模电课后(康华光版)习题答案4

第四章部分习题解答4．1．3某BJT的极限参数ICM=100mA，PCM=150mW，V（BR）CEO=30V，若它的工作电压VCE=10V，则工作电流IC不得超过多大？若工作电流IC=1mA，则工作电压的极限值应为多少？解:BJT工作时，其电压和电流及功耗不能超过其极限值，否则将损坏。当工作电压VCE确定时，应根据PCM及ICM确定工作电流IC，即应满足ICVCE≤PCM及IC≤ICM。当VCE=10V时，此值小于ICM=100mA，故此时工作电流不超过15mA即可。同理，当工作电流Ic确定时，应根据ICVCE≤PCM及VCE≤V（BR）CEO确定工作电压VCE的大小。当IC=1mA时，为同时满足上述两个条件，则工作电压的极限值应为30V。4．3．3若将图题3.3.1所示输出特性的BJT接成图题3.3.3所示电路，并设VCC=12V，RC=1kΩ，在基极电路中用VBB=2.2V和Rb=50kΩ串联以代替电流源iB。求该电路中的IB、IC和VCE的值，设VBE=0.7V。图题3.3.1图题3.3.3解:由题3.3.1已求得β=200，故IC=βIB=200×0.03mA=6mAVCE=VCC-ICRc=6V4.3.5图题3.3.6画出了某固定偏流放大电路中BJT的输出特性及交、直流负载线，试求：（1）电源电压VCC，静态电流IB、IC和管压降VCE的值；（2）电阻Rb、Re的值；（3）输出电压的最大不失真幅度；（4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？图题3.3.6解:（1）由图题3.3.6可知，直流负载线与横坐标轴的交点即VCC值的大小，故VCC=6V。由Q点的位置可知，IB=20μA，IC=1mA，VCE=3V。（2）由基极回路得由集-射极回路得（3）求输出电压的最大不失真幅度由交流负载线与输出特性的交点可知，在输入信号的正半周，输出电压vCE从3V到0.8V，变化范围为2.2V；在输入信号的负半周，输出电压vCE从3V到4.6V，变化范围为1.6V。综合起来考虑，输出电压的最大不失真幅度为1.6V。（4）基极正弦电流的最大幅值是20μA.4.3.9单管放大电路如图题3.4.2所示，已知BJT的电流放大系数β=50。（1）估算Q点；（2）画出简化H参数小信号等效电路；（3）估算BJT的输入电阻rbe；（4）如输出端接入4kΩ的电阻负载，计算及。解:（1）估算Q点（2）简化的H参数小信号等效电路如图解3.4.2所示。图题3.4.2图解3.4.2（3）求rbe（4）求（5）求4.3.11电路如图题3.4.4所示，已知BJT的β=100，VBE=-0.7V。（1）试估算该电路的Q点；（2）画出简化的H参数小信号等效电路；（3）求该电路的电压增益，输入电阻Ri、输出电阻Ro；（4）若vo中的交流成分出现图题3.4.4b所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调整电路中的哪个元件？如何调整？图题3.4.4解:（1）估算Q点（2）简化的H参数小信号等效电路如图解3.4.4所示。图解3.4.4（3）求、Ri、Ro。BJT的输入电阻（4）因图题3.4.4a中的BJT是PNP管，故图题3.4.4b中出现的vo失真是截止失真；应调整Rb，使之减小，可消除此失真。4.4．3射极偏置电路和BJT的输出特性曲线如图题3．5．3所示，已知β=60。（1）分别用估算公式和图解法求Q点；（2）求输入电阻rbe；（3）用小信号模型分析法求电压增益；（4）求输出电压最大不失真幅度；（5）若电路其他参数不变，如果要使VCE=4V，问上偏流电阻为多大？图题3.5.3解:（1）估算法求Q点：图解法求Q点：图由vCE-i（Rc+Re）作直流负载线MN，由纵轴IC=1.65mA处作水平线与MN交于Q点，则=VCCcVCE≈7.8V，IB≈28μA。（2）（3）其中（4）由交流负载线M′N′与输出特性曲线的交点可知，输出电压的最大不失真幅度Vom≈11.1V-7.8V=3.3V。（5）当VCE=4V时上偏流电阻4.5．