电工与电子技术08-09章陶桓齐课后习题集规范标准答案

1、-!第8章习题解答8-1选择合适的答案填空（1）当三极管工作在放大区时，其发射结的偏置电压和集电结的偏置电压应为 发射结反偏， 发射结正偏， 发射结正偏，A.B.C.集电极反偏集电极反偏集电极正偏（2） 晶体三极管是一种 控制型器件。A.电压 B 电流 C光电转换（3） 稳定静态工作点的电路是 。A.固定偏置电路B分压式偏置电路解：（1） B （ 2） B （ 3） B8-2填空（1）放大电路如果要求噪声低、温度稳定性好，（2）为了提高放大电路的输入阻抗，应选用（3）设某一固定偏置电路原来没有失真现象，现增大偏置电阻方移动，容易引起失真。解：（1 ）场效应管（2 ）场效应管（3 ）下，截止8-

2、3有两个三极管，一个管子的 B=8O, Iceo=180卩A ;另一个管子的 3=0, Iceo=10卩A，两管的 其他的参数相同。如果选一个管子组成放大电路，试分析哪一个合适。解：选用3= 60、IcEO = 10 uA的管子，因其B适中、8-4用万用表测得两只三极管的直流电位如题图 名称，管子用何种材料制成，并在圆圈中画出管子。C .共集电极电路应米用电路。电路作为输入级。Rb，则静态工作点将向ICEO较小，因而温度稳定性较另一只管子好。8-4所示，试判断两个三极管的类型、三个管脚的-2.75.2VD -2.71OV *-7V0-2(a)5V(b)BE5.2V5V题图8-4解题图8-4Ub

3、e，以判断是硅管还是锗管。通常，硅管的Ube=0.6 0.8V ;锗管的Ube=0.2解：首先确定03V ;在图（a）中，上管脚和下管脚的电位相差0.7V，可知此管为硅管；在图（b）中，上管脚和下管脚的电位相差0.2V，可知此管为锗管。然后，判断管子的类型。通常当三极管正常放大时，对NPN型管有Vc> Vb> Ve,对PNP型管Vc<VbV Ve。在图（a）中，中间脚的电位最低，并与其它两脚的电位相差几伏，故此脚为C极，由Vb<Ve可确定上管脚为 B极、下管脚为E极，管子为PNP型硅管。同理可确定图（b）中的管子为NPN型 锗管。完整的三极管见解题图8-4所示。8-5试

4、判断题图8-5所示电路中各三极管的工作状态。50K6V12V1K30K3K(a)50(b)-O+5V20-6V。15K:S15K+15V(c)2K>30题图8-5解:Ube=0.7V , (a).60.7500.106mA ,I cs120.311.7mA1 BSles 11.7500.234mA ,由于 0v Ibv Ibs三极管工作在放大状态。由于Ib > Ibs50.70.143mA ,30三极管工作在饱和状态。(b)v Ib1 BS1 CSU 0.08mA3 20Ib=06(c)v Vb 15 3V ,15 15三极管工作在截止状态。8-6简述题图8-6所示各电路对于正弦交

5、流信号有无电压放大作用，如果不能放大电压，能否稍加 改动让其具有放大作用。ccU ccUcca)Rcfl(b)RbRcc JI0nNJB 1 一Re JI2 LIC4Jc)(5U ddUiC1C2 卄 CReUoRbUiRgRdQUoRs0(e)解: (a)不能放大。因为输入信号被 C1短路。(d)将C1去掉即可。(b)不能放大。因为三 极管是PNP型的，需要用负电源，将Ucc换为-U CC即可。(C)不能放大。因为无 集电极负载不能放大电压。加一个适当的集电极负载电阻Rc即 可。(d )不能放大。因为基极没有静态偏置电流。将Rb接地的那一点接Ucc即可。 (e)不能放大。因为场效应管截止8-

