电工学(下册)电子技术基础第3章习题解答

第3章晶体三极管及其放大电路·120·第3章晶体三极管及其放大电路3.1测得放大电路中的晶体三极管3个电极①、②、③的电流大小和方向如图3.1所示，试判断晶体管的类型（NPN或PNP），说明①、②、③中哪个是基极b、发射极e、集电极c，求出电流放大系数。图3.1习题3.1图解：(a)①-c②-b③-ePNPβ=1.2/0.03=40(b)①-b②-e③-cNPNβ=1.5/0.01=1503.2试判断图3.2所示电路中开关S放在1、2、3哪个位置时的IB最大；放在哪个位置时的IB最小，为什么？RbVT+VCC①②③+VBBIB图3.2习题3.2图解：在①时，发射极相当于一个二级管导通，此时IB就等于此导通电流。在②时，三极管相当于两个并联的二极管，此时IB等于两个二级管导通电流之和，所以此时的电流最大。在③时，发射极导通，集电结反偏，集电结收集电子，所以IB电流下降，此时电流最小。3.3.测得某放大电路中晶体三极管各极直流电位如图3.3所示，判断晶体管三极管的类型（NPN或PNP）及三个电极，并分别说明它们是硅管还是锗管。解：(a)①-e②-c③-b硅NPN(b)①-b②-c③-e锗PNP(c)①-b②-e③-c锗PNP第3章晶体三极管及其放大电路·121·图3.3习题3.3图3.4用万用表直流电压挡测得晶体三极管的各极对地电位如图3.4所示，判断这些晶体管分别处于哪种工作状态（饱和、放大、截止或已损坏）。硅管0V－3V－2.7V(a)锗管1.1V1.3V1V(b)硅管－5V－1.3V－0.6V(c)锗管－0.1V－0.3V0V(d)硅管－9V－5V－6V(e)硅管6V3V0V(f)图3.4习题3.4图解：(a)截止(b)饱和(c)放大(d)饱和(e)截止(f)损坏3.5某晶体管的极限参数为ICM=20mA、PCM=200mW、U(BR)CEO=15V，若它的工作电流IC=10mA，那么它的工作电压UCE不能超过多少？若它的工作电压UCE=12V，那么它的工作电流IC不能超过多少？解：)V(1510200,15min,minCCM(BR)CEOCEIPUU)mA(67.1612200,20min,minCECMCMCUPII3.6图3.5所示电路对正弦信号是否有放大作用？如果没有放大作用，则说明理由并将错误加以改正（设电容的容抗可以忽略）。解：(a)无放大作用。电容C使得集电结反偏不成立。应将电容C改为阻值合适的电阻。(b)无放大作用。VBB使得交流输入信号无法加到三极管上。应在此支路串联一阻值合适的电阻。(c)无放大作用。PNP三极管要求VCVBVE，同时电容C使得发射结正偏不成立。应将VCC的+12V改为－12V，同时将电容C取消。(d)无放大作用。发射极正偏不成立。将电阻Rb接地那一端改为接到VCC。第3章晶体三极管及其放大电路·122·图3.5习题3.6电路图3.7确定图3.6所示电路中的静态工作点ICQ和UCEQ的值图3.6习题3.7电路图解：(a))μA(6.225007.012bBE(on)CCBQRUVI)mA(39.3BQCQII)V(61.8139.312CCQCCCEQRIVU(b))V(77.2108.17.48.1BQV)mA(88.11.17.077.2eBE(on)BQEQCQRUVII)V(29.2)1.13(88.110CEQU第3章晶体三极管及其放大电路·123·3.8在图3.6（a）所示电路中，假设电路其它参数不变，分别改变以下某一项参数时：（1）增大Rb；（2）增大VCC；（3）增大。试定性说明放大电路的IBQ、ICQ和UCEQ将增大、减小还是基本不变。解：Rb↑VCC↑β↑bBE(on)CCBQRUVI↓↑不变BQCQII↓↑↑bBE(on)CCCCCCQCCCEQRUVVRIVU↑↑↓3.9图3.7所示为放大电路的直流通路，晶体管均为硅管，判断它的静态工作点位于哪个区（放大区、饱和区、截止区）。RbRc+VCCVTReRbRc+VCCVTReRbRcVCCVT100kΩ10kΩ2kΩβ=200β=100β=40(-12V)(+12V)(+5V)2kΩ300kΩ500Ω2kΩ3kΩ1V(a)(b)(c)图3.7习题3.9电路图解：(a)发射结正偏导通，假设处于放大区)μA(57.822011007.05BQI)mA(71.1BQCQII)V(56.15)(5ecCQCEQRRIU∴假设错误，三极管处于饱和区。(b)发射结正偏导通，假设处于放大区)μA(2.325.01013007.012BQI)mA(22.3BQCQII)V(95.3)5.02(22.312CEQU∴假设成立，三极管处于放大区。第3章晶体三极管及其放大电路·124·(c)发射结反偏截止，所以三极管处于截止区。3.10画出图3.8所示电路的直流通路和微变等效电路，并注意标出电压、电流的参考方向。设所有电容对交流信号均可视为短路。图3.8习题3.10电路图解:(a)VTRcRb1Rb2Re+VCCrbeReRciUoUbIbI+－+－第3章晶体三极管及其放大电路·125·(b)VTRcRb1Rb2Re1+VCCRe2Rb1Rb2Re1RcRLrbeiUoUbIbI+－+－(c)VTRb1Rb2Re1+VCCRe2Rb3Rb1Rb2Re1rbeiUoUbIbI+－+－Rb3(d)VTRcRb1Rb2Re+VCCRb2RcRLrbeiUoUbIbI+－+－Rb13.11放大电路如图3.9(a)所示。设所有电容对交流均视为短路，BEQU=0.7V，50。