2在图题3．6．2所示电路中，已知Rb=260kΩ，Re=RL=5．1kΩ，Rs=500Ω，VEE=12V，β=50，试求：（1）电路的Q点；（2）电压增益、输入电阻Ri及输出电阻Ro；（3）若=200mv，求。解:（1）求Q点（2）求、Ri、R。（3）时4.5.5电路如图题3．6．4a所示。BJT的电流放大系数为β，输入电阻为rbe，略去了偏置电路。试求下列、输入电阻Ri和输出电阻Ro：①vs2=0，从集电极输出；②vs1=0，从集电极输三种情况下的电压增益出；③vs2=0，从发射极输出。并指出上述①、②两种情况的相位关系能否用图b来表示？符号“+”表示同相输入端，即vc与ve同相。而符号“-”表示反相输入端，即vc与vb反相。图题3.6.4解:①②③①、②两种情况的相位关系能用图b表示，即将vs1加于“-”端，vs2加于“+”端。第五章部分习题解答5.1．1图题4.3.1所示为MOSFET的转移特性，请分别说明各属于何沟道？如是增强型，说明它的开启电压VT=？如是耗尽型，说明它的夹断电压Vp=？（图中iD的假定正向为流进漏极图题4.3.1解:由图题4.3.1可见：图a为N沟道耗尽型MOSFET，其VP=-3V；图b为P沟道耗尽型MOSFET，其VP=2V；图c为P沟道增强型MOSFET，其VT=-4V。5.1.2一个MOSFET的转移特性如图题4.3.3所示（其中漏极电流iD的方向是它的实际方向）。试问：（1）该管是耗尽型还是增强型？（2）是N沟道还是P沟道FET？（3）从这个转移特性上可求出该FET的夹断电压VP还是开启电压VT？其值等于多少？图题4.3.3解:由图题4.3.3可见，它是P沟道增强型MOSFET，其VT=－4V。5.3.5四个FET的转移特性分别如图题4.3.4a、b、c、d所示，其中漏极电流iD的方向是它的实际方向。试问它们各是哪种类型的FET？图题4.3.4解:由图题4.3.4可见：图a为P沟道JFET；图b为N沟道耗尽型MOSFET；图c为P沟道耗尽型MOSFET；图d为N沟道增强型MOSFET。5.2.9已知电路参数如图题4.4.4所示，FET工作点上的互导gm=1mS，设rd》Rd。(1)画出小信号等效电路；（2）求电压增益Àv；（3）求放大电路的输入电阻Ri。解:（1）画小信号等效电路图题4.4.4图解4.4.4忽略rd，可画出图题4.4.4的小信号等效电路，如图解4.4.4所示。（2）求ÀV（3）求Ri5．5．4电路如图题4.5.4所示，设FET的互导为gm，rd很大；BJT的电流放大系数为β，输入电阻为rbe。试说明T1、T2各属什么组态，求电路的电压增益ÀV、输入电阻Ri及输出电阻Ro的表达式。图题4.5.4解:（1）T1、T2的组态T1为源极输出器，T2为共射极电路。（2）求Àv(3)求Ri和Ro第八章部分习题解答8.3．1在图题5.2.1所示电路中，设BJT的β=100，VBE=0.7V,VCES=0.5V,ICEO=0,电容C对交流可视为短路。输入信号vi为正弦波。（1）计算电路可能达到的最大不失真输出功率Pom；（2）此时Rb应调节到什么数值？（3）此时电路的效率η=？试与工作在乙类的互补对称电路比较。图题5.2.1解：（1）求Pom（2）求Rb考虑到（3）求η显然，比工作于乙类的互补对称电路的理想效率低很多。8.3.3在图题5.2.2所示电路中，设v1为正弦波，RL=8Ω，要求最大输出功率Pom=9W。试求在BJT的饱和压降VCES可以忽略不计的条件下，求：（1）正、负电源VCC的最小值；（2）根据所求VCC最小值，计算相应的ICM、|V（BR）CEO|的最小值；（3）输出功率最大（Pom=9W）时，电源供给的功率PV；（4）每个管子允许的管耗PCM的最小值；（5）当输出功率最大（Pom=9W）时的输入电压有效值。图题5.2.2解：（1）VCC的最小值由可求得（2）ICM和|V（BR）CEO|的最小值（3）求Pv设IC（AV）为电流平均值，则（4）PCM的最小值（5）输入电压有效值8.3．