第4章习题解答.pdf

1 第第 4 章习题解答章习题解答 4.1.1 测得某放大电路中 BJT 的三个电极 A、B、C 的对地电位分别为 VA9 V，VB 一 6 V，Vc62 V，试分析 A、B、C 中哪个是基极 b、发射极 e、集电极 c，并说 明此 BJT 是 NPN 管还是 PNP 管。 解： 由于锗 BJT 的|VBE|0.2V，硅 BJT 的|VBE|07V，已知用 BJT 的电极 B 的 VB 一 6 V，电极 C 的 Vc62 V，电极 A 的 VA9 V，故电极 A 是集电极。又根据 BJT 工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极 B 是发射 极，电极 C 是基极，且此 BJT 为 PNP 管。 4.2.1 试分析图题 4.2.1 所示各电路对正弦交流信号有无放大作用。并简述理由。 （设各 电容的容抗可忽略） 解： 图题 4.2.1a 无放大作用。因 Rb=0，一方面使发射结所加电压太高，易烧坏管子； 另一方面使输人信号 vi被短路。 图题 4.2.1b 有交流放大作用，电路偏置正常，且交流信号能够传输。 图题 4.2.1c 无交流放大作用，因电容 Cbl隔断了基极的直流通路。 图题 4.2.1d 无交流放大作用，因电源 Vcc的极性接反。 2 4.3.2 测量某硅 BJT 各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域。 （a）VC6 V VB0.7 V VE0 V （b）VC6 V VB2 V VE1.3 V （c）VC6 V VB6V VE5.4 V （d）VC6 V VB4V VE3.6 V （。 ）VC3.6 V VB4 V VE3. 4 V 解（a）放大区，因发射结正偏，集电结反偏。 （b）放大区，VBE（2l3）V07 V，VCB（62）V4 V，发射结正 偏，集电结反偏。 （C）饱和区。 （d）截止区。 （e）饱和区。 4.3.5 电路如图所示， 画出了某固定偏流放大电路中 BJT 的输出特性及交、 直流负载线， 试求： 3 （1）电源电压 VCC，静态电流 IB、IC和管压降 VCE的值； （2）电阻 Rb、RC的值； （3）输出电压的最大不失真幅度； （4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？ 解 （1）由图可知，直流负载线与横坐标轴的交点即 Vcc 值的大小，故 Vcc= 6 V。 由 Q 点的位置可知，IB 20A，IC1 mA，VCE3 V。 （2）由基极回路得： =k I V R B CC b 300 由集射极回路得 = =k I VV R C CECC C 3 （3）求输出电压的最大不失真幅度 由交流负载线与输出特性的交点可知，在输人信号的正半周，输出电压 vCE从 3V 到 08V，变化范围为 2.2V；在输入信号的负半周，输出电压 vCE从 3V 到 46V， 变化范围为 1.6V。综合起来考虑，输出电压的最大不失真幅度为 1.6V。 （4）基极正弦电流的最大幅值是 20 A。 4.3.8 画出图题 4.3.8 所示电路的小信号等效电路，设电路中各电容容抗均可忽略，并 注意标出电压、电流的正方向。 4 解 图题 4.3.8 所示各电路的小信号等效电路如下图所示。 4.3.9 单管放大电路如图题 4.3.9 所示，已知 BJT 的电流放大系数 50。 （1）估算 Q 点； （2）画出简化 H 参数小信号等效电路； 5 （3）估算 BJT 的朝人电阻 rbe； （4）如输出端接入 4 k 的电阻负载，计算 i O V V V A ? ? ? =及 S O VS V V A ? ? ? =。 解（1）估算 Q 点 A R V I b CC B 40= mAII BC 2= VRIVV CCCCCE 4= （2）简化的 H 参数小信号等效电路如上图所示。 （3）求 rbe =+=+=863 2 26 )501 (200 26 )1 (200 mA mV I mV r E bc （4）116 )|( 0 = be LC be L i V r RR r R V V A ? ? ? 73 | | 00 + = + = bebs beb V si i V s i is VS rRR rR A RR R A V V V V V V A ? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.11 电路如图题 4.3.11 所示，已知 BJT 的=100，VBE=-0.7V。 （1）试估算该电路的 Q 点； （2）画出简化的 H 参数小信号等效电路； （3）求该电路的电压增益 v A ? ，输入电阻Ri、输出电阻Ro； （4）若vo中的交流成分出现图题 4.3.11b 所示的失真现象，问是截止失真还是 饱和失真？为消除此失真，应调整电路中的哪个元件？如何调整？ 6 图题 4.3.11 解（1）估算 Q 点 4044 CC BCBCECCcc b V IAIImAVVI RV R = （2）简化的 H 参数小信号等效电路如下图所示。 （3）求 v A ? 、Ri、Ro。 BJT 的输入电阻 +=857 4 26 )1001 (200 mA mV rbe (|) 155.6|8572 cL vibbebeoc be RR ARRrrRRk r = = ? （4）因图题 4.3.11a 中的 BJT 是 PNP 管，故图题 4.3.11b 中出现的 vo失真是截止 失真；应调整Rb，使之减小，可消除此失真。 