（1）估算该电路的静态工作点Q；（2）画出小信号等效电路；（3）求电路的输入电阻iR和输出电阻oR；（4）求电路的电压放大倍数uA；（5）若ou出现如图3.9（b）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，应该调整电路中哪个元件，如何调整？第3章晶体三极管及其放大电路·126·图3.9习题3.11电路图解：(1))μA(7.373007.012BQI)mA(88.1BQCQII)V(35.6388.112CEQU(2))k(0.188.12651300berRbRcRLrbeiUoUbIbI+－+－RssURiRo(3))k(0.1//bebebirrRR)k(3coRR(4)600.12//350'//beLbebLcburRrIRRIUUAio(5)此为截止失真，为减小失真，应减小Rb使Q点上移。3.12图3.10所示NPN三极管组成的分压式工作点稳定电路中，假设电路其它参数不变，分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大电路的IBQ、ICQ、UCEQ、rbe和uA将增大、减小还是基本不变。(1)增大Rb1；(2)增大Rb2；(3)增大Re；(4)增大β。uiC1C2Rb1RcVTuo+VCCRb2ReCe图3.10习题3.12电路图第3章晶体三极管及其放大电路·127·解:Rb1↑Rb2↑Re↑β↑)7.0(1CCb2b1b2eBQVRRRRI↓↑↓↓)7.0(1CCb2b1b2eCQVRRRRI↓↑↓不变eCQCCCEQRIVU↑↓不变不变EQbe26)1(300Ir↑↓↑不变becurRA↓↑↓↑3.13基本放大电路如图3.11所示。设所有电容对交流均视为短路，BEQU=0.7V，100。UCES=0.5V（1）估算电路的静态工作点（ICQ，UCEQ）；（2）求电路的输入电阻iR和输出电阻oR；（3）求电路的电压放大倍数uA和源电压放大倍数usA；（4）求不失真的最大输出电压omaxU。图3.11习题3.13电路图解：(1))V(412603030BQV)mA(65.127.04EQCQII)V(4.5)22(65.112CEQU(2))k(89.165.126101300ber第3章晶体三极管及其放大电路·128·RcRLrbeiUoUbIbI+－+－sURiRoRb1Rb2Rs(3))k(73.1////beb2b1irRRR)k(2coRR(4)55.7089.14//2100'//beLbebLcburRrIRRIUUAio73.68usiiusARRRA(5))V(2.24//265.1,5.04.5min',min,minLCQCESCEQRFmaxoRIUUUUU3.14放大电路如图3.12所示，设所有电容对交流均视为短路。已知BEQ0.7VU，100。（1）估算静态工作点（ICQ，UCEQ）；（2）画出小信号等效电路图；（3）求放大电路输入电阻iR和输出电阻oR；（4）计算交流电压放大倍数uA源电压放大倍数usA。图3.12习题3.14电路图解：(1))V(412201010BQV)mA(65.12.08.17.04EQCQII)V(4.5)2.08.12(65.112CEQU(2))k(89.165.126101300ber第3章晶体三极管及其放大电路·129·RcRLrbeiUoUbIbI+－+－RssURiRoRb1Rb2Re1(3))k(12.5])1(//[//e1beb2b1iRrRRR)k(2coRR(4)04.62.010189.14//2100)1('])1([//e1beLe1bebLcbuRrRRrIRRIUUAio05.5usiiusARRRA3.15电路如图3.13所示，设所有电容对交流均视为短路。已知BEQ0.7VU，100，rce可忽略。（1）估算静态工作点Q（ICQ、IBQ和UCEQ）；（2）求解uA、iR和oR。图3.13习题3.15电路图解：(1))V(412603030BQV)mA(65.127.04EQCQII)V(7.8265.112CEQU)μA(5.16CQBQII(2))k(89.165.126101300ber第3章晶体三极管及其放大电路·130·RLrbeiUoUbIbI+－+－RssURiRoRb1Rb2Re(3))k(45.17]//)1(//[//Lebeb2b1iRRrRRR)(8.271//////sb1b2beeoRRRrRR(4)986.04//210189.14//2101')1(')1(]//)1([//)1(LbeLLebebLebuRrRRRrIRRIUUAio3.16一放大电路如图3.14(a)所示，已知晶体管的UBEQ=0.7V、β=50、rbb'=100Ω，各电容值足够大。试求：(1)静态工作点的值；(2)该放大电路的电压放大倍数uA、源电压放大倍数usA、输入电阻Ri及输出电阻Ro；(3)Ce开路时的静态工作点及uA、usA、Ri、Ro。(4)若ou出现如图3.14（b）所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？uSRSuiC1C2Rb1RcRLVTuo-12VRb2Re32kΩ8kΩ3kΩ1kΩ3kΩCe1kΩ(a)(b)图3.14习题3.16电路图解：(1)BQ8122.4(V)328VCQEQ2.40.71.7(mA)1IICEQ121.7(31)5.2(V)U第3章晶体三极管及其放大电路·131·(2))