《电子线路I董尚斌编课后习题答案完整版.pdf

1 电子线路（电子线路（I） ） 董尚斌编董尚斌编 课后习题（课后习题（1 到到 7 章）章） 第第 1 章章 1-1 本征半导体与杂质半导体有什么区别？ 解：解：本征半导体是纯净的，没有掺杂的半导体，本征半导体的导电性能较差，在温度为 0K 时，半导体中没有载流子，它相当于绝缘体。在室温的情况下，由本征激发产生自由电 子空穴对，并达到某一热平衡值，本征载流子浓度 kT E i g eTAn 22 3 0 0 与温度有关。 杂质半导体是在本征硅或本征锗中掺入杂质得到的，若掺入 5 价元素的杂质可得到 N 型半导体，N 半导体中的多子为自由电子，少子为空穴，由于掺入微量的杂质其导电性能得 到了极大的改善，其电导率是本征半导体的好几个数量级。在杂质半导体中，多子的浓度取 决于杂质的浓度，而少子的浓度与 2 i n或正比，即与温度有很大的关系。若掺入 3 价元素的 杂质可得到 P 型半导体。 1-2 试解释空穴的作用，它与正离子有什么不同？ 解：解：空穴的导电实际上是价电子导电，在半导体中把它用空穴来表示，它带正电是运载 电流的基本粒子，在半导体中，施主杂质电离后，它为半导体提供了一个自由电子，自身带 正电，成为正离子，但由于它被固定在晶格中，是不能移动的。 1-3 半导体中的漂移电流与扩散电流的区别是什么？ 解：解： 漂移电流是在电场力的作用下载流子定向运动而形成的电流， 扩散电流是由于浓度 差而引起的载流子的定向运动而形成的电流 1-4 在 PN 结两端加反向偏压时，为什么反向电流几乎与反向电压无关？ 解：解：PN 结加反偏电压，外加电场与内电场方向相同,PN 结变宽，外加电压全部降落在 PN 结上，而不能作用于 P 区和 N 区将少数载流子吸引过来。漂移大于扩散，由于在 P 区及 N 区中少子的浓度一定，因而反向电流与反偏电压无关。 1-5 将一个二极管看作一个电阻，它和一般由导体构成的电阻有何区别？ 解：解：将二极管看作一个电阻，其明显的特点是非线性特性。而一般由导体构成的电阻， 在有限的电压、电流范围内，基本上是线性的。 （1） 二极管的正反向电阻，其数值相差悬殊。正向电阻很小，而反向电阻很大。 （2） 二极管具有负温度系数，而导体构成的电阻具有正温度系数。 1-6 在用万用表的电阻档测二极管的正向电阻时，发现 R10 档测出的阻值小，而用 R100 档测出的阻值大，为什么？ 解：解：万用表测量电阻时，实际上是将流过电表的电流换算为电阻值刻在表盘上，当流过 电表的电流大时，指示的电阻小，测量时，流过电表的电流由万用表的内阻和二极管的等效 直流电阻之和联合决定。 2 通常万用表欧姆档的电池电压为 1.5V，R10 档时，表头满量程为 100A，万用表的 内阻为 S R 150， R100 档时万用表的内阻为150010 SS RR。 用万用表测二极管 所构成的电路如题图 1-6（a）所示，图中虚线框内所示电路为万用表的等效电路。由图可得 管子两端的电压 V 和电流 I 之间有下列关系： R10 档： S RIV5 . 1 R100 档： SS RIIRV105 . 15 . 1 这两个方程式在 V-I 坐标系中均为直线，如图（b）所示；从二极管本身的特性看，管子的 电压和电流应满足特性曲线所表示的规律。 因此， 同时受这两种关系约束的电压和电流必定 在特性曲线与直流负载线的交点上。用 R10 档测量时，交于图中 A 点，万用表读数为 V1 I1；用 R100 档测时，交于图中 B 点，万用表读数为 V2I2。显然前者的阻值较小，而 后者的阻值大。 1-18 在 300K 下，一个锗晶体中的施主原子数等于 21014cm 3，受主原子数等于 3 1014cm 3。 （1）试求这块晶体中的自由电子与空穴浓度。由此判断它是 N 型还是 P 型锗？它的电 功能主要是由电子还是由空穴来体现？ 提示 若 Na受主原子（负离子）浓度， Nd施主原子（正离子）浓度， 则根据电中性原理，可得 pNnN da 又 2 i nnp （300K 下，锗的 ni2.41013cm 3） 由上二式可求出 n、p 之值。 （2）若 NaNd1015cm 3，重做上述内容。 （3）若 Nd1016cm 3，N a1014cm 3，重做上述内容。 解：解： （1）由 2 i nnp 与 nNaPNd可得0)( 2 2 iad npNNp 解之得 2 2 4)()( 2 1 iadad nNNNNp 由于 p0，故上式根号前应取“”号，已知 3 ni2.41013cm 3，N a31014cm 3， N d21014cm 3 代入上式得 314213 2 1414 10055. 