6、7基本放大电路和三极管的输出特性曲线如题图 法求解电路的静态工作点。设Ube=0.6V。8-7所示，已知B =80,试分别用估算法和图解Ucc10Vi c / mA450 A40 A30 A20 A(a) ? ? ?题图8-7IB 10 A246810(b) ?* UCE/V解：(1)估算法由电路图可知，基极电流lU CC U BEIb RT"IB的大小由U CC 10500Ucc、Ube和Rb决定，即20而集电极电流lc IB 80 201.6mA集电极与发射极之间的电压为UcE Ucc IcRc 10 1.63 5.2ViC / mA(2)图解法由(a)图电路可知：UcEU CC

7、 1 CR c根据此直线方程找两个特殊点：即取 lc=0，贝U UcE=Ucc=10V取 UcE=0,贝y Ic=Ucc/Rc=3.33mA特性曲线组上做出直流负载线。直流负载线与21.6然后在输出Ib=20一 J. y7Q.=_5 A40 A30 A20 A24 5.2 6810"" UCE / V卩A的输出特性曲线相交于Q,Q为静态工作点，其静态值可在图中读出，见解题图8-7所示。8-8 放大电路同上题，设Ucc=10V , Rb=500K Q, B =80 ,若要使Uce=6V，集电极负载电阻 Rc=4 K Q, Uce=6V，偏流电阻 Rb应取多大值。解题图8-7R

8、c (2.5K)应取多大值？若 Ucc=12V , B =80 ,解：(1)若要使Uce=6V，则集电极负载电阻 RcU CC U CE1 cJ 2.5K Q1.6(2)若 Ucc=12V , B =80, Rc=4 K Q, Uce=6V ,-!则ic %也¥ 1.5mA ；偏流电阻Rb罟650KQ8-9画出题图8-9所示电路的直流通路和交流通路，电路图中的电容对交流信号可视为短路。U ccR B2Re1RE2Rc C2 IhC1TR B - -C21 ReCeCRlpUCC（b） 题图8-9解：（1）直流通路：将电路中的电容均视为开路即可。（2）交流通路：题图8-9所示电路的交流

9、通路如解题图(a)(c)8-9所示。Ui Rb1n RB2iR B2RcQOU解题图8-9UiR1r4 r r(iUo8-10 用示波器测量由NPN型管构成的的放大电路时, 说明它们分别属于什么失真，如何消除这些失真。解：（a）截止失真，应减小偏置电阻（b ）饱和失真，应增大偏置电阻（C）同时出现饱和和截止失真，测得的输出电压波形如题图8-10所示，试rb,使基极电流 .Rb,使基极电流 应增大电源电压IB增加,Ib减小,Ucc。Q点上移。Q点下移。t(a)oj A.tt(c)(b)8-11电路如题图 8-7（ a）（1）三极管的输入电阻所示，Bbe题图解题图8-10=80，试求：（2）放大倍

10、数Au（3）若输入电压 Ui=10mV （有效值），此时在负载端接上内阻为 压表的读数是多少，分析用这个电压表测量是否合理。解：为了求解放大电路的动态参数，先画出其微变等效电路，如解题图6K Q的电压表测输出电压，电8-11所示。-!(1)根据题8-7可知，电路发射极的静态电流、26( mV)be 200 (1)一,IE200lE=|c+|B=1.62mA,所以 三极管的输入电阻2681 1500Q1.62Ii lb_|_ C.IcUi6KQ Iuo_-4JJ*-丄rirorbe解题I解题图8-11RbRcIb_(2)放大倍数AuUoUirbe8015 -160(3)用电压表测输出电压，电压表

11、的内阻就是放大器输出端接的负载，因此有电压表的读数为:UoURlrbe80RCRL 80勺卩 801.51.5Uo=AuUi=80X 10=800mV=0.8V。21.39rbe=1 K Q, 3 =50,试求当输入电压 Ui=28.8mV,输出Ube=0.6V。由(2)可知，当放大电路不接负载时，Au 160,所以用内阻为6KQ的电压表测量放大电路的 输出电压，会产生较大的误差。通常，测量输出电压应该用高内阻的电压表。 8-12 固定偏置电路如题图 8-12所示，已知 电压Uo=2V时，放大器的负载电阻 Rl为多少。设Rb200K QC1MPRc r2K歯C2UiRl题题B822解：由放大倍

