集成电子技术基础浙大版1篇2章习题解答.doc

第二章 半导体三极管及其电路分析题1.2.1 有二个晶体管，一个=200，ICEO=200A；另一个=50，ICEO=10A其余参数大致相同。你认为应选用哪个管子较稳定？解： 选=50，ICEO=10A的管子较稳定。题1.2.2 有甲、乙两个三极管一时辨认不出型号，但可从电路中测出它们的三个未知电极X、Y、Z对地电压分别为：甲管VX=9V，VY=6V，VZ=6.7V；乙管VX=9V，VY=6V，VZ=6.2V。试分析三个电极中，哪个是发射极、基极、集电极？它们分别是NPN型还是PNP型，是锗管还是硅管？解： 甲管为NPN型硅管，其中X为C极，Y为E极，Z为B极； 乙管为PNP型锗管，其中X为C极，Y为E极，Z为B极。题1.2.3 共射电路如图题1.2.3所示。现有下列各组参数：（1） VCC=15V，Rb=390k，Rc=3.1k，=100（2） VCC=18V，Rb=310k，Rc=4.7k，=100（3） VCC=12V，Rb=370k，Rc=3.9k，=80（4） VCC=6V，Rb=210k，Rc=3 k，=50判定电路中三极管T的工作状态（放大、饱和、截止）。 图题1.2.3解：(1)工作在放大状态(工作在放大区)；(2)工作在饱和状态(工作在饱和区)；(3)工作在放大状态(工作在放大区)；(4)工作在放大状态(工作在放大区)。题1.2.4 从图题1.2.4所示各三极管电极上测得的对地电压数据中，分析各管的类型和电路中所处的工作状态。（1） 是锗管还是硅管？（2） 是NPN型还是PNP型？（3） 是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种？或是已经损坏？（指出哪个结已坏，是烧断还是短路？）提示：注意在放大区，硅管，锗管，且0.7V；而处于饱和区时，。图题1.2.4解： (a) NPN硅管，工作在饱和状态；(b) PNP锗管，工作在放大状态；(c) PNP锗管，管子的b-e结已开路；(d) NPN硅管，工作在放大状态；(e) PNP锗管，工作在截止状态；(f) PNP锗管，工作在放大状态；(g) NPN硅管，工作在放大状态；(h) PNP硅管，工作在临界饱和状态。题1.2.5 图题1.2.5所示电路中，设晶体管的 =50，VBE=0.7V。（1） 试估算开关S分别接通A、B、C时的IB、IC、VCE，并说明管子处于什么工作状态。（2） 当开关S置于B时，若用内阻为10k的直流电压表分别测量VBE和VCE，能否测得实际的数值？试画出测量时的等效电路，并通过图解分析说明所测得的电压与理论值相比，是偏大还是偏小？（3） 在开关置于A时，为使管子工作在饱和状态（设临界饱和时的VCE=0.7V），Rc值不应小于多少？ 图题1.2.5解： (1) S接A点；IB0.14mA，IC3mA，VCE0.3V，管子饱和。S接B点：I28.6mA，IC1.43mA，VCE7.85V，放大状态。S接C点：IB0，IC0，VCE=15V，管子截止。图1.2.5(2) 不能够测得实际数值。测VBE时由于，会引起三极管截止；测VCE时集电极的等效电源为，等效电阻为，由图解法可知所测电压值偏小。(3) RC不应小于2k。题1.2.6 共射放大电路及三极管的伏安特性如图题1.2.6所示。（1） 用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选得是否合适？（2） 在VCC和三极管参数不变的情况下，为了把三极管的集电极电压VCEQ提高到5V左右，可以改变哪些电路参数？如何改变？（3） 在VCC和三极管参数不变的情况下，为了使ICQ=2mA，VCEQ=2V，应改变哪些电路参数，改变到什么数值？图题1.2.6解：(1) ，由图1.2.6可知静态工作点不合适；图1.2.6(2) 为了把三极管的集电极电压VCEQ提高到5V左右，可以有多种Rc、Rb组合。如图1.2.6中将静态工作点设置在Q点，则Rc保持不变，取Rb100k，使IB90mA。(3) 应将静态工作点设置在Q点，可得：Rc=4K，Rb250K。题1.2.7 在图题1.2.7所示电路中，已知R1=3k，R2=12k，Rc=1.5k，Re=500，VCC=20V，3DG4的=30。（1） 试计算ICQ、IBQ和VCEQ ；（2） 如果换上一只=60的同类型管子，估算放大电路是否能工作在放大状态；（3） 如果温度由10升至50，试说明VC（对地）将如何变化（增加、不变或减少）？（4） 如果换上PNP型的三极管，试说明应做出哪些改动（包括电容的极性），才能保证正常工作。若仍为30，你认为各静态值将有多大的变化？图题1.2.7 图1.2.7解：(1) ICQ6.39mA，IBQ0.21mA，VCEQ7.23V；(2) 能工作在放大状态；(3) VC将减小。(4) 改动如图1.2.7所示。ICQ6.39mA，IBQ0.21mA，VCEQ-7.23V。题1.2.8 放大电路如图题1.2.8（a）所示。试按照给定参数，在图题1.2.8（b）中：（1） 画出直流负载线；（2） 定出Q点（设VBEQ=0.7V）；（3） 画出交流负载线；（4） 画出对应于iB 由0100A变化时，vCE的变化范围，并由此计算不失真输出电压Vo（正弦电压有效值）。图题1.2.8解： (1) 直流负载线方程：VCE=VCC-IC(RC+Re)，VCE=15-3IC，作在输出特性上。