1)104 . 2(410)32(10)32( 2 1 cmp np（NdNa）1.0551014（23）10145.51012cm 3 由此可知 np 因而是 P 型锗。 （2）由于 NaNd，因而由 nNapNd得 npni2.41013cm 3 这是本征锗。 （3）由于 NaNd，因而可得 np nNd=1016cm 3 310 16 213 2 1076. 5 10 )104 . 2( cm n n p i np，故为 N 型锗。 1-20 若在每 105个硅原子中掺杂一个施主原子， 试计算在 T300K 时自由电子和空穴 热平衡浓度值，掺杂前后半导体的电导率之比。 解：解： T300K 时，n0Nd（4.961022105）cm 34.961017cm3n i1.5 1010cm 3 则 32 0 2 0 1053. 4 cmnnp i 本征半导体电导率 本（np）niq5.0410 6S/cm 杂质半导体电导率 杂nn0q119S/cm 因此 杂本238105 1-21 在室温 （300K） 情况下， 若二极管的反向饱和电流为 1nA， 问它的正向电流为 0.5mA 时应加多大的电压。设二极管的指数模型为) 1( TD mV SD eIi ,其中 m1，VT26mV。 解：解：将1115 . 0 ， T D V SD enAImmAi 代入公式得 S D TDSD V I i VIie TD ln V I i V S D TD 34. 0ln 1-25 二极管的正向伏安特性曲线如题图 1-25 所示，室温下测得二极管中的电流为 20mA，试确定二极管的静态直流电阻 RD和动态电阻 rd的大小。 4 解：解： （1-25） 从图中可见，IDQ=20mA、VDQ=0.67V，所以静态直流电阻 RD为 5 .33 1020 67. 0 3 DQ DQ D I V R 从图中可见，mAID201030，因而在静态工作点处其交流电阻为 3 . 1 20 26 D T d I V r 1-26 由理想二极管组成的电路如题图 1-26 所示， 试求图中标注的电压 V 和电流 I 的大 小。 解：解：在图（a）电路中 D2管优先导通，输出端电压=3V，D1截止，通过 1k电阻的 电流 I=8mA； 题图 1-26（b）的变形电路如右图所示，从 图中可见：假定 D1截止 D2导通，则输出端的电 压 V33. 31010 105 1010 ；由于 D2是理想二极管，则 A 点电压也为3.33V，显 然，假定 D1截止是错误的。 若 D1导通，A 点电压为零，则输出端电压 也为零 V0，则通过 D1的电流为 mAI1 10 100 5 10 1-27 二极管电路如题图 1-27 所示，判断图中二极管是导通还是截止状态，并确定输 出电压 Vo。设二极管的导通压降为 0.7V。 解：解： 判断二极管在电路中的工作状态，常用的方法是：首先假设将要判断的二极管断 开（图中 A、B 两点之间断开） ，然后求该二极管阳极与阴极之间承受的电压。如果该电压 大于导通电压， 则说明该二极管处于正向偏置而导通， 两端的实际电压为二极管的导通压降； 5 如果该电压小于导通电压，则二极管处于反向偏置而截止。在判断过程中，如果电路中出现 两个以上二极管承受大小不相等的正向电压， 则应判定承受正向电压较大者优先导通， 其两 端电压为导通电压降，然后再用上述方法判断其余二极管的状态，具体分析如下： 在图题 1-27（a）中，首先将二极管 D 断开，求二极管两端将承受的电压 VABVA VB5V（10V）5V。显然，二极管接入以后处于正向偏置，工作在导通状态。 如果设二极管是理想器件，正向导通压降 VD0V，则输出电压 VOVAVD5V。若考 虑二极管的正向压降 VD(on)0.7V，则输出电压 VOVAV(on)D5V0.7V5.7V。 在图题 1-27（b）中，断开二极管 VD,有 VABVAVB10V（5V）5V。 可见，二极管 VD接入以后，将承受反向电压，D 处于截止状态（相当于断开） ，电路中电 流等于零（设反向饱和电流为零） ，R 上的电压降等于零，故 VOVB5V。 在图题 1-27（c）中，首先将 D1和 D2断开，求两管将承受的电压为： VD1： VB1A=VB1VA0V（9V）9V VD2： VB2AVB2VA12V（9V）3V 二极管接入以后，VD1因正偏处于导通，则 VOVAVB1VVD10V0.7V0.7V 而 VB2A12V（0.7V）11.3V，所以，VD2因反偏处于截止状态。 