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第二章习题一、简答题1放大电路是怎样分类的？放大的实质是什么？放大电路有哪些性能指标？对这些指标有什么要求？答：放大电路的分类：（1）根据用途，分为信号放大和功率放大；（2）根据工作频率，分为直流放大和交流放大；（3）还有分立放大和集成放大；单级放大和多级放大等。放大的本质是实现能量的控制，由小能量控制大能量。放大电路的性能指标有增益，输入电阻，输出电阻，最大不失真输出幅度等；R i 越大，对信号源的衰减就越小；RO越小，输出电压越大且越稳定，带负载的能力就越强。2要使三极管具有放大作用，发射结和集电结的偏置电压极性如何？对于NPN和PNP两种类型的管子，应怎样连接电源？答：发射结正偏，集电结反偏。3如何用万用表判断一个晶体管式NPN型还是PNP型？如何判断管子的三个管脚？又如何判断管子是硅管还是锗管？答：现在常见的三极管大部分是塑封的，如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来。通常我们要用R1k档，不管是NPN管还是PNP管，不管是小功率、中功率、大功率管，测其be结、cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性，反向电阻无穷大，其正向电阻大约在10K左右。若要进一步估测管子特性的好坏，还应变换电阻档位进行多次测量，方法是：置R10档测PN结正向导通电阻都在大约200左右；置R1档测PN结正向导通电阻都在大约30左右，（以上为47型表测得数据，其它型号表大概略有不同）如果读数偏大太多，可以断定管子的特性不好。应该说明一点的是，这里所说的“反向”是针对PN结而言，对NPN管和PNP管方向实际上是不同的。将万用表打在电阻挡R1k档，黑色表笔放在三极管的一个脚上. 将红色表笔依次放在三极管的另外两个脚上，如果一个阻值大一个阻值小，就将黑色表笔换三极管的另一个脚重复以上动作。直到两个阻值都大或阻值都小，那么黑色表笔所接为b极，一般两个都小是NPN管，两个都大是PNP管。那么怎么断定哪个是c哪个是e？这里推荐三种方法：第一种方法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。第二种方法：对无hFE测量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的，可以用这种方法：对NPN管，先测出b极，将表置于R1k档，将红表笔接假设的e极（注意：拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚），黑表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，将管子拿起来，用你的舌尖舔一下b极，看表头指针应有一定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会大些，如果接得不对，指针偏转会小些，差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管，要将黑表笔接假设的e极（注意：手不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，然后用舌尖舔一下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次，比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极管，方便实用。根据表针的偏转幅度，还可以估计出管子的放大能力。第三种方法：先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后，将表置于R10k档，对NPN管，黑表笔接e极，红表笔接c极时，表针可能会有一定偏转，对PNP管，黑表笔接c极，红表笔接e极时，表针可能会有一定的偏转，反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子，这个方法就不适用了。判断三极管是锗管还是硅管：可以从型号判别。由正向压降来判断。4从半导体器件手册上，查出三极管3DG6的各种参数，从而学会查阅半导体器件手册。答：型号第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构，A： PNP型锗材料 B： NPN型锗材料 C： PNP型硅材料 D： NPN型硅材料。