12、数的定义可知AuUoUi而Au弘，所以Aur be根据RrbeR LRCR LRCU CC12VUo0.02881.39K QRn RcU 2.5K QL卜C2、TUcc15VRs I+<时69.4NRB2 1 5.6K Q3Re 820 QL-.L二 Ce1Rl题图8-13B122K QC1 -Ih1 392K Q，得 Rl4.56K Q0.61-!I c8-13分压式偏置电路如题图8-13所示，已知B =165，设Ube=0.6V。计算电路的静态工作点画出该电路的微变等效电路计算电路不接负载时的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 如果在输出端接 Rl=1.5K Q的负载，电压放大倍数为

13、多少？Ucc O15R B2 R B1 R B222Vb Ube 3.043 0.6rEIe1Ucc2.98(1)(2)(3)(4)解:(1) VbIeUcE150.822.984 A18 A166I CRC IE R E5.63.043V5.62.98mAUcc Ie( RcRe)(2.5 0.82)5.11V(2)微变等效电路见解题图8-13所示。Rl Uo(3)不接负载时,rbe200 (1AuRcbe26)200 Ie"u 2.51651.65166-261648 Q2.98250R B1/ R B2 / rbe22 5.6 1.65 1.21K QroRC2.5K Q(4)

14、接负载时,Rc/ Rl2 5250 93K Q1.52.51.5rbe1650S 938-14理过程。解：分压式偏置电路的特点有，选择合适的电阻Rb1、Rb2分压固定Vb,使Vb不受温度的影响；利用电阻 Re来获得反映IC或IE变化的电压UE，使偏置电压 UBE可以自动调节。当温度变化时，分压式偏置电路中Ic保持稳定的物理过程如下：简述分压式偏置电路的特点，说明当温度变化时，分压式偏置电路中IC如何保持稳定的物温度增加I CVeU BE-!8-15 在题图8-15所示的射极输出器中，已知B=60。试求:(1) 静态工作点的Ib、Ic和Uce(2) 输入电阻和输出电阻(3) 不带负载时的电压放大

15、倍数和带负载时的电压放大倍数。设 解：(1)静态工作点Ube=0.6V。?Uccd 12VU)ReIU cc U BEIb rt50012 為蛊 10.3 AIb 6010.30.62mARb|1|500KO NC1IRUceU cc i cr e12 6.1265.84VUiriR B /rbe(1)R'lRe10KOC2R10koTUo(2)500(2.76500/307.7661 5)190.5K Q题图8-15旦匹45Q1 61(3)不带负载时的电压放大倍数(1) Rebe(1) R Er。Au61 100.9962.7661 10带负载时的电压放大倍数A'urbe(1

16、) R' L(1) r'l61 52.76 61-0.99158-16简述射极输出器的特点，结合题 压放大倍数的求解结果分析射极输出器的应用场合。解：射极输出器的特点：电压放大倍数近似等于入电阻大；输出电阻小。在题8-13中可见，当放大电路接负载以后，放大倍数下降了，负载越小，放大倍数下降越多；而 在题8-15中不带负载时的电压放大倍数和带负载时的电压放大倍数近似相等，变化不大。这是射极输 出器输出电阻较小、输出电压基本不受负债影响的缘故。所以射极输出器常用来做多级放大器的输出级。8-17两级电压放大电路如题图8-17所示，已知B 1= B 2=50, rbe1=1.2 K Q

17、, rbe2=800 Q试求：(1) 放大器的输入电阻和输出电阻；(2) 放大电路总的电压放大倍数。设Ube1= U be2=0.6V。8-13 和8-15中不带负载时的电压放大倍数和带负载时的电1，恒小于1,输出电压与输入电压相位相同；输RB11 r 10K qTC1B, JRc1R B212K Q H7.5K QC2TPUccRc212V2.7K QIIC3UiRb13.3K QRe/1.5K QCRb22+ E1 1.8K QReJ1.5K Qn1«.JCe21*T题图8-17Rl5K QUo-!i题图8-17解：先作出两级放大电路的微变等效电路如解题图8-17所示。(1 )由

