电工电子技术基础 第2版 学习领域6-习题解答

电工电子技术基础（第2版）学习领域6习题解答三、分析计算题1.晶体管的基本结构包括发射区、基区和集电区，放大原理基于基极电流对集电极电流的控制作用，工作模式包括截止模式、放大模式和饱和模式。2.晶体管输出特性曲线的三种工作状态及特性如下：截止状态：发射结反偏、集电结反偏，iC≈0，相当于断开开关；放大状态：发射结正偏、集电结反偏，iC=βiB，电流可控且与uCE无关，用于放大；饱和状态：发射结正偏、集电结正偏，uCE≈UCES，iC不饱和，相当于闭合开关。3.晶体管结构上主要特点是E区的掺杂浓度高，B区的掺杂浓度低且薄，C区结面积较大，因此E极和C极不可调换使用。4.内部条件：发射区掺杂浓度高；基区薄且掺杂浓度低；集电区面积大。外部条件：发射结正偏；集电结反偏。5.两管的穿透电流分别为ICEO1=(1+βICEO2=(1+β可见，选用第一个管子较好，因为穿透电流小，温度稳定性好。6.直流通路：电容断开；交流通路：电容短路，直流电源短路7.当放大电路无输入信号时，电路中只有直流电源起作用，此时晶体管各极的直流电流和电压值就是静态工作点。以共射极放大电路为例，基极电流IBQ、集电极电流ICQ和集-射极电压UCEQ就构成了静态工作点的参数。对放大电路的影响：放大电路的目的是对输入信号进行不失真的放大。合适的静态工作点能保证输入信号在整个周期内都能使晶体管工作在放大区，这样输出信号就能如实反映输入信号的变化。当静态工作点设置过高时，在输入信号的正半周，晶体管可能会进入饱和区，此时集电极电流不再随基极电流的增大而线性增大，导致输出信号的正半周出现失真，即饱和失真。当静态工作点设置过低时，在输入信号的负半周，晶体管可能会进入截止区，基极电流为零，集电极电流也基本为零，导致输出信号的负半周出现失真，即截止失真。8.估算法、图解法（1）图解法：它是在晶体管的输入、输出特性曲线上，通过作图的方法来分析放大电路的工作情况。具体做法是先根据放大电路的直流通路确定静态工作点，然后根据交流信号的变化范围，在特性曲线上画出交流负载线，从而得到输出信号的波形。由于是通过作图来分析，所以能很直观地看到电压和电流的变化过程以及失真情况。但在实际操作中，需要精确绘制特性曲线和负载线，过程比较复杂，而且绘图的精度会影响分析结果的准确性，对于含有多个晶体管的复杂电路，作图难度会大大增加。（2）微变等效电路法：晶体管的特性是非线性的，但当输入信号很小时，在静态工作点附近的小范围内，晶体管的特性可以近似看作线性的。因此可以将晶体管用一个线性的等效电路来代替，这样整个放大电路就变成了线性电路。对于这个线性电路，可以使用基尔霍夫定律等线性电路的分析方法来计算放大倍数、输入电阻和输出电阻等动态性能指标。不过，该方法是基于小信号假设的，所以只能用于分析小信号放大电路，对于静态工作点的分析需要通过其他方法，对于大信号情况也不适用。（3）估算法：主要是根据放大电路的基本原理和一些近似关系来估算静态工作点。这种方法计算简单，能快速得到一个大致的静态工作点，但由于采用了一些近似关系，所以结果不够精确，通常用于初步设计和对电路性能的大致判断。9.饱和失真和截止失真10.阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。阻容耦合放大电路只能放大交流信号，不能放大直流信号，容耦合放大电路各级静态工作点是互不影响的。直接耦合既放大直流信号，又能放大交流信号。变压器耦合可以阻断直流信号，传输交流信号。11.阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。阻容耦合放大电路只能放大交流信号,不能放大直流信号,容耦合放大电路各级静态工作点是互不影响的。直接耦合既放大直流信号,又能放大交流信号。变压器耦合可以阻断直流信号,传输交流信号。12.由于Au=−RB13.14.IB=IIU画微变等效电路rbeRL'Ari ro=15.集成运放的两个输入端电压差近似为零，称两个端子为“虚短”。集成运放的两个输入端的电流近似为零，称为“虚断”。当运放的一个端子接地时，由运放的特性可得另一端子的电位也近似为零，通常称该端子为“虚地”端。“虚地”并不是真正的接地，各端子仍有极小的电流流入，分析时可认为无电流，若将虚地点接地，则无电流流入运放，运放不能正常工作。16.直接耦合放大电路存在的问题有：（1）静态工作点互相影响：由于各级放大电路的静态工作点相互关联，前一级的静态工作点会影响后一级，导致各级静态工作点难以独立设置和稳定。（2）零点漂移：温度变化、电源电压波动、元器件老化等因素会使放大电路的静态工作点发生缓慢变化，从而使输出端产生一个缓慢变化的电压，即零点漂移。防治的方法有：（1）采用差动放大电路：利用差动放大电路的对称性，能够有效地抑制零点漂移，同时还可以提高放大电路的共模抑制比。（2）采用温度补偿电路：通过引入热敏元件，如热敏电阻、二极管等，来补偿温度变化对静态工作点的影响，从而减小零点漂移。（3）采用调制解调技术：将直流信号转换为交流信号进行放大，然后再将交流信号转换为直流信号，这样可以避免直流放大电路的零点漂移问题。（4）采用集成稳压器：使用集成稳压器来稳定电源电压，减