第三部分表示功能，U：光电管 K：开关管 X：低频小功率管 G：高频小功率管 D：低频大功率管 A：高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。3DG6为NPN型硅高频小功率三极管。5什么是放大电路的静态和动态？什么是放大电路的静态工作点？答：当，放大电路处于直流工作状态，即静态；当，放大电路处于交流工作状态，即动态。其静态工作点Q为IBQ，ICQ，UCEQ。6什么是放大电路的非线性失真？其原因是什么？有几种失真？怎样消除？答：当工作点达到了饱和区或截至区而引起的失真为放大电路的非线性失真。其原因是工作点选择不适当，这两种失真可以通过调整静态工作点的方式来消除。7射极偏置电路为什么能稳定静态工作点？射极输出器有什么特点？主要应用在什么场合？为什么？答：射极偏置电路通过加入反馈，具有检测Q点位置，并自动调整的功能。射极输出器的输入电阻高，输出电阻很小。将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。8场效应管与晶体三极管比较有什么特点？答：1）场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c，它们的作用相似。 2）场效应管是电压控制电流器件，由VGS控制ID，其放大系数gm一般较小，因此场效应管的放大能力较差；三极管是电流控制电流器件，由IB（或IE）控制IC。3）场效应管栅极几乎不取电流（Ig0）；而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。4）场效应管只有多子参与导电；三极管有多子和少子两种载流子参与导电，而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件（温度等）变化很大的情况下应选用场效应管。5）场效应管在源极与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大；而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大，b值将减小很多。6）场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。7）场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开关电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少，热稳定性好，工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。8）三极管导通电阻大，场效应管导通电阻小，只有几百毫欧姆，在现在的用电器件上，一般都用场效应管做开关来用，其效率是比较高的。9为什么说晶体三极管是电流控制器件，而场效应管是电压控制器件？答：晶体三极管是由IB（或IE）控制IC，所以是电流控制电流器件。场效应管是由栅源电压VGS控制漏电流ID，是电压控制电流器件。10说明场效应管的夹断电压和开启电压的物理意义。答：夹断电压VP和开启电压VT：VP一般是对结型管而言，当栅源之间的反向电压VGS增加到一定数值以后，不管漏源电压VDS大小，都不存在漏电流ID。这个使ID开始为零的电压叫做管子的夹断电压。VT一般是对MOS管而言，表示开始出现ID时的栅源电压值。对N沟道增强型，P沟道耗尽型VT为正值，对N沟道耗尽型、P沟道增强型VT为负值。11为什么绝缘栅型场效应管的栅极不能开路？答：绝缘栅场效应管由于输入电阻极高，栅极微量感应电荷产生的电势足以击穿绝缘层而损坏器件。故不能在开路状态下保存。12试画出P沟道绝缘栅耗尽型和增强型场效应管的转移特性曲线。答：当UDS一定时，ID与UGS之间的关系曲线称为转移特性曲线。 P沟道绝缘栅耗尽型场效应管转移特性曲线 P沟道绝缘栅增强型场效应管转移特性曲线13多级放大器有哪几种耦合方式？怎样计算多极放大器的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻？答：多级放大器级联（级间耦合）方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。多极放大器的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积：输入电阻：多级放大电路的输入电阻，就是输入级的输入电阻。计算时要注意，当输入级为共集电极放大电路时，要考虑第二级的输入电阻作为前级负载时对输入电阻的影响。输入电阻为第一级的输入电阻：。输出电阻：多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出电阻。