电气工程学概论林孔元主编第十七章部分习题解答

电气工程学概论第十七章部分习题解答17-117.1晶体管的静态偏置电路如图所示，其中=99，Rc=2.5k，RE=2.5k。⑴试求UE，IE，IB，IC，UCE并判断晶体管的静态工作点是否位于线性放大区（设UBE＝0.7V）；⑵保持晶体管电流放大系数及电阻RE不变，试确定使晶体管工作于线性放大区的电阻RC的取值范围。解：⑴∵UB=3.2V；∴发射结正偏，UE=UB0.7=2.5V；A10mA,99.01mA,1k5.25.2CBECEEEIIIIRUI5.125.299.01515CCCIRUV；V025.1015EECCCERIRIU；∴集电结反偏，晶体管工作于线性放大区。⑵设UCES=0.3V，∴当k3.12CCESEECCCIURIUR时，晶体管工作于线性放大区。17.2晶体管共集电极放大电路如图所示，设UBE＝0.7V。⑴求晶体管静态工作点（IB，IE，UCE），并判断晶体管的工作状态；⑵设RB为可调电阻，当希望进一步调高静态工作点时，应如何调节RB。解：⑴设IB0，则13.2VV8.17.05.2CEEUU，∴晶体管的工作在放大区；∵2.5=IBRB+UBE+(1+)IBRE∴IB=25.46AIC=IAUCE=15IERE=13.23V[IE=(1+)IA]⑵∵调高静态工作点∴BBCRII；17.3将固定分压式共射极放大电路的输入侧进行戴维南等效变换，得到图示电路，设RB1=1.2k，RB2=1.2k，=99，UBE=0.7V。⑴求晶体管的静态工作点。⑵画出微变等效电路。⑶求不加旁路电容CE时的ioUU和iEUU。⑷若输入信号的最低频率为200Hz，试确定射极电阻的旁路电容的最小取值（E31ERXC）。⑸射极电阻被旁路后，重新画出微变等效模型并计算电路增益ioUU。3.2V题17.1图V15REIERCIC2.5V题17.2图V15REIE1kIB600RB=100电气工程学概论第十七章部分习题解答17-2解：⑴∵V5.215B2B2B1BBRRRU，RB=RB1//RB2=1k,∵UBB=IBRB+UBE+(1+)IBRE∴IB=25.7AIC=IB=2.54mAUCE=15ICRCIERE=7.38V；⑵微变等效电路如下图所示：⑶k3.1026.026100300mV26300mV261300BEbeIIr24.369010010002300100)1(EbeCioRrRUU98.069010001000690100)1()1(EbeEiERrRUU⑷若输入信号的最低频率为200Hz，23036903121EERfCXC，C3.46μF⑸2.175beCiorRUU17.4共射极放大电路如图所示。⑴设=200，选择R1，R2和RE，使B3VU，E10mAI，I1=10IB；⑵设140kR，210kR，2EImA,=70，求该电路的输入电阻；⑶保持⑵参数不变，选择RC的阻值，使200ioUU；⑷保持⑵及⑶参数不变，求静态值UCE并分析晶体管始终处于放大状态时输入电压的2.5V题17.3图REuE1k+690RB1RCuo2300+15VuiRB2+15VIB1等效CBibRErbeibuERBEk6902.3kRCuoui+++电气工程学概论第十七章部分习题解答17-3最大幅值；⑸保持⑵参数不变，350ioUU，选取RC的阻值，并分析晶体管始终处于放大状态时输出电压的最大幅值。⑹将射极电阻RE改为RE1和RE2相串联，且RE2被电容旁路，求电路的输入电阻和ioUU（只列公式）。