在图题 1-27（d）中，首先将 VD1和 VD2断开，求得两管将承受的电压。 VD1： VAB1VAVB115V0V15V VD2： VAB2VAVB215V（10V）25V 二极管接入以后， 因 VD2承受的正向电压较 VD1高， 优先导通； 使 A 点的电位 VAVB2 VD2（on）10V0.7V9.3V。D1因承受电压而截止。故 VOVA9.3V 1-28 题图 1-28 所示电路中稳压管的稳压值为 6V， 稳定电流 为 10mA，额定功率为 200mW，试问 （1）当电源电压在 18V 30V 范围内变化时，输出 Vo是多 少？稳压管是否安全？ （2）若将电源电压改为 5V，电压 Vo是多少？ （3）要使稳压管起稳压作用，电源电压的大小应满足什么条 件？ 解：解：由于稳压管的额定功率为 200mW，而 VZ为 6V，则通过稳压管的最大允许电流为 mAIZ3 .33 6 200 max （1）当电源电压在 1830V 范围内变化时，输出电压 Vo6，而通过稳压管的电流 IZ 为mAIZ24 101 630 3 maxZ I，所以稳压管是安全的。 （2）若电源电压改为 5V，电压 Vo5V（不稳压） 。 （3）VVV V I I 3 . 391610 3 . 33 101 6 1010 3 3 3 1-29 题图 1-29 中给出实测双极型三极管各个电极的对地电位，试判定这些三极管是否 处于正常工作状态？如果不正常，是短路还是断路？如果正常，是工作于放大状态，截止状 态还是饱和状态？ 解：解：三极管的三种工作状态的偏置特点为： 放大状态发射结正偏、集电结反偏；饱和状态发射结正偏、集电结正偏；截 6 止状态发射结反偏、 集电结反偏。 正偏时三极管的发射结电压为： 硅管 0.7V、 锗管 0.3V。 若违反以上特点，则考虑管子是否损坏。 综合分析后得： （a）放大状态； （b）发射结断路； （c）放大状态； （d）发射结短路； （e）截止状态； （f）饱和状态； （g）发射结断路； （h）放大状态。 1-32 已知电路如题图 1-32 所示，试判断下列两种情况下电路中三极管的状态： （1）VCC=15V Rb390k Rc3.1k 100 （2）VCC18V Rb310k Rc4.7k 100 解：解： （1） A R VV I b BEQCC BQ 7 . 36 10390 7 . 015 3 mAII BQCQ 67. 3107 .36100 6 VRIVV cCQCCCEQ 6 . 34 .1115 因为 VCEQ1V ，所以 T 处于放大状态 （2） 假设放大管处于饱和状态，令 VCES0 则 mA R VV I c CESCC CS 83. 3 A I I CS BS 3 . 38 BSB IAI8 .55 10310 7 . 018 3 所以 T 处于饱和状态。 1-34 某三极管的输出特性曲线如题图 1-34 所示，从图中确定该管的主要参数：ICE0、 PCM、V（BR）CE0,（在 VCE10V，IC4mA 附近） 。 答案：答案：ICE00.2mA；PCM40mW；VCE0=25V；50 7 1-36 若测得某半导体三极管在 IB20A 时，IC2mA；IB60A 时，IC5.4mA， 试求此管的、ICE0及 ICB0各为多少？ 解：解：根据三极管电流分配关系 IcIBICE0和已知条件，有 2000A20ICE0 5400A60ICE0 由此解得 85 ICE0300A 又 ICE0（1）ICB0,所以 ICB03.5A 1-38 已知半导体三极管静态工作点电流 ICQ=2mA， 80，|VA|100V， 0 b b r，试画出器件的混合型等 效电路，并求其参数 eb r 、gm和 rce值。 解：解： 混合型等效电路如图所示。 由于9876 . 0 1 a，则 IEQICQ2.025mA 因此 1040)1 ( EQ T eb I V r，mSrg ebm 77 ，k I V r CQ A ce 50 1-42 N 沟道 JFET 的输出特性如题图 1-42 所示。漏源电压的 VDS15V，试确定其饱 和漏电流 IDSS和夹断电压 VP。并计算 VGS2V 时的跨导 gm。 解：解：由图可得：饱和漏电流 IDSS4mA，夹断电 压 VP4V， VGS2V 时， 用作图法求得跨导近似 为：mS i g GS D m )2(1 4 . 16 . 2 1.2mS 第第 2 章章 2-1 什么叫放大器？试述题图 2-1 放大电路中各元件的作用？ 2-2 根据放大电路的组成原则，判断题图 2-2 所示各电路能否正常放大。 