應(yīng)管放大器常用偏置電路一般有自偏壓電路和分壓器式自偏壓電路兩種類型。10.由于晶體三極管是電子、空穴兩種載流子同時(shí)參與導(dǎo)電，所以將它稱為雙極型的，由于場(chǎng)效應(yīng)管只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，所以將其稱為單極型的。11.跨導(dǎo)反映了場(chǎng)效應(yīng)管柵源電壓對(duì)漏極電流控制能力，其單位為ms(毫西門子)。12.若耗盡型N溝道MOS管的VGS大于零，其輸入電阻不會(huì)明顯變小。13.一個(gè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線如題圖4.1所示，則它是N溝道的效應(yīng)管，它的夾斷電壓Vp是4.5V，飽和漏電流IDSS是5.4mA。題圖4.0.1題圖4.0.1填空題13圖主觀檢測(cè)題4.2.1已知某結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的IDSS＝2mA，Vp＝－4V，試畫出它的轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，并近似畫出預(yù)夾斷軌跡。解：根據(jù)方程：，逐點(diǎn)求出確定的vGS下的iD，可近似畫出轉(zhuǎn)移特性和輸出特性；在輸出特性中，將各條曲線上vGD＝Vp的點(diǎn)連接起來(lái)，便為予夾斷線；如圖4.2.1所示。圖4.2.1圖4.2.14.3.1已知放大電路中一只N溝道增強(qiáng)型MOS管場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)極①、②、③的電位分別為4V、8V、12V，管子工作在恒流區(qū)。試判斷①、②、③與G、S、D的對(duì)應(yīng)關(guān)系。解：命題給定的管子是增強(qiáng)型管，實(shí)際上也可以是耗盡型MOS管（具有兩種可能）和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)N溝道管，則三個(gè)極①、②、③與G、S、D的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖4.3.1所示。圖4.3.1圖4.3.14.4.1題圖4.4.1所示曲線為某場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線，試問(wèn)：（1）它是哪一種類型的場(chǎng)效應(yīng)管？（2）它的夾斷電壓Vp（或開(kāi)啟電壓VT）大約是多少？題圖4.4.1（3）它的大約是多少？題圖4.4.1解：（1）由題圖4.4.1所示的特性曲線，是P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線。（2）Vp＝4V。（3）（vGS＝0時(shí)，輸出特性從可變電阻區(qū)轉(zhuǎn)折為飽和區(qū)時(shí)的對(duì)應(yīng)電流）。4.4.2已知場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線如題圖4.4.1所示，畫出恒流區(qū)vDS=8V的轉(zhuǎn)移特性曲線。解：根據(jù)題圖4.4.1所示場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線，則該場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性如圖4.4.2所示。圖4.4.2圖4.4.24.6.1分別判斷題圖4.6.1所示各電路中的場(chǎng)效應(yīng)管是否有可能工作在放大區(qū)。題圖4.6.1題圖4.6.1解：題圖4.6.1所示的各個(gè)電路中，圖（a）所示電路，可能工作在放大區(qū)，圖（b）所示電路，不可能可能工作在放大區(qū)，圖（c）所示電路，不可能可能工作在放大區(qū)，圖（d）所示電路，可能可能工作在放大區(qū)。4.6.2試分析題圖4.6.2所示的各電路是否能夠放大正弦交流信號(hào)，簡(jiǎn)述理由。設(shè)圖中所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。題圖4.6.2題圖4.6.2(c)(b)(a)解：題圖4.6.2所示的各個(gè)電路中，圖（a）所示電路，可能放大交流信號(hào)。因?yàn)閂gs=0時(shí)，耗盡型N溝道MOS管工作在恒流放大區(qū)。