解：⑴∵UB=UBE+UE，UE=IERE∴RE=230∵BE2BBβ)(110IIRIU∴k44.72R（A49.820110mA1EBII）∵B212B1115IIRIU∴k69.221R⑵ri=R1//R2//rbe=985其中：k12.122671200mV261200EbeIr⑶k2.3200beioCCRrRUU⑷V69.57.01515BCCEECCCEURIRIRIU（mA97.11ECII，V315212BRRRU）CEccCESCEoM,minUUUUU∴UoM＝UCE-UCES=5.69-0.3＝5.39V∵iMoM||UUAu∴UiM=UoM/|Au|=28.5mV⑸350beCiorRUU∴RC=5.6kV67.17.015BCCCEURIUCEccCESCEoM,minUUUUU∴UoM＝UCE－UCES＝1.67－0.3＝1.37V⑹ri=R1//R2//[rbe+(1+RE1)E1beCio)1(RrRUU17.5已知信号源开路电压μVsin2100Stu，内阻Rs=1k，负载RL=1k。⑴信号源与负载直接相连（图a），求负载电压uL；⑵在信号源与负载之间插入一个共射极放大电路（图b，ri=1k，ro=1k，Au=100），求负载电压uL；题4图V15CRCi1RBi2R2C1CouERiu3C电气工程学概论第十七章部分习题解答17-4⑶在信号源与共射极放大电路之间插入一个射极输出器（图c，ri1=20k，ro1=50k，Au1=0.95），求负载电压uL。⑷在信号源与共射极放大电路及共射极放大电路与负载之间各插入射极输出器（图d），求Lu。⑸用一可调电阻RCW（0.5RC/2→2RC）替换共射极放大电路的集电极电阻CR，分析图b，图c，图d的空载电压及带载电压的范围。解：⑴对于（a）图SSLSLL21μVsin250utuRRRu⑵对于（b）图∵Rs=1k，ri=1k∴SSiSii21uurRruioLLLuArRRuu∴μVsin22500252110021SSSiSioLLLtuuurRrArRRuu⑶对于（c）图mVsin2535.408.43212095.005.1110021SSSi1Si11io1ioLLi1io1ioLLioLLLtuuurRrArrrArRRuArrrArRRuArRRuuuuuu⑷对于（d）图题17.5图(a)(b)(c)RSuSuLRLrouiAuuiri+RS(d)++uS+uiri1RS+uS+uiri1RS+uS++uLRL+Auu΄iro+RL+Au1uiuLro1+ri+u΄iAu1uiro1+ri+u΄iu˝iAuu΄iro+ri1+Au1u˝iro1+RL+uL电气工程学概论第十七章部分习题解答17-5mVsin2425.725.74212095.005.11100212095.005.11SSSi1Si11io1ii1oi11o1LLi1oLLLtuuurRrArrrArrrArRRuArRRuuuuu⑸∵RCW[0.5RC→2RC]∴ro=RC=0.5RC~2RC=0.5k～2kAuRC∴带载情况下uL空载情况下uLro0.5k2k0.5k2kAu-50-200-50-200图bSoLLSiSioLLL21uArRRurRrArRRuuuSSiSiL21uAurRrAuuu16.7us33.3us25us100us图cSoLLi1io1ioLLL86.0uArRRuArrrArRRuuuuSi1io1iL86.0uAuArrrAuuuu28.7us57.3us43.08us172.3us图dSSi1Si11io1ii1oi11o1LLL78.005.11uAurRrArrrArrrArRRuuuuuSSi1Si11io1ii1oi11L78.0uAurRrArrrArrrAuuuuu37.1us148.6us39us156us17.6设图17-8-4所示场效应管放大电路中，RS被部分旁路后（RS=RS1+RS2，RS1被旁路），试分析图17-8-4(a)和(b)电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：(a)iS2gmguRugu，LDgo//RRugum，S2mLDmio1//RgRRguuri=RGro=RDDGRS2uggmugRGSRDuoui+++RL(a)电气工程学概论第十七章部分习题解答17-6(b)iS2gmguRugu，Lgo//RRuguDmS2mLDmio1//RgRRguuri=RG+RG1//RG2ro=RDDGRS2uggmugRGSRDuoui+++RG1RG2RL(b)