8 题图 2-2 解答：解答：图（a）电源电压为负值，晶体管没有合适的工作点，电路不能正常放大； 图（b）电容 Cb隔断了直流，晶体管处于截止状态，电路不能正常放大； 图（c）电容 Cb将输入信号短路，电路不能正常放大； 图（d）晶体管的集电极为交流地电位，所以0 o ，电路不能正常放大； 图（e）晶体管处于截止状态，电路不能正常放大； 图（f）电路有放大作用 2-3 画出题图 2-3 放大电路的直流通路和交流通路以及 EEBB ii、的波形图 （设 BEsmsms VVtV,sin， 放大器处于线性状态工作， 而且在工作频率下耦合电容 b C 和 Ce足够大，它们所呈现的阻抗很小，可视为短路） 。 题图 2-3 题图 2-4 解：题图解：题图 2-3 9 2-4 在题图 2-4 所示的电路中， 已知管子的17. 2,7 . 0,100 )( CQonBE IVVmA rce不计， 信号源。，kRVt ss 10)(sin1 . 0设 0, bb r试求三极管各极电压和电 流值 B i、 BE 、 C i、 CE 。 解解： ICQ2.17mA A I I CQ BQ 7 . 21 k I V r CQ T eb 21 . 1 98.111011 )(sin92. 8At rR i ebs s b 则 iBIBQib（21.78.92sint）A BEVBE(on)be（0.70.01sint）V iCICQiC（2.170.892sint）mA CEVCEQ+o（7.660.27sint）V 2-8 试用估算法确定题图 2-8 所示放大电路的 Q 点。 已知三极管的50。 题图 2-8 解： ：解： ： （1）直流通路）直流通路 10 （2）估算静态工作点）估算静态工作点 Q (3) 静态工作点静态工作点 Q eb BEQcBQCC BQ RR VRIV I 1 1 1） A RRR VV I ecb BEQCC BQ 54 1 2）ICQIBQ2.7mA 3）VCEQVCC（ICIB） （RcRe）3.46V BEBecb eEBEbBcCBCC ecBCCCE VIRRR RIVRIRIIV RRIVV 1 1 11 习题2.9 已知图已知图2-9所示放大电路，设三极管所示放大电路，设三极管T的的 ，vi为正弦交流信号。为正弦交流信号。 （1）用图解法在）用图解法在T的输出特性曲线上确定静态工作的输出特性曲线上确定静态工作 点点Q（VCEQ，ICQ）；）； （2）当）当RL=2K时，不产生削波失真的最大输出电时，不产生削波失真的最大输出电 压动态范围是多少？压动态范围是多少？ V BEQ 6.0 A R VV I b CEQCC B 20 270 6.06 （1）估算IB 基极电流 IBQ = 20A ICQ= 2mA VCEQ= 2V 由图中Q点得: 画出直流负载线（MN） CCCCCE CCCEC CCCCE RViV VVi RIVV /,0 ,0 C 解：解： （2）当）当RL=2K时，确定不产生削波失真的时，确定不产生削波失真的 最大输出电压动态范围最大输出电压动态范围 画出交流负载线（AB）通过Q 点作出斜率 为-1/Rc/RL=-1的直线AB 若未接负载，则交流负载线若未接负载，则交流负载线 与直流负载线重合。与直流负载线重合。RL 由图可知，由图可知， 当当vCE rbe 1 1 ebei RrR 无自举电容C 时 Lebei RRrR/)1( Lebebbb ibbbi RRrRRR RRRRR /1/)/( /)/( 21 21 输入电阻为输入电阻为 有自举电容有自举电容C3时时 无自举电容无自举电容C3时时 比较两者比较两者 ii RR Lebebbbi RRrRRRR/1/)/( 21 2111 / bbbLee RRRRRR bebei RRrR/1 1 25 习题2.22图图2-22所示为多级放大器框图所示为多级放大器框图. （1）写出图（）写出图（a）的总源电压增益和图）的总源电压增益和图 （b）的总源电流增益；）的总源电流增益； （2）若要求源增益大，试提出对信号源内）若要求源增益大，试提出对信号源内 阻和负载的要求。阻和负载的要求。 