(2) 先求IBQ：所以Q点如图所示，可得：ICQ2.6mA，VCEQ7.5V；(3) 交流等效负载为RL=RC/RL=1k，所以过Q点作一条斜率为的直线，即为交流负载线。(4) 当iB 由0100A变化时，vCE的变化范围如图所示。不失真输出电压Vo有效值5V/3.5V。图1.2.8题1.2.9 在图题1.2.9（a）所示的共发射极放大电路中，三极管的输出和输入特性曲线如图（b）、（c）所示。（1） 用图解法分析静态工作点Q（IBQ、VBEQ、ICQ、VCEQ）；（2） 设vi =0.2sint（V），画出iB、vBE、iC 和vCE 的波形，并从图中估算电压放大倍数。提示：为方便分析，可将图（a）中的输入回路用戴维斯宁定理化简。图题1.2.9解：输入回路的等效电压源为 等效电阻为 图1.2.9(1) 图解法如图1.2.9所示。从图中可得： IBQ29mA，VBEQ0.7V，ICQ2mA，VCEQ6V。(2) iB、vBE、iC 和vCE 的波形如图1.2.9所示，电压放大倍数为 题1.2.10 图题1.2.10所示电路中，设各三极管均为硅管，VBE0.7V，=50，VCES0.3V，ICEO可忽略不计。试估算IB、IC、VCE。图题1.2.10解：(a) IB47.7A，IC=2.38mA，VCE10.2V；(b) IB0.243mA，IC7.35mA，VCE0.3V；(c) IB0，IC0，VCE15V；(d) IB97A，IC4.85mA，VCE10.6V；(e) ID0，IC0，VCE6V；(f) IB195A，IC1.425mA，VCE0.3V。题1.2.11 在图题1.2.11所示的放大电路中，输入信号的波形与幅值如图中所示。三极管的输入、输出特性曲线分别如图1.2.11（b）和（c）所示，试用图解法分析：（1） 静态工作点：IBQ、VBEQ、ICQ、VCEQ；（2） 画出iB、vBE、iC和vCE的波形，并在波形上注明它们的幅值（要求各波形的时间轴对齐）。（3） 为得到最大的不失真输出电压幅度，重新选择静态工作点（IBQ、ICQ、VCEQ），并重选Rb的阻值。图题1.2.11解：(1) 图解法如图1.2.11所示。写出输入回路负载线方程，VBE=VBB-IBRb，在输入特性上作出该负载线，与输入特性交于Q点，求得IBQ、VBEQ，写出输出回路负载线方程，VCE=VCC-ICRC，在输出特性上作该负载线，交于IBQ对应输出特性上的Q点，求得ICQ、VCEQ。由图可得Q点为： IBQ13mA，VBEQ0.7V，ICQ0.7mA，VCEQ7.8V。(2) 在Q点的基础上，作出相应的iB、BE、iC和CE的变化范围，如图1.2.11所示。由图得：Ibm9mA，Vbem0.05V，Iem0.4mA，Vcem2.5V。(3) 为得到最大的不失真输出电压幅度，应将静态工作点置于负载线的中间位置，如图1.2.11中的Q所示。此时IBQ20mA，ICQ1mA，VCEQ6V，所以Rb65k。图1.2.11题1.2.12 按照放大电路的组成原则，仔细审阅图题1.2.12，分析各种放大电路的静态偏置和动态工作条件是否符合要求。如发现问题，应指出原因，并重画正确的电路（注意输入信号源的内阻RS一般很小；分析静态偏置时，应将vS短接）。图题1.2.12解： 图(a)：静态工作点IB不对，应把Rb接地；图(b)：无静态基极电流IB；图(c)：无基极偏置电流，Rb一端应接地；图(d)：无基极电路，动态时发射极和集电极都接地了。正确的电路如图1.2.12所示。图1.2.12题1.2.13 试用三只电容量足够大的电容器C1、C2、C3将图题1.2.13所示放大电路分别组成CE、CC和CB组态，并在图中标明各偏置电源和电解电容上的极性，以及信号的输入、输出端子。（在电源前加正、负号，在电介电容正极性端加正号）。图题1.2.13解： 连接成CE时：C1作信号输入耦合电容，C3一头接VEE，C2作信号输出耦合电容；连接成CC时：C2一端接+VCC，C1一端作输入，C2作输出耦合电容；连接成CB时：C1一端接VBB，C3一端作输入耦合电容，C2作输出耦合电容。CE、CC、CB放大电路分别如图1.2.13所示。图1.2.13题1.2.14 设图题1.2.14（a）（b）所示电路中的三极管均为硅管，VCES0.3V，=50，试计算标明在各电路中的电压和电流的大小。图题1.2.14解： (a) 当电源为5V时，三极管已处于饱和状态，VCE0.3V；当电源为0V时，三极管处于截止状态，VCE5.7V(b) 三极管已处于饱和状态，IC5.7mA(c) VCE-4.8V(d) VC-10.8V题1.2.15 图题1.2.15（a）（c）所示均为基本放大电路，设各三极管的rbb=200，=50，VBE=0.7V。（1） 计算各电路的静态工作点；（2） 画出交流通路；说明各种放大电路的组态。图题1.2.15解： (1) 计算静态工作点：图(a)：IBQ18.5A，ICQ0.93mA，VCEQ8.2V；图(b)：IBQ73A，ICQ3.67mA，VCEQ-5.7V；图(c)：IBQ18A，ICQ0.9mA，VCEQ9.5V。(2) 交流通路如图1.2.15所示。图(a)、图(b)为CE组态，图(c)为CB组态。图1.2.15题1.2.16 在图题1.2.16所示的电路中，已知三极管的VBE=0.7V，=50，其余参数如图中所示。（1） 分别计算vI=0 V和vI=6 V时的vO值。（2） 画出vI在06V之间变化时的电压传输特性曲线。图题1.2.16解： (1) 当vI=0