圖（b）所示的電路能放大交流信號(hào)；結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)可以通過(guò)RS上流過(guò)的電流產(chǎn)生自生偏壓建立。因?yàn)镚-S間電壓將小于零。圖（c）所示的電路不能放大交流信號(hào)；。因?yàn)樵鰪?qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管不能產(chǎn)生自生偏壓，這樣MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)。題圖4.6.34.6.3場(chǎng)效應(yīng)管放大器如題圖4.6.3所示，若，要求靜態(tài)工作點(diǎn)為，，試求。題圖4.6.3解：由題意可知：可得：＝4kΩ4.6.4增強(qiáng)型MOS管能否單獨(dú)用自給偏置的方法來(lái)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)？為什么？試畫出用P溝道增強(qiáng)型MOS管構(gòu)成的共源電路，并說(shuō)明各元件作用。解：對(duì)于增強(qiáng)型MOS管，不能用自給偏置的方法來(lái)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)。因?yàn)樽云珘旱臇艠O－源極之間的電壓。從表達(dá)式可以看出自偏壓產(chǎn)生的條件是必須先有ID，但增強(qiáng)型MOS管的開(kāi)啟電壓大于0，只有柵極－源極之間的電壓達(dá)到某個(gè)開(kāi)啟電壓VT時(shí)才有漏極電流ID，因此這類管子不能用自給偏置的方法來(lái)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)。增強(qiáng)型MOS管構(gòu)成放大電路，只能采用分壓式自偏壓電路，如圖4.6.4所示，R1、R2和R3產(chǎn)生柵極偏置電壓，R3的大小對(duì)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)無(wú)影響，所以可以加大R3值以提高放大器輸入電阻。RS和Rd分別是源極電阻和漏極電阻。圖4.6.4圖4.6.4(a)題圖4.6.5(b)4.6.5題圖4.6.5（a）是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管放大電路，（b）是管子的轉(zhuǎn)移特性曲線。設(shè)電阻，，電容、、足夠大。試問(wèn)：(a)題圖4.6.5(b)（1）所用的管子屬于什么類型？什么溝道？管子的、或是多少？（2）、、的作用是什么？若要求，則應(yīng)選多大？解：（1）題圖4.6.5(b)圖所示的電壓轉(zhuǎn)移特性，可知題圖4.6.5(a)所示的電路中，所用的管子屬于N溝JFET（結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管）。管子的，夾斷電壓。（2）的作用是將柵極接至零電位，與源極電阻共同產(chǎn)生自給柵壓VGSQ，是還有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的作用。的作用是旁路電容，在直流通路中存在，用來(lái)自動(dòng)產(chǎn)生柵源反向偏壓，產(chǎn)生合適的靜態(tài)工作點(diǎn)；在交流通路中被C3旁路而不存在，有利于提高電壓放大倍數(shù)。當(dāng)，由伏安特性曲線可知，ID=2mA，所以題圖4.6.64.6.6場(chǎng)效應(yīng)管放大電路如題圖4.6.6所示，電路參數(shù)，，場(chǎng)效應(yīng)管的，；若要求漏極電位，試求的值。題圖4.6.6解：又有：，

4.7.1已知題圖4.7.1(a)所示電路中場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性分別如圖（b）(c)所示。（1）利用圖解法求解Q點(diǎn)；題圖4.7.1（2）利用等效電路法求解、Ri和Ro。題圖4.7.1題圖4.9解：（1）在轉(zhuǎn)移特性中作直線vGS＝－iDRS，與轉(zhuǎn)移特性的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)；讀出坐標(biāo)值，得出IDQ＝1mA，VGSQ＝－2V。如圖4.7.1（a）所示。在輸出特性中作直流負(fù)載線vDS＝VDD－iD（RD＋RS），與VGSQ＝－2V的那條輸出特性曲線的交點(diǎn)為Q點(diǎn)，VDSQ≈3V。