电子线路线性部分第四版习题解答

1、1-2 一功率管，它的最大输出功率是否仅受其极限参数限制？为什么？解：否。还受功率管工作状态的影响，在极限参数中，PCM还受功率管所处环境温度、散热条件等影响。1-3 功率放大器要求输出功率Po= 1000 W,当集电极效率c由40%提高到70%。时,试问直流电源提供的直流功率Pd和功率管耗散功率 Pc各减小多少？解：当ci = 40时，Pdi =Po/c = 2500 W, Pci = Pdi Po=1500 W当C2 = 70时，Pd2 =Po/c =1428.57 W, Pc2 = Pd2 Po = 428.57W可见，随着效率升高，Pd下降，(Pd1 Pd2)= 1071.43 WPc

2、 下降，(Pc1 Pc2)= 1071.43 W1-如图所示为低频功率晶体管3DD325的输出特性曲线，由它接成的放大器如图 1-2-1(a)所示，已知 Vcc= 5 V,试求下列条件下的 Pl、Pd、 c (运用图解法)：(1) Rl = 10,Q点在负载线中点，充分激励；(2) Rl = 5, Ibq同(1)值，Icm = Icq; (3) Rl = 5,Q点在负载线中点，激励同(1)值；(4) Rl = 5, Q点在负载线中点，充分激励。UmA 12mA- 10 mA8mA6mA4mAl 1mAIM莒加解：(1) Rl = 10 时，作负载线(由Vce = VccIcRl),取Q在放大区

3、负载线中点，充分激励，由图得 Vceqi = 2.6V , Icqi = 220mA , Ibqi = Ibm = 2.4mA因为 Vcm = Vceqi VcE(sat) = (2.60.2) V =2.4 V, Icm = I cqi = 220 mA 1所以 PlVcm 1cm264 mWPd = Vcc Icqi =cim cim2W, c = Pl/ Pd = 24(2)当 Rl= 5 时，由 Vce = VccIcRl作负载线，Ibq同(1)值，即Ibq2 = 2.4mA ,得 Q2 点，Vceq2 = 3.8V , Icq2 = 260mA这时，Vcm= Vcc Vceq2 =1

4、.2 V , Icm= I CQ2 = 260 mA 1 所以PlVcm I cm 156 mW , Pd = Vcc Icq2 = 1.3 W , c = Pl/ Pd = 122(3)当Rl = 5, Q在放大区内的中点，激励同(1),由图 Q3 点，Vceq3 = 2.75V , Icq3= 460mA , Ibq3 = 4.6mA , Ibm = 2.4mA相应的 VcEmin = 1.55V , iCmax= 700mA。因为 Vcm = VCEQ3 VCEmin = 1.2 V) I cm = iCmax I CQ3 = 240 mA1所以 Pl-Vcm I cm 144mW ,

5、Pd = Vcc Icq3 = 2.3 W ,c = Pl/ Pd = 6.262(4 当 Rl = 5,充分激励时，Icm= I CQ3 = 460 mA , Vcm= Vcc Vceq3 =2.25 V1所以PlVcm I cm 517.5mW , Pd = Vcc Icq3 = 2.3 W, c = Pl/ Pd = 22.5ci ci21-7如图所示为三种甲类功率放大器的输出电路，采用相同的功率管及 Vcc值。设VCE(sat) = 0, I CEO= 0 ,变压器是理想无耗的，试在同一输出特性曲线上作出各电路的交、直流负载线，并求这三种放大器的最大输出功率之比Pl max(a) :

6、PLmax(b) : PLmax(c)。maxi a ) maxi ) maxi c 1io knCiio knTF解：(1直流负载线方程vce = Vcc icRc,负载线CD ,当 ic= Icq 时，CD ,当 ic= Icq 时，Vceq = Vcc交流负载线中点过 Q,斜率为(1/Rl), RlRl / Rc1-Rc ,根据交流负载线 AB2Icm = I CQ, Vcm = VCEQ = I cm RL代入Vceq方程中Vcm= VccIcmRc = V代入Vceq方程中Vcm= VccIcmRc = Vcc I CQ Rc=Vcc2I cm Rl = Vcc 2Vcm解得1Vcm

7、-Vcc,3cm1Vcc 3RlPL max( a)1 Vcc3RlIVCc18 Rl% 3PdVcc I CQ VCC I cmi vcc3 Rl所以(2)交流负载相同，均为Vcm = Vceq = Vcc/2 , I 所以(2)交流负载相同，均为Vcm = Vceq = Vcc/2 , I cm I CQCF ,为获最大输出功率,VccQ处于交流负载线的中点，故所以PL max( b)2Rl1V Icm cm21VCC； Pd8 RlVcc I cqvCC2RlPL max(a)CPdC(b)PL max( b)1Pd4(3)因为直流负载电阻为零，故直流负载线为 MN,当Qc处于中点时，得