18、微变等效电路可知输入电阻riri1R B11 / R B12 / r be10.81K Q输出电阻0Rc2 2.7K Q(2)因为R L1 Rc1 / R b21 / R B22 be?2 7.5 1.8 0.80.41K QR'lRC2/ Rl2.7/ 5 1.75K Q所以li+ aUi Ui1ri8-181= B 2=60,(1)(2)(3)AuA u1A u2R l11rbe12空)rbe25050I b1R B11R B120.4112J rbe1175 1868.5Ic1I b211 b1R B21I c2R B22rbe22I b2R C2 U O2 U O! Uo1 U

19、i2解题题图88-77为了提高多级放大器的带负载能力，用射极输出器作为输出级，如题图 rbe1= rbe2=1 K Q，试计算：输入电阻电压放大倍数去掉射极输出器，第一级放大器不接负载和接负载时的电压放大倍数。Ucc12Vro8-18所示，已知BUi300K qIF2KQ¥200K Q nTh 1C22KQRl2KQUo题图8-18题图8-18解：先作出两级放大电路的微变等效电路如解题图8-18所示。-!UiIi Ib1f *1300K Qrbe11 I b1riI C1I b2200K Q nrbe2L 2 I b2ri Uo解题图8-18由解题图 8-18 可得 C1)ri300

20、 / rbe1 1K Q(2)第一级放大器不接负载接负载时A u A u1 A u260烂空1.98 62去掉射极输出器Rc1 rbe1AuR'l1 rbe61R'l11rbe1162-60-6018-19标出题图8-19所示各符合管的管脚，分析复合管是C(12) R L )I/rbe2Cl2)R L113.312060NPN型管还是PNP型管。t：解:（1）复合管为NPN型管，（2）复合管为PNP型管，（3）复合管为NPN型管,对于理想的甲类功率放大电路,题图8-19上端为集电电极1中端为基极，下端为发射极。 上端为发射极，中端为基极，下端为集电极。 上端为集电极，中端为基极

21、，下端为发射极。为了获得5W的最大不失真输出功率，应选PCM为多大的功8-20率管。解：在理想极限运用时，Pcm > 2Po，所以此处应选Pcm > 10W的功率管。8-21电路如题图8-21所示，（1）已知场效应管的低频跨导为gm,试写出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。（2）设Udd=30V , Rg1=200K,Rg2=100K, Rg3=5M,Rd=6K,Rs=4KUgs（th） =2V , lDO=1.5mA，试求静态工作点。? Udd+Uo30解：因为U G 200 100由公式得ID lDO(UUU GS(th)1)21.5(10 4Id 1)224 24I

22、D 6ID即:6iD25ID 240,解方程得71225712所以有：251.5mA2.67mA （不合理舍去）lDQ=1.5mA ,Ugsq=Ug-RsId=10-4X 1.5=4V , Udsq=Udd-Idq ( Rd + Rs) =30-1.5 (6+4) =15V第9章习题解答9-7已知F007运算放大器的开环倍数AuolOOdB，差模输入电阻rid2M Q，最大输出电压所以 Ugs=Ug-Us=10-4IdUopp13V。为了保证工作在线性区，试求： （1） u和u的最大允许差值；（2）输入端电流的最大允许值。解：由Auo的分贝值可以求出 Auo的倍数，即由20LgAuO= 100

23、可以得到 A uO=105 u和u之间的最大允许值u u0.13mVAuO 10 输入端最大允许电流值可由下式得到。因为 I im rid< 0.13Mv所以 lim < 巡一0mA 6.5 108mArid 210因此得到U和U最大允许差值为0.13mV,最大允许输入电流为6.5 X 105mA9-8如果需要实现下列要求，在交流放大电路中应引入哪种类型的负反馈?(1)要求输出电压Uo基本稳定，并能提高输入电阻。(2)要求输出电流I 0基本稳定，并能减小输入电阻。要求输出电流Io基本稳定，并能提高输入电阻。解:(1)9-12有一负反馈放大电路，已知A300, F0.01。试问:(1