如圖4.7.1（b）所示（2）首先畫出交流等效電路（圖略），然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。，。圖4.7.1圖4.7.14.7.2電路如題圖4.7.2所示，已知場(chǎng)效應(yīng)管的低頻跨導(dǎo)為gm，試寫出、Ri和Ro的表達(dá)式。題圖4.7.2題圖7.7.3題圖4.7.2題圖7.7.3解：、Ri和Ro的表達(dá)式分別為。4.7.3設(shè)題圖4.7.3電路中場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)，試求放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻，并畫出該電路的微變等效電路（電路中所有電容容抗可略去，可看作無(wú)窮大）。解：（1）求靜態(tài)工作點(diǎn)Q，根據(jù)求解聯(lián)立方程可得或顯然第二組解不合題意應(yīng)舍去，則： 圖4.7.2圖4.7.2（2）電路的微變等效電路如圖4.7.2所示，則電壓放大倍數(shù)。（3）放大器輸入電阻和輸出電阻題圖4.7.4，題圖4.7.4。4.7.4場(chǎng)效應(yīng)管放大器如題圖4.7.4所示，試畫出其微變等效電路，寫出、、表達(dá)式。設(shè)管子極大，各電容對(duì)交流信號(hào)可視為解：放大電路的微變等效電路如圖4.7.4所示。圖4.7.4圖4.7.4電壓放大倍數(shù)：，放大器輸入電阻和輸出電阻：，。4.7.5在題圖4.7.5所示的電路中，，，題如4.7.5場(chǎng)效應(yīng)管的，，各電容都是足夠大，（1）求電路的靜態(tài)值、、，（2）求、和輸出電阻、。題如4.7.5解：（1）電路的靜態(tài)值解方程組將電路參數(shù)代入：解此方程組，并舍去不合理的根，得則2）求、和輸出電阻、，，，，。(b)(a)題圖4.7.64.7.6共源放在電路及場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線如題圖4.7.6（a）、(b)所示，電路參數(shù)為(b)(a)題圖4.7.6解：（1）圖解法求解靜態(tài)工作點(diǎn)的圖形如圖4.7.6所示。作圖過(guò)程為：（a）根據(jù)在輸出特性上作負(fù)載線MN（b）作負(fù)載轉(zhuǎn)移特性，根據(jù)作源極負(fù)載線0A，此負(fù)載線與負(fù)載轉(zhuǎn)移特性曲線的交點(diǎn)Q’即靜態(tài)工作點(diǎn)。在負(fù)載轉(zhuǎn)移特性和輸出特性上可找到靜態(tài)工作點(diǎn)的數(shù)值為。圖4.7.6圖4.7.6（2）計(jì)算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)由輸出特性可知，。根據(jù)解方程組有題圖4.7.74.7.7題圖4.7.7所示電路，是由場(chǎng)效管和晶體三極管組成的混合放大電路，己知場(chǎng)效應(yīng)管的，晶體三極管的，，所有電容容抗可以不計(jì)，試問(wèn)：題圖4.7.7（1）分別計(jì)算各極的靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）畫出電路微變等效電路；（3）計(jì)算總的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。解：T1為N溝耗盡型MOSFET，T1構(gòu)成共源放大電路；T2為NPN三極管，構(gòu)成共射、放大電路。（1）第一放大級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)：第二放大級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)： （2）畫出電路微變等效電路如圖4.7.7所示；圖4.7.7圖4.7.7（3）計(jì)算總的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。，，，，，，，。習(xí)題5客觀檢測(cè)題一、填空題1.功率放大電路的最大輸出功率是在輸入電壓為正弦波時(shí)，輸出基本不失真情況下，負(fù)載上可能獲得的最大交流功率。（交流功率直流功率平均功率）2.與甲類功率放大器相比較，乙類互補(bǔ)推挽功放的主要優(yōu)點(diǎn)是能量效率高。（無(wú)輸出變壓器能量效率高無(wú)交越失真）3.所謂功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率是指負(fù)載得到的有用信號(hào)功率和電源供給的直流功率之比。