解：解： （1）设各级放大器的输入、输出电）设各级放大器的输入、输出电 流以流入网络为正方向流以流入网络为正方向 0 120 230 340 45 , iiii iiiiiiii 则则 si i giiir s i iiiiis vs RR R AAAAA v v v i i i i i i i i v v v A 1 1 123 01 2 02 3 03 4 04 5 00 si s rvvvg s i iiiiis is RR R AAAAA i i i v v v v v v v v i i i A 1 333 01 2 02 3 03 4 04 5 00 （2）若要求源增益大，信号源内阻和负载）若要求源增益大，信号源内阻和负载 的要求为：的要求为： Lis is RRRR大A 051 ,若要使) b ( Lis vs RRRR大A 051 ,若要使) a ( 26 习题2.23已知图已知图2.23中三极管的中三极管的 （1）计算静态工作点）计算静态工作点Q ； ,100 （2）画出交流通路及交流小信号低频等）画出交流通路及交流小信号低频等 效电路；效电路； （3）求输入电阻）求输入电阻 Ri ； （4）求输入电阻）求输入电阻R0； （5）求电压增益）求电压增益 0 0 /, / vi v ss Avv Avv ;600,7.0,100 sBEbb RVVr 解：解：直流通路直流通路 （1）计算静态工作点）计算静态工作点Q BEBCBCC VIRRRIIV 213 312 3 0 .8 1 C CB E B Q VV IA RRR mAII BQCQ 1.3 3 ()3 .7 C E QC CCB VVIIRV （2）交流通路及交流小信号低频等效电）交流通路及交流小信号低频等效电 路；路； 交流通路交流通路 小信号低频等效电路小信号低频等效电路 27 （3）输入电阻）输入电阻 Ri 1 / /2 0/ /0 .9 50 .9 ib e RRrKKK 950 1.3 26 101100)1( mA mV I V rr CQ T bbbe （4）输入电阻）输入电阻 R0 KRR i v R95.12/80/ 32 0 0 0 （5）电压增益）电压增益 0 / vi Avv 23 0 / 1 0 11 . 9 5/ 3 1 2 6 0 . 9 5 L v ib e RRRv A vr 00 0 .9 1 2 67 5 0 .60 .9 ii v sv sisis vvvR AA vvvRR 0 / v ss Avv（5）源电压增益）源电压增益 2-24 由N沟道耗尽型场效应管组成的源极输出器电 路如题图 2-24，设静态值 VGS0.2V，gm1.2mA/V， 试求： （1）静态值 ID和 VDS； 28 （2）电压放大倍数 A，输入电阻 Ri和输出电阻 Ro。 解：解： （1）求静态值 ID和 VDS 由该电路的直流通路可求得： VV RR R V DD GG G G 4 21 2 题 又 VG VGSIDRS 所以 mA kR VV I S GSG D 42. 0 10 2 . 04 题图 2-24 VDSVDDIDRS15.8V （2）计算电压放大倍数 A，输入电阻 Ri和 输出电阻 Ro 先画出微变等效电路如图所示 由微变等效电路可得 86 . 0 /1 / 1 LSm LSm Lm Lm Lgsmgs Lgsm ogs o i o RRg RRg Rg Rg Rg Rg A RiRgRg1/Rg21M2M/500k1.4M 输出电阻 Ro的求法：将输入端信号源短路，断开负载电阻 RL，输出端外加交流o， 则gso，从而输出电阻为 k g R g R g R II R m S om S o o gsm S o o DR o o S 77 . 0 1 / 习题习题2.25题图题图2-25所示电路，已知所示电路，已知T1的跨导的跨导 gm和和T2的的、rbe，试写出电压放大倍数，试写出电压放大倍数Av 29 解：解： （1）小信号低频等效电路）小信号低频等效电路 （2）电压放大倍数）电压放大倍数Av b m gsgsmb bebgsi cb i g vvgi rivv Riv 1 , 0 bem cm be m bc i v rg Rg r g iR v v A 1 1 0 习题习题2.26阻容耦合阻容耦合CECC两级放大电路两级放大电路 如题图如题图2-26所示，设三极管的电流放大系所示，设三极管的电流放大系 数为数为，回答以下问题：，回答以下问题： （2）写出中频）写出中频 时的时的Ri，R0，Av， Avs的表达式。的表达式。 （1）画出该电路的简化）画出该电路的简化h参数等效电路；参数等效电路； 30 （1）电路的简化）电路的简化h参数等效电路参数等效电路 交流通路交流通路 简化简化h参数等效电路参数等效电路 bebbi rRRR/ 21 2 2 121 0 /) 1 / ( e bebc R rRR R （2）中频的）中频的Ri，R0，Av，Avs 的表达式的表达式 1 12 12 11322 1 1 / / /1/ / L c vvv b eb eL ccbb eeL RR AAA rrR RRRrRR 31 1 12 12 1 1 L c vvv b eb eL i v sv is RR AAA rrR R AA RR 第第 3 章章 3.1 通 用 型 集 成 运 放 一 般 由 几 部 分 电 路 组 成 ， 每 一 部 分 常 采 用 哪 种 基 本 电 路？通常对每一部分性能的要求分别是什么？ 解：解：通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分 组成。 通常，输入级为差分放大电路，中间级为共射放大电路，输出级为互补 电路，偏置电路为电流源电路。 对输入级的要求：输入电阻大，温漂小，放大倍数尽可能大。 对中间级的要求：放大倍数大，一切措施几乎都是为了增大放大倍数。 对输出级的要求：带负载能力强，最大不失真输出电压尽可能大。 对偏置电路的要求：提供的静态电流稳定。 3.2 已知一个集成运放的开环差模增益 Aod为 100dB，最大输出电压峰- 峰值 Uopp14V，分别计算差模输入电压 uI（即 uPuN）为 10V、100 V、1mV、1V 和10V、100V、1mV、1V 时的输出电压 uO。 解：解：根据集成运放的开环差模增益，可求出开环差模放大倍数 5 od od 10 dB100lg20 A A 当集成运放工作在线性区时，输出电压 uOAod uI；当 Aod uI超过14V 时，uO不是14V，就是14V。故 uI（即 uPuN）为 10V、100V、1mV、 1V 和10V、100V、1mV、1V 时，uO分别为 1V、10V、14V、14V、 1V、10V、14V、14V。 3-3 在题图 3-3 所示的差分放大器中，已知i15.01V，i24.98V，100，VBE 0.7V，试求 T1和 T2管的集电极静态电流 ICQ，共模输入电压ic和差模输入电压id。 32 解：解：由于mA R VV I EE EEBE 04. 1 0 ，则mA I II CQCQ 52. 0 2 0 21 995. 4 2 2 iic ic idi1i230mV 3-4 在题图 3-4 所示共发-共基组合差分放大器电路中，VB为共基管 T3、T4提供偏置。 设超管 T1、T2的125000，T3、T4的34200，设 T3、T4管的|VA|。试 求差模输入电阻 Rid，双端输出时的差模电压增益 d A。 解：解：由于 ICQ1ICQ2 2 5C I =13.25A，则 M I V r CQ T eb 8 . 91 1 11 因此 MrRR ebid 6 . 192 11 5 . 239 1 11 1 3 3 11 3 3 1 21 eb c eb c eb eb d rR R r R rR r AAA 33 T1和和T2管的集电极面积分别为管的集电极面积分别为T3和和T4管集电管集电 极面积的极面积的n1和和n2倍。倍。 习题习题3.5 在题图在题图3.5所示电路中，所示电路中，设各管设各管相同，相同， 解：解：（ （1）由图可得：）由图可得： / 020133 1323 IIII IIIII CC BBBCR 由于由于T1和和T2管的集电极面积分别为管的集电极面积分别为T3和和T4管管 集电极面积的集电极面积的n1和和n2倍，即：倍，即：I02=n2IC3， I01=n1IC3 整理得：整理得： 1 2 12 3 nn II CR 12 1 3101 12 3 1 1 1 nn In InI nn I I R C R C （2）当）当时时 21 1nn R InI 101 3-6 比例式电流源电路如题图 3-6 所示， 已知各三极管特性一致， VBE0.7V， 100， |VA|120V，试求 IC1、IC3和 T3侧的输出交流电阻 Ro3。 解：解：参考电流 mA RR V I onBE C 2 60 42 )( 2 则 mAI R R I CC 13. 1 21 mA R R II CC 33. 3 3 2 23 输出交流电阻 k RrRrR R rR eeb ceo 1016 / 1 22433 3 33 其中 k I V r I V r I V r C A ce C T e C T eb 36,13,7801 3 3 2 2 3 3 34 3-7 题图 3-7 所示为有源负载差分放大 器， 已知各管参数相同， VBE0.7V， 100， |VA|100V，试画出差模交流通路和等效电 路， 并求差模输入电阻 Rid、 差模输出电阻 Rod、 差模电压增益 d Aod/id。 