计算时要注意，当输出级为共集电极放大电路时，要考虑其前级对输出电阻的影响。输出电阻为最后一级的输出电阻：。14什么是差模信号、共模信号、差模放大倍数、共模放大倍数、共模抑制比。答：差模和共模是对于差动放大电路的两个输入端而言的。如果差动放大电路的两管基极输入的信号幅度相等、极性相反，这样的信号称为差模信号，即；如果差动放大电路的两管基极输入的信号幅度相等、极性相同，这样的信号称为共模信号， 即；差模放大倍数为：；共模放大倍数为：；共模抑制比：差模信号电压增益与共模信号电压增益的比值，即，反映抑制零漂能力，抑制比越大越好，说明电路的性能优良。15什么是零点漂移？产生零点漂移的主要原因是什么？ 答：所谓零点漂移，是指放大器当输入信号为零时，在输出端出现的直流电位缓慢变化的现象，简称零漂。零漂非常有害，必须加以抑制。产生零漂的原因很多，任何元器件参数的变化（包括电源电压的波动），都会引起输出电压的漂移。实践证明，环境温度的变化是最主要的原因，也是最难克服的因素，这是由于半导体元件的导电性对温度非常敏感，而温度又很难维持恒定。在阻容耦合的放大电路中，各级的零漂电压被隔直元件阻隔，不会被逐级放大，因此影响不大。但在直接耦合的放大器中，各级的零漂电压被后级电路逐级放大，以至影响到整个电路的正常工作。为此，减小零点漂移的关键是改善放大器第一级的性能。二、选择题1在图2-43所示电路中，能实现交流电压放大的电路是图（ b ）。图2-43 第二题第1小题图2在图2-44所示电路中，能实现交流电压放大的电路是图（ c ）。图2-44 第二题第2小题图3图2-45所示的晶体管电路中，为了使集电极电流IC有明显的增加，应该（ c ）。（a）减小RC；（b）加大RB；（c）减小RB。图2-45 第二题第3小题图4图2-46所示的放大电路中，晶体管有足够大的电流放大系数，若VCC=12V，RB1=50K，RB2=10K，RC=1K，RE=500，其基极对发射极的电压VBE=0.7V，则集电极电流IC最接近于（ c ）。（a）14.6mA；（b）6.7mA；（c）2.6mA。 图2-46 第二题第4小题图 图2-47 第二题第5小题图5电路如图2-47所示，已知VCC=12V，RC=3K，=50，且忽略VBE ，若要使静态时VCE=6V，则RB应取（ b ）。（a）600K；（b）300K；（c）360K。6放大电路如图2-48所示，因静态工作点不合适而使uo出现严重的截止失真，通过调整偏置电阻RB，可以改善uo波形。调整过程是应使RB（ b ）。（a）增加；（b）减小；（c）等于零。图2-48 第二题第6小题图7放大电路如图2-48所示，VCC=12V。静态时VCE=4V，RC=4K，当逐渐加大输入信号Ui时，输出信号uo首先出现（ b ）。（a）截止失真；（b）饱和失真；（c）截止和饱和失真。8已知两个单管放大器的电压放大倍数分别为20和30，若将它们连接起来组成两级阻容耦合放大电路，其总的电压放大倍数为（ a ）。（a）600；（b）50；（c）10。9两极共射极阻容耦合放大电路，若将第二级改成射极跟随器，则第一级的电压放大倍数将（ C ）。（a）提高；（b）降低；（c）不变。10由两晶体管构成的无射极电阻RE的简单差分放大电路，在单端输出时将（ C ）。（a）不能抑制零点漂移；（b）能很好地抑制零点漂移；（c）能抑制零点漂移，但效果不好。11图2-49所示的差分电路中，理想电流源的作用是（ C ）。（a）稳定差模放大倍数；（b）抑制零点漂移；（c）稳定差模放大倍数和抑制零点漂移。图2-49 第二题第11小题图三、解答题1分析图2-50所示电路，各电路有无电压放大作用，为什么？ 图2-50 第三题第1小题图答：放大电路的两个条件：三极管满足正常工作状态，即发射结正偏，集电结反偏，并且工作在放大区；阻容耦合隔直通交。（a）、（b）、（d）图中：发射结正偏条件不满足，无电压放大作用。（c）图满足放大条件，有电压放大作用。2图2-51所示电路中，已知VCC=24V，RB=800K，RC=6K，RL=3K，晶体管的输出特性曲线如图中所示。试用图解法和估算法求静态工作点Q（IBQ，ICQ，UCEQ）。图2-51 第三题第2、5小题图解：对Je回路，有=（24-0.7）/80030（A）对Jc回路，有KVL方程（直流负载线），有特性曲线可得：，。3图2-52所示的放大电路中，已知：VCC=12V，晶体管的=50，ICQ=1.5mA，UCEQ=6V，UBE=0.7V。试确定电路中各个电阻的阻值。图2-52 第三题第3小题图解：对Je回路，有，所以，RB=（12-0.7）/30377K。对Jc回路，有KVL方程（直流负载线）， 所以，RC=（12-6）/1.5=4K。