4.在OCL乙類功放電路中，若最大輸出功率為1W，則電路中功放管的集電極最大功耗約為0.2W。5.在選擇功放電路中的晶體管時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意的參數(shù)有（1）最大允許功耗；（2）集電極—發(fā)射極間的反向擊穿電壓；（3）最大集電極電流。6.若乙類OCL電路中晶體管飽和管壓降的數(shù)值為│VCES│，則最大輸出功率。8.電路如題圖5.1.1所示，已知T1和T2的飽和管壓降│VCES│＝2V，直流功耗可忽略不計(jì)。R3、R4和T3的作用是為T1和T2提供適當(dāng)?shù)钠珘?，使之處于微?dǎo)通狀態(tài)，消除交越失真。負(fù)載上可能獲得的最大輸出功率Pom16W和電路的轉(zhuǎn)換效率η＝69.8%。設(shè)最大輸入電壓的有效值為1V。為了使電路的最大不失真輸出電壓的峰值達(dá)到16V，電阻R6至少應(yīng)取10.3千歐。題圖5.1.1題圖5.1.19.甲類功率放大電路的能量轉(zhuǎn)換效率最高是50%（峰值功率）。甲類功率放大電路的輸出功率越大，則功放管的管耗越小，則電源提供的功率越大。10.乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路的能量轉(zhuǎn)換效率最高是78.5%。若功放管的管壓降為Vces乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路在輸出電壓幅值為，管子的功耗最小。乙類互補(bǔ)功放電路存在的主要問(wèn)題是輸出波形嚴(yán)重失真。在乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路中，每只管子的最大管耗為0.2。設(shè)計(jì)一個(gè)輸出功率為20W的功放電路，若用乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大，則每只功放管的最大允許功耗PCM至小應(yīng)有4W。雙電源乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路最大輸出功率為。11.為了消除交越失真，應(yīng)當(dāng)使功率放大電路工作在甲乙類狀態(tài)。12.單電源互補(bǔ)推挽功率放大電路中，電路的最大輸出電壓為。13.由于功率放大電路工作信號(hào)幅值大，所以常常是利用圖解法分析法進(jìn)行分析和計(jì)算的。二、問(wèn)答題1、功率放大電路與電壓放大電路有什么區(qū)別？答：功率放大電路和電壓放大電路相比的區(qū)別是：功率放大電路在不失真（或失真很小）的情況下盡可能獲得大的輸出功率，通常是在大信號(hào)狀態(tài)下工作；功率放大電路的負(fù)載通常是低阻負(fù)載。功率放大電路要有足夠大的輸出功率，因此，擔(dān)任功率放大的晶體管必然處于大電壓、大電流的工作狀態(tài)，因此要考慮晶體管的極限工作問(wèn)題、能量轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題、非線性失真問(wèn)題和器件散熱問(wèn)題。2、晶體管按工作狀態(tài)可以分為哪幾類？各有什么特點(diǎn)？答：根據(jù)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)在交流負(fù)載線上所處位置的不同，可將放大管的工作狀態(tài)分為甲類、乙類、甲乙類和丙類四種。丙類工作方式多用于高頻功率放大器。低頻功率放大電路僅有甲類、乙類、甲乙類工作方式的。甲類工作方式靜態(tài)工作點(diǎn)取在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，放大管的導(dǎo)通角為360°，放大電路的工作點(diǎn)始終處于線性區(qū)。甲類功放在沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)也要消耗電源功率，此時(shí)電路的轉(zhuǎn)換效率為零；當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，電源功率也只有部分轉(zhuǎn)化為有用功率輸出，另一部分仍損耗在器件本身；甲類工作方式最大轉(zhuǎn)換效率50%（峰值功率）。乙類工作方式靜態(tài)工作點(diǎn)Q下移至iC=0處，放大管的導(dǎo)通角為180°，當(dāng)不加輸入信號(hào)（靜態(tài)）或輸入信號(hào)在功率管不導(dǎo)通的半個(gè)周期內(nèi)，晶體管沒(méi)有電流通過(guò)，此時(shí)管子功率損耗為零。