查丽斌模拟电子技术答案习题.pdf

第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 120 习 题 5 5.1 阻容耦合放大电路如图 5.1 所示，已知 12 50， BEQ 0.7VU，指出每级各是 什么组态的电路，并计算电路的输入电阻 i R。 C3 Rb1 Rc2 VT2 uo VCC(+15V) Rb2 Re2 50k 10k 5k 1k Ce2 Re2 0.1k uS RS ui C1 C2 Rb1 VT1 Re1 25k 5k Ri2 图 5.1 习题 5.1 电路图 解： 第一级为共集放大电路，第二级为共射放大电路 (1) )A( 1 .51 55125 7 . 015 BQ1 I )m(56. 2 BQ1CQ1 AII )V(2 . 2556. 215 e1CQ1CCCEQ1 RIVU )(818 56. 2 26 51300 be1 r (2) )V(5 . 215 5010 10 BQ2 V )mA(64. 1 11 . 0 7 . 05 . 2 EQCQ2 II )V(5) 11 . 05(64. 115 CEQ2 U )k( 1 . 1 64. 1 26 51300 be2 r (3) )k(56. 3)1 (/ e222beb2b12i RrRRR )k(26.20/)1 (/ 2ie111beb1i RRrRR 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 121 5.2 电路如图 5.2 所示，设两管的=100，UBEQ=0.7V，求： （1）ICQ1、UCEQ1、ICQ2、 UCEQ2； （2）Au1、Au2、Au、Ri和 Ro。 + +V VCC CC 1515V V Rc2 470 + + VT1 ui C I0 10.2mA - -V VEE EE - -1515V V VT2 VBB=6V uo + + - R3 Cb1 + + VT1 Re ui Rs + - us Ce + 。 。 Cb2 + + Rc VT2 - + + C 1 + + RLuo +Vcc R2 R1 图 5.2 习题 5.2 电路图 图 5.3 习题 5.3 电路图 解： (1) CQ1EQ1CQ20 10.2mAIIII CQ1BBBEQEQ1 60.75.3V,0.7VUVUU CEQ1CQ1EQ1 5.3 ( 0.7)6VUUU CEQ2CQ2EQ2CCCQ2C2EQ2 15 10.2 0.475.34.91(V)UUUVIRU be1be2 26 300 101550( ) 10.2 rr (2) be2 i2 550 5.5 11 100 r R , i2 u1 be1 100 5.5 1 550 R A r C2 u2 be2 100 470 85.4 550 R A r ， uu1u2 ( 1) 85.485.4AAA ibe1 550Rr, oo2c2 470RRR 5.3 电路如图 5.3 所示，设 VT1与 VT2的小信号参数分别为 1、rbe1和 2、rbe2。图中所有 电容对交流可视为短路。 （1）画出放大电路交流通路； （2）求放大电路的 Au、Ri和 Ro。 解： （1） 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 122 + + - RL uo Rc R3 + + - ui Rs us + - VT1 R2 VT2 Ri2 （2） be2 i2 2 1 r R 1i2 u1 be1 R A r 2C u2 be2 R A r uu 1u 2 AAA i32be1 /RRRr， oo2c2 RRR 5.4 电路如图 5.4 所示，设两管的=100，UBEQ=0.7V，图中所有电容对交流可视为短 路。(1)试求各级的静态工作点； （2）试求放大电路的Au、Ri和 Ro； （3）试问后级是什么电 路，其作用是什么？（4）设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。若原因是 第一级的 Q 点不合适， 问第一级产生了什么失真？如何消除？若原因是第二级 Q 点不合适， 问第二级产生了什么失真？又如何消除？ C3 Rb1 Rc VT2 VCC(+12V) Rb2 Re1 39k 13k 3k 1k Ce2 Re1 0.15k uS RS ui C1 C2 Rb3 VT1 Re2 120k 2.4k RL 2.4k uo 图 5.4 习题 5.4 电路图 解： （1） 第一级： BQ1 13 123(V) 1339 V ， CQ1EQ1 30.7 2(mA) 0.15 1 II CEQ1 122 (30.15 1)3.7(V)U 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 123 第二级： BQ2BQ2 1200.7(1 100)2.412II B Q 2 31. 2(A)I CQ2EQ2BQ2 31.2 1003.12(mA)III CEQ2 123.12 2.44.5(V)U be1 26 300 1011.613(k ) 2 r, be2 26 300 1011.14(k ) 3.12 r （2） i2b3be2e2L /(1)(/)120/1.14 101 2.4/2.460(k )RRrRR i2c u1 be1e1 (/)100 (60/3) 17.04 (1)1.613 101 0.15 RR A rR e2L u2 be2e2L (1)(/)101 (2.4/2.4) 0.99 (1)(/)1.14 101 (2.4/2.4) RR A rRR uu1u2 ( 17.04) 0.9916.87AAA ib1b2be1e1 /(1)13/39/1.613 101 0.15)6.16(k )RRRrR cb3be2 oe2 /3/120 1.14 /2.4/40( ) 11 100 RRr RR （3）后级是共集电极电路，作用是隔离第一级与负载以增大第一级的放大倍数，同时 减小输出电阻。 （4）截止失真，增大 Rb2或减小 Rb1 （5）后一级是跟随器，顶部失真与共射极电路的失真不同，应该是饱和失真，消除的 方法是增大 Rb3。 5.5 晶体管电路如图 5.5 所示，已知 VT1、VT2的特性相同，100， BE 0.7VU，试 求 C1 I的值。 解：此为比例电流源电路 )m(3 33 . 2 7 . 06 333 RE2E1C1 AIIII 5.6 某集成运放的一单元电路如图 5.6 所示，VT2、VT3的特性相同，且足够大， UBE=0.7V，1kR 。问:（1）VT2、VT3和 R 组成什么电路？在电路中起什么作用？ （2）电路中 1 VT、 e1 R起电平移动作用，保证 i 0u 时， o 0u ，求 IREF、IC3和 e1 R的 值。 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 124 图 5.5 习题 5.5 电路图 图 5.6 习题 5.6 电路图 解：(1) VT2、VT3和 R 组成镜像电流源电路，给 VT1提供直流偏置电流。 (2) )mA(3 .23 7 . 0)12(12 REF R I )mA( 3 .23 REFC3 II 6=0.7+IC3Re1 Re1=227() 5.7 电流源电路如图 5.7 所示，已知 Io = 10A，V+ = 5V，V = 5V，IR = 1mA且 UBE1 = 0.7V，求 R 和 Re的值。 解：1 7 . 0)5(5 R R I R=9.3(k) 01. 0 01. 0 1 ln 26 ln eo R e T o RI I R U I Re=11.97(k) 5.8 在图 5.8 所示电路中，已知所有晶体管特性均相同，UBE均为 0.7V，求 Re2和 Re3 的阻值。 解：)mA( 1 3 . 5 7 . 06 R I 02. 0 02. 0 1 ln 26 ln e2C2 R e2 T C2 RI I R U I Re2=5.09(k) 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 125 TR C3 e3C3e3 261 lnln0.2 0.2 UI I RIR Re3=209() VT2VT1 RIR Re Io V+(+5V) V-(-5V) 图 5.7 习题 5.7 电路图 图 5.8 习题 5.8 电路图 5.9 设三极管的参数为 UBE = 0.7V， = 100，VCC = 9V，设计一个输出电流 Io = 1.5mA 的镜像电流源。 解：5 . 1 7 . 097 . 0 CC Ro RR V II )k(53. 5R 5.10 已知差动放大电路的输出电压 oi1i2 1000999uuu ，求差模电压增益 ud A、共模 电压增益 uc A以及共模抑制比 CMR K。 解： idid oi1i2icicicid 10009991000()999()1999.5 22 uu uuuuuuu uducCMR 999.5,1,999.5AAK 5.11 差动放大电路如图 5.9 所示，设两管的特性相同，100， BE 0.7VU， i1 10mVu ， i2 30mVu 。求： （1）共模输入电压 ic u和差模输入电压 id u； （2）差模电压放 大倍数 udodid /Auu； （3）差模输入电阻 id R和差模输出电阻 od R。 解： （1）uid=-20mV，uic=20mV （2） EQEE EQ EE V-V 110.7( 6) 0.52(mA) 225.1 I R 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 126 be1 26 300 1015.35(k ) 0.52 r， C ud be 100 5.1 95.3 5.35 R A r （3） idbe 22 5.3510.7(k )Rr ， odc 22 5.1 10.2(k )RR 5.12 差动放大电路如图 5.10 所示，设两管的特性相同，50， BE 0.7VU。求： （1）差模电压放大倍数 udodid /Auu； （2）差模输入电阻 id R和差模输出电阻 od R； （3）共 模抑制比 KCMR。 图 5.9 习题 5.11 电路图 图 5.10 习题 5.12 电路图 解： （1） EQ0 11 10.5(mA) 22 II ， be 26 300512.95(k ) 0.5 r C ud bee1 50 10 62 (1)2.9551 0.1 R A rR idbee1 2(1)2 2.951 500.116.1(k )RrR odc 22 1020(k )RR （3）KCMR.= 5.13 差动放大电路如图 5.11 所示，设两管的特性相同， m 2mSg。求： （1）差模电 压放大倍数 udoi /Auu； （2）差模输出电阻 od R； （3）共模抑制比 KCMR。 解： （1） udmDL 11 (/)2 (10/10)5 22 AgRR 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 127 （2） odD 20(k )RR （3） mDL uc mSS (/)2 (10/10) 0.467 1 21 2 2 5.1 gRR A g R ud CMR uc 5 10.7 0.467 A K A 5.14 差动放大电路如图 5.12 所示，设两管的特性相同，设100， ce r忽略不计。 