电子学指导书稿其次章

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其次章放大器的基本原理

五、习题解答

2-1杂质半导体有哪两种基本类型？每种类型主要靠哪种载流子导电？

解：杂质半导体有N型半导体和P型半导体两种基本类型。N型半导体主要靠自由电子导电，P型半导体主要靠空穴导电。

2-2什么是PN结？PN结最重要的导电特性是什么？

解：紧凑结合的N型半导体区和P型半导体区的交界区域具有特别的电荷分布。由于载流子在这个区域的扩散和复合会出现一个空间电荷区，这个空间电荷区就是PN结。PN结最重要的导电特性是单向导电性。

2-3在图2-8所示的电路，已知输入电压ui=10sin?t（V），若忽略二极管的正向压降和反向电流，试画出两种电路输出电压的波形，并注明二极管导通和截止的时间区间。

解：

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uI?10sin?t(V)，RL?1K?，

2-4电路如图2-10（a）所示，其输入电压uI1和uI2的波形如图（b）所示，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出输出电压uO的波形，并标出幅值。

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解：此题图解见图2-11。

2-5设两只稳压管的稳压值分别为10V和20V，正向压降均为0.7V，试确定图2-12所示各电路的输出电压值。

解：图2-12（a）10V+20V=30V；图2-12（b）0.7V+0.7V=1.4V；图2-12（c）并联时10V稳压管首先击穿工作，20V的稳压管处于截止状态，电路输出为10V；图2-12（d）两只稳压管均导通，电路的输出电压值为正向压降0.7V。

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2-6有两只三极管，一只的β＝200，ICEO＝200μA；另一只的β＝100，ICEO＝10μA，其它参数大致一致。你认为应选用哪只管子？为什么？

解：选用β＝100、ICEO＝10μA的管子，因其β适中、ICEO较小，因而温度稳定性较另一只管子好。

2-7图2-13所示的几种三极管电路均不符合放大的偏置条件，试指出问题所在。

解：图2-13（a）图示电路UCC为正，不符合PNP型三极管放大条件。

图2-13（b）加在三极管基极的直流静态值被电容C1隔断，不能保

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证电路有适合的静态工作点。

图2-13（c）与分压式偏置放大电路相比，该电路RB1处短路，使得三极管集电结正偏，不符合放大条件。

图2-13（d）与分压式偏置放大电路相比，该电路RB1处断路，使得三极管基极直流电压降低至接近零，无法满足发射结正向偏置的放大条件。

2-8若用万用电表测得教材图2-23（b）所示基本放大电路中UCE≈UCC或UCE≈0，试判断三极管分别处于什么工作状态？

解：三极管分别处于截止和饱和状态。

2-9利用教材图2-26（b）所示输出特性曲线和直流负载线，分析UCC、RB和RC的数值变化对输出回路静态工作点位置的影响。

解：（1）UCC变化，引起直流负载线的平移。

（2）RB变化，引起IB变化，造成静态工作点沿直流负载线上下移动，向上进入饱和区，向下进入截止区。

（3）RC变化，引起直流负载线的斜率变化。

2-10三极管放大电路如教材图2-23（b）所示，已知?=30，RB=300k?，RC=6k?，RL=3k?，UCC=+12V。

（1）计算各静态值；

（2）利用电路的交流微变等效电路，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

解：（1）各静态值

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IB?UCC12??40μARB300IC??IB?30?40?1.2mAUCE?UCC?ICRC?12?1.2?6?4.8V

（2）电压放大倍数、输入电阻和输出电阻已知IC?IE?1.2mA因此有rbe?200?(1??)2626?200?(1?30)?870?IE1.2??RC//RL?6k?//3k??2k?RL电压放大倍数Au????RL30?2000????70rbe870输入电阻ri?RB//rbe?rbe?870?输出电阻r0?RC?6k?

2-11何谓饱和失真？何谓截止失真？简述它们的产生原因和战胜方法。

解：饱和失真：若IB过大，则Q点位置将靠近饱和区，对应于交流输入信号的正半周，uo的底部和io的顶部将因受到饱和区限制而变形，从而出现饱和失真。

截止失真：若IB过小，则Q点位置将靠近截止区，对应于交流输入信号的负半周，uo的顶部和io的底部将因受到截止区限制而变形，从而出现截止失真。

产生原因：静态工作点位置不适当或输入交变信号幅度过大。战胜方法：一方面应选中择适当的静态工作点，另一方面应控制输

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入信号的幅度不能过大。

2-12分压偏置电路是如何实现静态工作点稳定的？该电路中的发射极电阻起什么作用？

解：

（1）要保持基极直流电位UB基本稳定，必需满足IB1>>IB。由于这时IB2=IB1+IB?IB1，所以三极管的基极电位可由RB1和RB2分压决定，即

UB?IB2RB2?RB2UCC

RB1?RB2显然，这时UB与温度无关，三极管参数改变引起的IB变化，对UB基本上也不产生影响。

（2）要保持电路对静态工作点的自动稳定作用，必需满足UE>>UBE。由于这时UB=UE+UBE?UE，所以发射极电流可写为

IE?UEUB?RERE当UB不随温度变化时，IE也不随温度改变。由于IC?IE，所以，集电极电流IC也保持稳定。

该电路自动稳定静态工作点的过程可表示为

T?（?）?IC?（?）?IE?（?）?UE?（?）?UBE?（?）?IB?（?）IC?（?）

RE在电路中的作用：将输出回路电流变化的信号反馈到输入回路中来，实现电流负反馈，起到稳定输出电流的作用。

2-13电路如教材图2-33所示，若已知?=50，RB1=75k?，RB2=30k?，RC=4.7k?，RE=3k?，RL=1k?，UCC=+12V。

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（1）确定电路的静态工作点；

（2）计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：（1）静态工作点

URB2UCCB?R?30?12?3.43VB1?RB275?30IUB?UBEC?IE?R?UB?3.43?1.14mAERE3IIC1.14B???50?22.8?AUCE?UCC?IC(RC?RE)?12?1.14?(4.7?3)?3.22V（2）电压放大倍数、输入电阻和输出电阻

R?RCRL4.7?1L?R?R??0.82k?

CL4.7?1