乙類功放減少了靜態(tài)功耗，所以效率與甲類功放相比較高（理論值可達(dá)78.5%），但出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真。甲乙類工作方式。為了減小非線性失真，將靜態(tài)工作點(diǎn)Q略上移，設(shè)置在臨界開(kāi)啟狀態(tài)。使放大管在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，導(dǎo)通角略大于180°；電路中只要有信號(hào)輸入，三極管就開(kāi)始工作。因靜態(tài)偏置電流很小，在輸出功率、功耗和轉(zhuǎn)換效率等性能上與乙類十分相近，故分析方法與乙類相同。3、你會(huì)估算乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路的最大輸出功率和最大效率嗎？在已知輸入信號(hào)、電源電壓和負(fù)載電阻的情況下，如何估算電路的輸出功率和效率？答：（1）雙電源乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路：，；（2）單電源乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路：，4什么是交越失真？怎樣克服交越失真？答：在乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放電路中，當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，因達(dá)不到三極管的開(kāi)啟電壓，而使兩個(gè)三極管均不導(dǎo)通，輸出電壓為零；當(dāng)輸入信號(hào)略大于開(kāi)啟電壓時(shí)，三極管雖然能微導(dǎo)通，但輸出波形仍會(huì)有一定程度的失真。這種輸出信號(hào)正、負(fù)半周交替過(guò)零處產(chǎn)生的非線性失真，稱為交越失真(cross-overdistortion)。為消除交越失真，可使用二極管或三極管偏置電路，使功率放大電路工作在近乙類的甲乙類方式下。常用的消除交越失真的簡(jiǎn)化互補(bǔ)功率放大電路有如下兩種：利用二極管提供偏置的互補(bǔ)對(duì)稱電路。擴(kuò)大電路。5在乙類互補(bǔ)推挽功放中，晶體管耗散功率最大時(shí)，電路的輸出電壓是否也最大？答：不是。當(dāng)功放電路的時(shí)，管耗最大。當(dāng)功放電路的時(shí)，電路的輸出電壓最大。6以運(yùn)放為前置級(jí)的功率放大電路有什么特點(diǎn)？答：由于運(yùn)放的電壓增益，因而只要，則，所以輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生交越失真。7常用的功率器件有哪些，各有什么特點(diǎn)？選擇功率器件要考慮哪些因素？答：達(dá)林頓管、功率VMOSFET和IGBT功率模塊。功率MOSFET的特點(diǎn)有：（1）MOSFET是電壓控制型器件，因此在驅(qū)動(dòng)大電流時(shí)無(wú)需推動(dòng)級(jí)，電路相對(duì)較簡(jiǎn)單；（2）輸入阻抗很高，達(dá)108Ω以上；（3）工作頻率范圍寬，開(kāi)關(guān)速度高（因?yàn)槎鄶?shù)載流子導(dǎo)電，沒(méi)有開(kāi)關(guān)存儲(chǔ)效應(yīng)，開(kāi)關(guān)時(shí)間為幾十到幾百納秒），開(kāi)關(guān)本身?yè)p耗小；（4）有相對(duì)優(yōu)良的線性區(qū)，并且輸入電容比雙極型器件小得多，所以交流輸入阻抗很高；IGBT是MOSFET和BJT技術(shù)的混合物。從結(jié)構(gòu)上講，IGBT類似具有另一附加層的功率MOSFET。因此，IGBT有MOSFET的驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，也有功率BJT在高電壓使用情況下良好的驅(qū)動(dòng)能力。選擇功率器件應(yīng)從功率管的極限工作電流、極限工作電壓、最大管耗、散熱、防止二次擊穿、降低使用定額和保護(hù)措施等方面來(lái)考慮。8什么是熱阻？如何估算和選擇功率器件所用的散熱裝置？答：散熱條件的優(yōu)劣常用“熱阻”表示，熱阻定義如下：式中T1是熱源的溫度，T2是環(huán)境溫度，P是熱源消耗的功率。通俗地理解，就是熱源消耗1W的功率，會(huì)使它的溫度上升多少度。