4.3.12 在图题 4.3.12 所示电路中设电容 C1、C2、C3对交流信号可视为短路。 （1）写出静态电流 Ic 及电压 VCE的表达式； （2）写出电压增益 V A ? 、输人电或 Ri和输出电阻 Ro 的表达式； （3）若将电容 C3开路，对电路将会产生什么影响？ 解（1）IC及 VCE的表达式 1 R V II CC BC = )( 32 RRIVV CCCCE += 7 （2） V A ? 、Ri和 Ro 的表达式 be L V r RR A )|( 2 = ? bei rRR| 1 = 2 RRO （3）C3开路后，将使电压增益的大小增加 be L V r RRR A |)( 32 + = ? 同时 Ro也将增加， 32 RRRO+ 。 4.4.3 射极偏置电路和 BJT 的输出特性曲线如图题 4.4.3 所示，已知 =60。 （1）分别用估算公式和图解法求 Q 点； （2）求输入电阻 rbe； （3）用小信号模型分析法求电压增益 V A ? ； （4）若电路其他参数不变，如果要使 VCE=4V，问上偏流电阻为多大？ 解（1）估算法求 Q 点： VVVB416 10)6020( 1020 3 3 = + = 1.6528 (23)7.75 CBBE CB e CECCC IVV ImAIA R VVIkkV = =+ = （2）+=k I mV rr E bbbe 2 . 1 26 )1 ( 8 （3）100= = be L v r R A ? ，其中 = + =kkRRR LcL 2 63 63 | （4）当 VCE=4V 时 mA RR VV I ec CECC C 4 . 2= + = VVRIVVV BEeCBEEB 5 . 5=+=+= 上偏流电阻 =kR V VV R b B BCC b 2 .38 21 4.5.3 电路如图 4.5.3 所示，设 100，试求： （1）Q 点； （2）电压增益 s o V V V A ? ? ?1 1 =和 s o V V V A ? ? ?2 2 =； （3）输入电阻 Ri； （4）输出电阻 RO1和 RO2 解 （1）求 Q 点： VV RR R V CC bb b B 3 . 4 21 2 + = mA R VV II e BEB EC 8 . 1= = VRRIVV ecCCCCE 8 . 2)(=+= A I I C B 18= （2）求 rbe及 Ri +=k I mV rr E bb be 66. 1 26 )1 ( 9 +=kRrRRR ebebbi 2 . 8)1 (| 21 （3） 求 Avs1，AVs2 0101 1 0.79 (1) ici Vs sisbeeis VVVRR A VVVrRRR = + ? ? ? 0202 2 0.8 (1) iei Vs sisbeeis VVVRR A VVVrRRR = + ? ? ? （4）求 RO1和 RO2、 =kRR CO 2 1 + + =31 1 )|( | 21 02 sbbbe e RRRr RR 4.5.5 电路如图题 4.5.5a 所示。BJT 的电流放大系数为，输入电阻为rbe，略去了 偏置电路。试求下列三种情况下的电压增益 v A ? 、输入电阻Ri和输出电阻Ro： vs2=0，从集电极输出； vs1=0，从集电极输出； vs2=0，从发射极输出。 并指出上述、两种情况的相位关系能否用图 b 来表示？符号“+”表示同相 输入端，即vc与ve同相。而符号“-”表示反相输入端，即vc与vb反相。 解 coebei ebe v RRRrR Rr R A C += + =)1 ( )1 ( ? co be ei be c v RR r RR r R A + += + = 1Re)1 ( ? 10 ebe e v Rr R A )1 ( )1 ( + + = ? + =+= 1 |)1 ( be eoebei r RRRrR 、两种情况的相位关系能用图 b 表示，即将 vs1加于“-”端，vs2加于“+”端。 4.6.2：电路如图 4.6.3 所示。设两管的特性一致，1250，VBEQ1=VBEQ2=0.7V。 （1）试画出该电路的交流通路，说明 T1、T2各为什么组态； （2）估算 ICQ1、VCEQ1、ICQ2、VCEQ2; （3）求 AV、Ri 和 Ro。 解： （1）估算两管的 Q 点 2 1 12 11111 1 1 1 1111 7.5 152.78 337.5 ()/(2.780.7)/21.04 1.04/10010.4 ()15 1.04 7.17.6 b BQCC bb EQCQBQBEQe CQ BQ CEQCCCQec R VV RR IIVVRmA I ImAA VVIRRV = + = = =+= 222112 2222 2 2 2 222 (15 1.04 5.1 0.7)9 /9/3.32.7 2.7/10027 152.7 3.36 EQBQBEQCCCQeBEQ CQEQEQe CQ BQ CEQCCCQe VVVVIRVV IIVRmA I ImAA VVIRV = = = = （2）求 AV、Ri、Ro 求得： 12 2.731.2 bebe rKrK 11 ()() 11 12 1 11222 1 1 /1/ 182 L vvv be ebeeL be R AA A r RrRR r = + = 112 12 2 2 /1.88 /61 1 ibebb