题 题图 3-7 解解：1） 2）由于 则， k I V rrr C T ebebeb 25. 51 1 421 因此 krR ebid 5 . 102 1 由于 k RrrrR R rR eceeb ceo 2960 / 1 13142 2 44 mA.III mA RR VV I CCQCQ EEBE C 50 2 1 1 521 54 5 35 其中 k I V rrr C A cecece 200 1 421 ，52 1 3 C T e I V r 因此 kRrR oceod 180/ 42 ， 7 .182 / 2 e b odL d r RR A 电路如图所示，电路如图所示，T1与与T2管的管的 特性相同，所有晶体管的特性相同，所有晶体管的均相同，均相同，Rc1远远 大与二极管的正向电阻。当大与二极管的正向电阻。当vi1vi20时，时， v00。 习题习题3.8 （b）问当输入端有）问当输入端有 共模输入电压时，共模输入电压时， v0？简述理由。？简述理由。 （a）求解电压放大）求解电压放大 倍数的表达式；倍数的表达式； 解：解： 交流电路交流电路 23bb ii Rc1远大与二极管的正向电阻远大与二极管的正向电阻 微变等效电路微变等效电路 36 11 230 2 bebi cb riv Riv （）电压放大倍数的表达式（）电压放大倍数的表达式 由分流公式：由分流公式： 321 21 1 2 1 321 21 2 )( becc cc b b b becc cc b rRR RR i i i rRR RR i )(2 )( )( 2 )( 3211 212 2 321 21 1 20 321 21 1 2 beccbe ccc becc cc be c i v becc cc b b rRRr RRR rRR RR r R v v A rRR RR i i 11 22230 2 bebi cbcb riv RiRiv （）输入端有共模输入电压时，（）输入端有共模输入电压时， v0？ 理由：理由： 共模输入时共模输入时 2121CCii IIvv EE Vv 0 EE Vv 0 T3 的射极电流基极电流的射极电流基极电流 D上的电流上的电流 T2的集电极负载的集电极负载R c1 上的电流上的电流 T3 的射极电压不能的射极电压不能 满足满足 T3 BE结导通的结导通的 要求要求 T3截止截止 3-9 电路如题图 3-9 所示，T1与 T2管为超 管，电路具有理想的对称性。选择合适的 答案填入空内。 （1）该电路采用了_C_。 A 共集共基接法 B 共集共射接法 C 共射共基接法 （2）电路所采用的上述接法是为了_C_. A 增大输入电阻 B 增大电流放大系数 C 展宽频带 37 （3）电路采用超管能够_B_. A 增大输入级耐压值 B 增大放大能力 C 增大带负载能力 （4）T1与 T2管的静态管压降 VCEQ约为_A_ A . 0.7V B. 1.4V C. 不可知 电路如图电路如图3.9所示，所示， 试问：为什么说试问：为什么说D1与与D2的作用是减少的作用是减少T1与与 T2管集电结反向电流管集电结反向电流ICB0对输入电流的影响？对输入电流的影响？ 习题习题3.10 解：解： (1)D1D2上电压基本不变上电压基本不变 电压钳位作用电压钳位作用 电压约为电压约为1.4V T1集电极电压集电极电压0.7V (2)ICBO与与BC结电压有关结电压有关 v CB（v CB0）越大）越大 ICBO越大；越大； 超超管的管的 使差动输入级的基极偏置使差动输入级的基极偏置 电流减小一个数量级，电流减小一个数量级， 同时同时超超管的管的 集射极间的集射极间的 反向击穿电压很低，一般反向击穿电压很低，一般 5V 100002000 38 (3) v CB0 ICBO将大大将大大 减小对输入电流的影响。减小对输入电流的影响。 共射共射共基组合电路共基组合电路 D1D2和电流源和电流源I使使T3 、T4 的基极电位高于的基极电位高于T1、T2管管 的射极电位两个二极管压降的射极电位两个二极管压降 使使超超管的集射极形成可靠的嵌位作用管的集射极形成可靠的嵌位作用 使使超超管工作在管工作在v CB0 的状态。的状态。 