所以，熱阻小，說(shuō)明散熱條件好；熱阻大，說(shuō)明散熱條件差。換一句話說(shuō)，同樣消耗1W的功率，熱阻小的三極管溫升小，熱阻大的三極管溫升大。因此，熱阻大的三極管不允許耗散太大的功率。為了減小功率管的熱阻，常需要給三極管加裝散熱片。例如：三極管3AD30，不加散熱片時(shí)允許管耗10W；加入一定面積的散熱片后，允許管耗可達(dá)30W。因此功率放大管加裝散熱片是非常必要的。功率器件所用的散熱片估算。小功率管不用散熱器，等效熱阻為：大功率管加散熱器后，等效熱阻為：TJ是管子的結(jié)溫，Ta是環(huán)境溫度，PCM是管耗。Rjc是管子的結(jié)到外殼的內(nèi)熱阻，Rca是外殼到空氣的熱阻，Rcs是外殼到散熱器的熱阻，Rsa是散熱器到空氣的熱阻。一般總有。Rsa與散熱器的材料（鋁、銅等）及散熱面積有關(guān)。并且散熱器垂直放置比水平放置散熱效果好。若低頻大功率管3AD1在環(huán)境溫度Ta=25oC不加散熱器時(shí)，其最大允許管耗PCM=1W，已知3AD1的允許結(jié)溫TJ=85oC，管子的內(nèi)熱阻Rjc=3.5oC/W，試問(wèn)若采用120×120×3mm3的鋁散熱器垂直放置時(shí)，允許耗散的功率為多少瓦？當(dāng)室溫升至50oC時(shí)允許的耗散功率又為多少瓦？這些問(wèn)題可以作出如下解析。 根據(jù)計(jì)算的散熱面積S=120×120=14400mm2=144cm2查手冊(cè)可知散熱器到空氣的熱阻為 Rsa=3.5oC/W設(shè)三極管與散熱器間不加絕緣片時(shí)的熱阻Rcs=0.5oC/W 則三極管的總熱阻 當(dāng)環(huán)境溫度為25oC時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度升為50oC時(shí)，主觀檢測(cè)題5.2.1電路如題圖5.2.1所示。已知電源電壓Vcc=15V，RL＝8Ω，VCES≈0，輸入信號(hào)是正弦波。試問(wèn)：(1)負(fù)載可能得到的最大輸出功率和能量轉(zhuǎn)換效率最大值分別是多少？(2)當(dāng)輸入信號(hào)vi＝10sinωtV時(shí)，求此時(shí)負(fù)載得到的功率和能量轉(zhuǎn)換效率。題圖5.2.1題圖5.2.1解：（1）(2)當(dāng)輸入信號(hào)vi＝10sinωtV時(shí)兩管的管耗5.2.2功率放大電路如題圖5.2.2所示，假設(shè)運(yùn)放為理想器件，電源電壓為±12V。題圖5.2.2題圖5.2.2(1)試分析R2引入的反饋類型；(2)試求AVf＝Vo/Vi的值；(3)試求Vi=sinwtV時(shí)的輸出功率Po，電源供給功率PE及能量轉(zhuǎn)換效率η的值。解：（1）電壓并聯(lián)負(fù)反饋(2)(3)兩管的管耗5.3.1功率放大電路如題圖5.3.1所示。已知Vcc＝12V，RL＝8Ω，靜態(tài)時(shí)的輸出電壓為零，在忽略VCES的情況下，試問(wèn)：題圖5.3.1題圖5.3.1(1)電路的最大輸出功率是多少？(2)T1和T2的最大管耗PT1m和PT2m是多少？(3)電路的最大效率是多少？(4)T1和T2的耐壓|V(BR)CEO|至少應(yīng)為多少？(5)二極管D1和D2的作用是什么？解：(1)(2)(3)(4)(5)靜態(tài)時(shí)給，提供適當(dāng)?shù)钠珘?，使之處于微?dǎo)通狀態(tài)，克服交越失真。5.3.2雙電源互補(bǔ)推挽功率放大電路如題圖5.3.2所示。(1)試分別標(biāo)出三極管T1～T4的管腳（b、c、e）及其類型(NPN、PNP)；(2)試說(shuō)明三極管T5的作用。(3）試問(wèn)，調(diào)節(jié)可變電阻R2將會(huì)改變什么？(4)VCC=12V，RL＝8Ω，假設(shè)晶體管飽和壓降可以忽略，試求Pom之值。圖5.3.2題圖5.3.2圖5.3.2題圖5.3.2解：（1）根據(jù)電路圖中T1～T4管的連接結(jié)構(gòu)，T1和T2管采用NPN型晶體管，T3和T4管采用PNP型晶體管組成的復(fù)合管，管腳標(biāo)注如圖5.3.2所示。（2）圖中晶體管T5、電阻R3和R2構(gòu)成VBE擴(kuò)大電路，為功率管提供偏置電壓，克服交越失真。（3）調(diào)節(jié)可變電阻會(huì)改變T5管C、E極間電壓，從而調(diào)節(jié)功率管，T的偏壓值。的偏置電壓。（4）題圖5.3.3題圖5.3.35.3.3某集成電路的輸出級(jí)如題圖5.3.3所示。(1)為了克服交越失真，采用了由R1、R2和T4構(gòu)成的VBE擴(kuò)大電路，試分析其工作原理。