24、)闭环电压放大倍数 Af为多少？( 2)如果A发生20%的变化，则Af的相对变化为多少?解:(1)AfA1AF300300 0.0175|A|增大20% :A 120%Af300 1.21 Al 120% |F1 3001.2 0.0178.3100%78.3 7575100%4.34%要稳定输出电压 Uo，应引入电压负反馈；要提高输入电阻，应引入串联反馈。故本问题应引 入的是：电压串联负反馈。(2) 要使输出电流Io稳定，应引入电流负反馈；要使输入电阻减小，应引入并联反馈。故本问题 应引入的是：电流并联负反馈。(3) 要稳定输出电流lO,应引入电流负反馈；要提高输入电阻，应引入串联反馈。故本

25、问题应引 入的是：电流串联负反馈。|a| 减小 20% :80%AfAfAf3000.81 A 80% F1 300 0.8 0.01100%70.6 75 100%5.88%7570.69-14 在题图9-14中的同相比例运算电路中，已知R1=R2=2k , R3=18k , RF=10k ,Ui 1V,求 Uo o解：在题图9-14中，利用集成运算放大电路 中输入端电流等于零这一理想化条件可得:UoU R1R1Rf同样也可得到:UiU R2R： R3根据“虚短”的概念，应有u u ，故有:R3RiR2R3UiR1RfUo得:Uo(1R3立)R1 R2 R3把题目给定的数据代入上式中,得:U

26、o(1 紬 19-15 在题图9-15中，已知R,50k Q, RF100k Q, R233k Q, R3Ui 1V o (1)求电压放大倍数 Auf ;值应增大到多少? 解：(1)Auf住(1R1(2)10050(1R3)IAufRfR1RfR1 550 250K Q9-16 电路如题图9-16所示,】1A OO+JJ题图9-145.4V3k Q, R4 2k Q,(2)如果R30,要得到同样的电压放大倍数,题图9-15已知 Ui1 1V,Ui2 2V, Ui3 3V, Ui4 4V, R1R2 2k Q,Rf的阻R3 R 4 Rf 1kQ,试计算输出电压Uoi4和 iF ,由图Uo解：设题

27、图9-16电路中的电阻Ri、R2、R3、R4 和Rf上的电流分别为i1、i2、i3、 并设所有电流方向均从左向右流动。示电路可得：i 1 + i2 = iFi3 + i4 = 0根据图中元件连接情况可得各电流与电位的关系：iiUii Ui2Ui2 URiR2U UoiF RfUi3 U i3，i4Ui4UR3R4把式代入式中，整理后得：Ui1 Ui 211( )UUUoR1R2R1R2RfRfUi3Ui4( 11)U0R3R4R3 R4由式可知：UR(Ui1Ui2Uo)其中 R = R1 / R2 / RfR1R2/Rf由式可知：Ur34(Ui3 U©其中 R34= R3 / R4R

28、3 R4因为U+ = U-,所以得：R34(Ui3Ui4)R(Ui1Ui2Uo )R3R4R1 R2 Rf解得:Rf ( RRR34R34r (Ui1Ui2Ui3Ui4)R R1R2R3R4uoRf把数值代入得:Uo = 5.5V9-17 求题图9-17所示电路的Uo和 Ui的运算关系o解:题图9-17Uo-!题图9-23设第一级集成运算放大电路输出端 对“地”输出为U01 ,第二级输出端对“地”输出为U02，则由题图9-17可知: Uo = U 02 - U 01从题图9-17可知道，其第一级是 典型反相比例运算电路，因此有UoiRf一Ui1R1Rf 一UiR1第二级也是反相比例电路，故Uo2R一 Ui2RR一 Uo1Uo1UoUo2Uo1Uo1Uo12uo1 2R UiR19-18在题图9-18中，已知Rf2R1, ui2V ,试求输出电压Uo 。解：第一级是电压跟随器, 比例运算电路，故有:第二级为反相RfUo Uo1R12 ( 2)RfUiR14V9-19在题图9-19所示的电路中Uo与各输入电压的运算关系式。解：设两级运算放大电