习题 3-11对电压放大器的主要要求是（使负载得到不失真的电压信号） ，讨论的主要 技术指标是（输入电阻） ， （输出电阻） ，和（电压增益） ；对功率放大器所关心的主要 问题是 （输出功率尽可能大） ， （管耗尽可能小） ， （效率尽可能高）和（非线性失真尽可能 小） 习题习题3.12 某功率放大电路如图某功率放大电路如图12所示，设所示，设T4、T5的的 饱和压降及静态时的管耗忽略不计，试求：饱和压降及静态时的管耗忽略不计，试求： （1）当输入电压有效值）当输入电压有效值vi=0.5V时，电路的输出功率时，电路的输出功率P0 及输出级的效率；及输出级的效率； （2）当）当vi为多大时，电路可以获得最大输出功率为多大时，电路可以获得最大输出功率P0max， 并计算并计算P0max。 解：解：(1) (1)环路闭环放大倍数：环路闭环放大倍数： 5.201 1 2 3 R R B A v vf 当输入电压有效值当输入电压有效值vi =0.5V时：时： VAvv vfi 25.105.205.0 0 输出功率输出功率P0 W V R v P L 1.13 8 25.10 2 2 0 0 输出级的效率输出级的效率 电源功率电源功率P0 WV V V R V P m L CC D 2325.102 8 2022 0 %9.56 23 1.13 0 D P P 39 （2）当）当vi =vim时，电路可以获得最大输出功率时，电路可以获得最大输出功率 此时此时 )(20 0CCm VVv 及及 V A v VAv vf im vfim 69.0 5.202 20 2 20 202 W V R V R V P L CC L m m 25 8 20 2 1 2 1 2 22 0 0 习题习题3.13 电路如图电路如图3.13所示，已知输入为正所示，已知输入为正 弦信号，弦信号，要求最大输出功率，要求最大输出功率 ，试在三极管，试在三极管饱和压降可以忽略不计饱和压降可以忽略不计 的情况下，求下列各置：的情况下，求下列各置： 5.0,8RR L WPo9 max （3）当）当输出功率为最大值时，输出功率为最大值时， 输入电压有效值和两个电阻上输入电压有效值和两个电阻上 损耗的功率损耗的功率。 （2）根据）根据VCC最小值，求三最小值，求三 极管的极管的ICM和和V（ （BR）CEO最小 最小 值；值； （1）正负电源的最小值；）正负电源的最小值； 解：解： 电阻电阻 R 对功放电路参数有影响对功放电路参数有影响 VV VV R RR V RR RV V VPRV R V P CC m L L CC L LCC m mLm L m m 13 75.12 129822 2 0 0 00 2 0 0 取 （1）正负电源的最小值；）正负电源的最小值； 当当时时VV CC 13 VVVV A R V I V RR RV V mCCCEOBR L m CM L LCC m 24.2524.1213 57.1 8 24.12 24.12 13 5.8 8 0 0 0 （2）求求ICM和和V（ （BR）CEO最小值 最小值 40 V V v m i 65.8 2 24.12 2 0 半波正弦电流有效值：半波正弦电流有效值： A R VI ttdII L mm omR 77.0 82 24.12 22 sin 2 1 00 0 2 两电阻两电阻R上的损耗功率：上的损耗功率： WRIP RR 59.05.077.022 22 （3）输入电压有效值输入电压有效值 习题习题3.14 三极管三极管T1和和T2组成的微电流源电路组成的微电流源电路 如图如图3.9所示。所示。 （1）根据二极管电流方程，导出）根据二极管电流方程，导出T1和和T2的工的工 作点电流作点电流IC1和和IC2的关系式；的关系式； （2）若测得）若测得IC1=28A A，IC2=0.73mA，估算电阻，估算电阻 Re和和R的阻值。的阻值。 解：解： （1 1） IC1和和IC2的关系式的关系式 由二极管电流方程：由二极管电流方程： )1( T BE V v sE eII 在在v BE正偏条件下，上式可近似为：正偏条件下，上式可近似为： T BE V v sE eII s C TBE CE I I Vv II ln 由电路平衡方程：由电路平衡方程： )ln(ln 2 2 1 1 222 22 221 s C s C T BEBEeC eCBE eEBEBE I I I I V vvRI RIv RIvv 若二极管的若二极管的I s1 = I s2，上式为：，上式为： 2 1 2 ln C C TeC I I VRI 41 （2）测得）测得IC1=28A A，IC2=0.73mA时：时： K mA V I VV R K mA mA mA mV I I I V R C BECC C C C T e 20 73.0 7.015 3 028.0 028.0 73.0 ln26 ln 1 2 2