求： （1）差模电压放大倍数 udoi /Auu； （2）差模输出电阻 od R； （3）共模抑制比 KCMR。 图 5.11 习题 5.13 电路图 图 5.12 习题 5.14 电路图 解： （1） EQEE 11 10.5(mA) 22 II ， be 26 300 1015.55(k ) 0.5 r C1 ud Sbe 11100 12 94.5 220.85.55 R A Rr （2）Rod = 12K （3） C1 uc s1 100 12 0.06 (1)20.85.552 101 100 be R A RrR ud CMR uc 94.5 1575 0.06 A K A 5.15 由于功率放大电路中的晶体管常处于接近极限工作的状态，因此，在选择晶体管 时必须特别注意哪 3 个参数？ 解：最大集电极电流 ICM 、最大集电结耗散功率 PCM 和反向击穿电压 U(BR)CEO 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 128 5.16 乙类互补对称功率放大电路的效率在理想情况下可以达到多少？ 解：/4=78.5% 5.17 一双电源互补对称功率放大电路如图 5.13 所示，设 CC 12VV， L 16R ， i u为 正弦波。求： （1）在晶体管的饱和压降 UCES可以忽略的情况下，负载上可以得到的最大输 出功率 om P； （2）每个晶体管的耐压|U(BR)CEO|应大于多少； （3）这种电路会产生何种失真， 为改善上述失真，应在电路中采取什么措施。 解：(1) )W(5 . 4 162 12 2 )( 2 L 2 CESCC om R UV P (2) )V(242| CC(BR)CEO VU (3) 会产生交越失真，工作于甲乙类工作状态可以消除这种失真。 5.18 一个单电源互补对称功放电路如图 5.14 所示，设 CC 12VV， L 8R ，C的电 容量很大， i u为正弦波，在忽略晶体管饱和压降 UCES的情况下，试求该电路的最大输出功 率 om P。 图 5.13 习题 5.17 电路图 图 5.14 习题 5.18 电路图 解: )W(25. 2 82 6 2 )2/( 2 L 2 CESCC om R UV P 5.19 在图 5.15 所示的电路中，已知 CC 16VV， L 4R ， i u为正弦波，输入电压足 够大，在忽略晶体管饱和压降 UCES的情况下，试求： （1）最大输出功率 om P； （2）晶体管的 最大管耗 CM P； （3）若晶体管饱和压降 CES 1VU，最大输出功率 om P和。 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 129 解：(1) )W(32 42 16 2 )( 2 L 2 CESCC om R UV P (2) )W(4 . 62 . 0 omCM PP (3) )W( 1 .28 42 15 2 )( 2 L 2 CESCC om R UV P %6 .73 16 116 44 CC om V U 5.20 在图 5.16 所示单电源互补对称电路中，已知 CC 24VV， L 8R ，流过负载电 阻的电流为 o 0.5cos(A)it。求： （1）负载上所能得到的功率 o P； （2）电源供给的功率 V P。 图 5.15 习题 5.19 电路图 图 5.16 习题 5.20 电路图 解：)W( 18 2 5 . 0 2 o P )W(82. 35 . 024 11 2 2 cmCC L om CC V IV R U V P 5.21 在图 5.17 所示的互补对称电路中，已知 VCC = 6V，RL = 8，假设三极管的饱和 管压降 UCES = 1V， (1) 估算电路的最大输出功率 Pom； 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 130 (2) 估算电路中直流电源消耗的功率 PV和效率 。 (3) 估算三极管的最大功耗； (4) 估算流过三极管的最大集电极电流； (5) 估算三极管集电极和发射极之间承受的最大电压； (6) 为了在负载上得到最大功率 Pom，输入端应加上的正弦波电压有效值大约等于多 少？ (7) 比较对图(a)和(b)所示电路的估算结果。 ui C1 R1 VT1 +VCC R2 RL C2 VT2 VD1 VD2 -VCC uo ui C1 R1 VT1 +VCC R2 RL VT2 VD1 VD2 uo (a)(b) 图 5.17 习题 5.21 电路图 解：(a) )W(56. 1 2 )( L 2 CESCC om R UV P (b) )W(25. 0 2 ) 2 ( L 2 CES CC om R U V P )W(39. 2 2 L omCC V R UV P )W(477. 0 2 2 L om CC V R U V P Uom=Vcc-Uces Uom=(Vcc/2)-Uces 第 6 章 晶体三极管及其基本放大电路 131 %4 .65 4 CC om V U %4 .52 2/4 CC om V U )W(312. 02 . 0 omCM PP )W(05. 02 . 0 omCM PP CC L 0.75(mA) CM V I R CC L /2 0.38(mA) CM V I R )V(122 CC(BR)CEO VU )V(6 CC(BR)CEO VU )V(54. 3 2 )( CESCC oi UV UU )V(414. 1 2 )2/( CESCC oi UV UU 5.22 在图 5.18 中哪些接法可以构成复合管？哪些等效为 NPN 管？哪些等效为 PNP 管？ 图 5.18 习题 5.22 电路图 解：(a) 不能 (b) 不能 (c) 能 NPN (d) 能 PNP 5.23 图 5.19 所示电路中，三极管 1 = 2 = 50，