4设电路如图题5.2.2所示，管子在输入信号v1作用下，在一周期内T1和T2轮流导电约180°，电源电压VCC=20V，负载RL=8Ω，试计算：（1）在输入信号Vi=10V(有效值)时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率；（2）当输入信号vi的幅值为Vim=Vcc=20V时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。解：（1）Vi=10V时输出功率每管的管耗两管的管耗PT=2PT1=10.04W电源供给的功率PV=Po+PT=12.25+10.04=22.29W效率(2)8.4．3一单电源互补对称电路如图题5.3.3所示，设T1、T2的特性完全对称，vi为正弦波，VCC=12V，RL=8Ω，试回答下列问题：(1)静态时，电容C2两端电压应是多少？调整哪个阻能满足这一要求？(2)动态时，若输出电压vo出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？(3)若R1=R2=1.1kΩ,T1和T2的β=40，|VBE|=0.7V,PCM=400mW,假设D1、D2、R2中任意一个开路，将会产生什么后果？图题5.3.3解：（1）静态时，C2两端电压应为,调整R1或R3可满足这一要求。（2）若vo出现交越失真，可增大R2。（3）若D1、D2或R2中有一个开路，则由于T1、T2的静态功耗为即PT1=PT2>>PCM，所以会烧坏功放管。8.5．22030集成功率放大器的一种应用电路如图题5.4.2所示，假定其输出级BJT的饱和压降VCES略不计，vi为正弦波电压。可以忽（1）指出该电路是属于OTL还是OCL电路；（2）求理想情况下最大输出功率Pom；（3）求电路输出级的效率η。图题5.4.2解：（1）属于OCL电路（2）最大输出功率（3）效率电源供给的功率PV和效率η分别为第六章部分习题解答6．1．1电路如图题6.1.2所示，所有BJT的β均很大，VBE=0.7V，且T2、T3特性相同，电路参数如图。问：(1)T2、T3和R组成什么电路？在电路中起什么作用？(2)电路中T1、Rel起电平移动作用，保证vi=0时，vo=0。求IREF、IC3和Rel的值。图题6.1.2解：（1）T2、T3和R组成镜像电流源电路，在电路中作为BJTT1的恒流源负载，提高带负载能力。（2）当vi=0时，vo=06．2．2双端输入、双端输出理想的差分式放大电路如图题6.2.2所示。求解下列问题：（1）若vil=1500μV,vi2=500μV，求差模输入电压vid，共模输入电压vic的值；（2）若AVD=100，求差模输出电压vod；（3）当输入电压为vid时，若从c2点输出，求vc2与vid的相位关系；（4）若输出电压vo=1000vi1-999vi2时，求电路的AVD、AVC和KCMR的值。图题6.2.2解：（1）差模输入电压为共模输入电压为（2）AVD=100，差模输出电压为（3）vc2与vid同相。（4）vo=1000vi1-999vi2，求AVD、AVC和KCMR的值。所以则6．2．2电路如图题6.2.3所示，Rel=Re2=100Ω,BJT的β=100，VBE=0.6V。求：（1）Q点（IBI、ICI、VCE1）；（2）当vil=0.01V、vi2=-0.01V时，求输出电压vo=vo1-vo2的值；（3）当c1、c2间接入负载电阻RL=5.6kΩ时，求vo的值；（4）求电路的差模输入电阻Rid、共模输入电阻Ric和输出电阻Ro。图题6.2.3解：（1）当vid=0时，求Q点。（2）当vi1=0.01V，vi2=－0.01V时，求输出电压vo的值。（3）当C1、C2间接入RL=5.6kΩ,求vo。（4）求Rid、Ric和Ro差模输入电阻Rid为共模输入电阻Ric为输出电阻Ro为6．2．2电路参数如图题6.2.3所示。求：（1）单端输出且当RL=∞时，vo2=？；RL=5.6kΩ时，（2）不接RL时，单端输出的AVD2、AVC2和KCMR=?的值。（3）差模输入电阻Rid、共模输入电阻Ric和不接RL时，单端输出的输出电阻Ro的值。解：（1）RL=