4NPN晶体管单级共射极放大器在输入信号为正弦波时，输出电压uo波形的正半周出现了平顶，试说明原因。答：放大器的静态工作点不合适，选得过高，产生了饱和的非线性失真。5图2-51所示的放大器中，设VCC=12V，RC=RL=8.2K，试在下述情况下计算电压放大倍数和输入电阻。（1）=25，RB=500K；（2）=50，RB=1M；（3）=25，RB=250K。解：（1）Je回路24（A），=0.6（mA），1.4（K） 原题图 小信号模型=-(254.1)/1.4-73=5001.4/（500+1.4）1.4（K）（2）12（A），=0.6（mA），2.4（K）=-(504.1)/2.4-86=10002.4/（1000+2.4）2.4（K）（3）48（A），=1.2（mA），0.8（K）=-(254.1)/0.8-128=2500.8/（250+0.8）2.4（K）6图2-53所示电路中，已知：VCC=12V，RB1=33K，RB2=10K，RC=RE= RL=RS=3K，UBE=0.7V，=50。试求：静态值（IBQ，ICQ，UCEQ）；画出小信号模型；输入电阻和输出电阻；电压放大倍数A u和源电压放大倍数A us。 图2-53 第三题第6小题图 小信号模型解：2.8(V)，=0.7(mA)， IBQ=0.7(mA)/5114(A)，ICQ=0.7(mA)。=7.8（V）。2.2（K）=33/10/2.1=1.7（K），=3（K）电压放大倍数A u：= -(501.5)/2.1-34.1源电压放大倍数A us：= -(34.11.7)/(1.7+3)-12.37图2-54所示的射极跟随器中，已知：VCC=12V，RB=75K,RE=1K,RS=75K,RL=1K，=50。试求静态工作点以及ri、ro、A u和A us。 图2-54 第三题第7小题图 小信号模型解：，所以IBQ=12(V)/126(K)95(A)，ICQ=4.75(mA)。IEQ=4.845(mA)，=7.155（V）。 0.5（K）=75/26=19（K）=0.5（K）电压放大倍数A u：= 0.98源电压放大倍数A us：0.28图2-55所示电路中，已知：VCC=12V，RB=280K，RC=RE=2K, rbe=1.4K, =50。试求: A端输出的电压放大倍数Au1；B端输出的电压放大倍数Au2；若，写出uo1和uo2的表达式。 图2-55 第三题第8小题图 小信号模型解：，所以IBQ=12(V)/382(K)31.25(A)，ICQ=1.56(mA)。IEQ=1.6(mA)，=8.8（V）。1.05（K），=280/103.05=76（K）=2（K），=2/5.5=1.5（K）电压放大倍数A u1：= -0.97电压放大倍数A u2：0.99若，uo1表达式：，uo2表达式：9图2-56所示的放大电路中，已知：VDD=18V，RG1=250K，RG2=50K，RG=1M，RD=RS=RL=5K,场效晶体管UGS(off) = 4V，IDSS=4mA，gm=1mA/V。试求放大器的静态值（IDQ,UDSQ）、电压放大倍数A u、输入电阻ri和输出电阻ro。图2-56 第三题第9小题图 小信号模型解：=3（V），所以；解方程：，因为VDS不为负值，所以取后一组的值。=8（V）。电压放大倍数A u：= -2.5=1042（K），=5（K）。10两级阻容耦合放大电路如图2-57所示，已知：RB1=100K，RB2=47K，RC1=1K，RE1=1.1K，RB3=39K，RB4=10K，RC2=2K，RE2=1K，RL=3K，两管的输入电阻均为rbe=1.0K,电流放大系数1=100，2=60。画出放大电路的小信号模型，并求：放大电路的输入电阻和输出电阻；各级放大电路的电压放大倍数和总的电压放大倍数；信号源电压有效值US=10V，内阻RS=1K时，放大电路的输出电压。图2-57 第三题第10小题图解： =100/74/1.0=0.977（K），=2（K）=39/10/1.0=0.888（K）， -47；=-72；=3384。=3384（0.977/1.977）1672=16721010-6=16.72（mV）11在图2-58所示的两级阻容耦合放大电路中，已知：VCC=12V，RB1=22K，RB2=15K，RC1=3K，RE1=4K，RB3=120K，RE2=3K，RL=3K，晶体管的电流放大系数1=2=50。计算各级放大电路的静态值（IBQ，ICQ，UCEQ），设UBE=0.7V；画出放大电路的小信号模型，并且求各级放大电路的电压放大倍数和总的电压放大倍数；后级采用射极输出器有何优点？图2-58 第三题第11小题图解： 直流通路 小信号模型晶体管VT1的静态工作点：；。晶体管VT1的静态工作点：；。=1.526（K）；=