8、CG,交流负载线斜率为(1/Rl)的直线Vcm = VCEQ = VCC ,Icm I CQRC(b)PL max( b)1Pd4(3)因为直流负载电阻为零，故直流负载线为 MN,当Qc处于中点时，得CG,交流负载线斜率为(1/Rl)的直线Vcm = VCEQ = VCC ,Icm I CQRl1PL max(c), Vcm I cmVCC I CQVCc b-CC,所以RLC(c)PL max( c)Pd所1 以 PL max( a) . PL max( b) : PL max( c)1811 4:9:362C(a) . C(b) . C(c)1 16.41一 2:3:621-8如图(a)出

9、特性曲线。已知所示为变压器耦合甲类功率放大电路，图(b)所示为功率管的理想化输Rl = 8 ，设变压器是理想的，Re上的直流压降可忽略，试运用图解法:(1) Vcc = 15 V,Rl = 50,在负载匹配时,求相应的n、 PLmax、C； (2)保持(1)中Vcc. Ibm不变，将Icq增加一倍，求 Pl值;(3)保持(1)中 Icq、Rl、Ibm不变，将 Vcc增加一倍，求Pl值；(4)在(3)条件中，将I bm增加一倍，试分析工作状态。解：(1)因为 Vcc = 15 V , Rl = 50匹配时，ICQ1 I cm 等 0.3ARl由此得知Qi的坐标为Qi(15V, 0.3A) , Q

10、i 点处于交流负载线 AB的中点，其在坐标轴上的 截距为 A(32 V, 0), B(0, 0.6A)。由图可见Icm = |CQ1=0.3A , Vcm= VCC = 15 V此时，PLmaxVcmlcm 2.25W,Pd Vcc ICQ 4.5WC。签 5% n JR：50 25Rl是否变化没说明，故分两种情况讨论当Rl不变时，因为Icq增加一倍，因此，Rl已不是匹配值，其交流负载线平行移动，为一条过Q2点的直线EF(Rl不变，斜率不变，Icq增加，Q点升高)此时，由于Vcc、Ibm、Rl都不变，其PLmax亦不变，为2.25 W(Ibm不变，Icm不变，Vcm不变)但Pd = VccIc

11、q = 9 W c PLmax/ Pd = 25%当Rl改变时，且Rl 50,交流负载线以 Q2为中心逆时针转动，但由于激励不变，输出将出现饱和失真。Vcc = 30 V,交流负载线平移到EF ,静态工作点为 Q3,因为Ibm不变，所以Vcm不变，Icm不变，因此 Pl不变，Pl= 2.25 W,但Vcc=30 V,所以Pd = VccIcq = 9 W c Pl/ Pd = 25%(4) Ibm= 6 mA,以Q3点为静态工作点，出现截止失真。1-9单管甲类变压器耦合和乙类变压器耦合推挽功率放大器采用相同的功率管3DD303、相同的电源电压 Vcc和负载Rl,且甲类放大器的 R等于匹配值，设

12、VcE(sat)= 0 , Iceo=0, Re忽略不计。(1)已知Vcc = 30 V,放大器的icmax = 2 A , Rl= 8,输入充分激励，试作交流负载线，并比较两放大器的Pomax、 Pcmax、C、Rl、n； (2)功率管的极限参数Pcm = 30 W, Icm = 3 A, V(br)ceo= 60 V ,试求充分利用功率管时两放大器的最大输出功率Pomaxo解：(1)见表甲类乙类交流负 载线113060 也可i（ /A I2jo60 mPomax1Vcm I 211cm-Vcc -icmax 15W22111-Vcm I cm-Vcc- icmax30W222Pcmax2P

13、omax = 30 W0.2Pomax = 6 W（单管）C50%78.5%Rl2 -Vcc / 2Pomax30 2Vcm / 2 Pomax15IRl130|Rl,15 . ”n1 1.94- 1.37Rl8 8R Rl8 8(2)见表甲类乙类P omax1Pomax-PCM- 30W 15W21Pomax-V(BR)CEO I CM8 1 -60V 3A 22.5W 8所以 PomaxPomax15W1Pomax V(BR)CEO I CM41-60V 3A 45W 4Pomax5Pcm5 30W 150W所以 PomaxPomax45W1-14如图所示为两级功放电路，其中，Ti、T2工

14、作于乙类，试指出 T4、R2、R3的作用。当输人端加上激励信号时产生的负载电流为iL = 2sin t (A),讨计算：(1)当Rl = 8 时的输出功率Pl；(2)每管的管耗Pc；(3)输出级的效率C。设R5、R6电阻不计。解：丁4、电、R3组成具有直流电压并联负反馈的恒压源，给Ti、T2互补管提供克服交越失真的直流正偏压。2Pl TcmRL 16W 2 TOC o 1-5 h z (Vcc I cm)PdPlPd CC 25.47W,PcdL 4.74W兀2Vcmc,0.8, C (兀/4)62.83%Vcc/21-16试按下列要求画单电源互补推挽功率放大器电路：(1)互补功率管为复合管；(2)推动级采用自举电路；(3)引入末级过流保护电路；(4)采用二极管偏置电路。解：按要求画出的单电源互补推挽功率放大器电路如图所示。图中 Ti为推动级，T2、 T3、T4、T5为准互补推挽功率级，D1、D2为末级偏置电路，T6、T7为过流保护电路，C2为自举电容。自举电容。1-17两级功放原理电路如图所示。试:(1)简述电路工作原理；(2)已知Vcc = Vee