第四章习题答案

1A实际电流方向为红箭头BCIAIBIC图题4.1.2基极偏置电阻Rb被短路，VCC的极性也不对。TRcvivoVCC+−+−RcCb1viCb2voRbVCC+−+−TRcCb1viCb2voRb−VCC+−+−T此为正常的放大电路。基极耦合电容的位置不对，把静态的IB隔断了。VCC的极性不对，集电结无法获得反偏。+VCCVBBRCRbCb1Cb2T+−−vovi题图4.2.1第四章习题：(P185)4.1BJT4.1.1测得某放大电路中晶体管的三个电极A、B、C的对地电位分别为VA=−9V，VB=−6V，VC=−6.2V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e，集电极c，并说明此晶体管是NPN管还是PNP管。解：所有电压都是负值，应该为PNP型管；VB电压最低是发射极；VC仅比VB高0.2V是基极；VA电压最高是集电极。4.1.2某放大电路中晶体管的三个电极A、B、C的电流如图题4.1.2所示，用万用表的直流电流挡测得IA=－2mA，IB=－0.04mA，IC=＋2.04mA，试分析A、B、C中那个是基极b、发射极e、集电极c，并说明此管是PNP管还是NPN管，它的=？β解：A——集电极B——基极C——发射极；此管是NPN型；IC=2mA，IB=0.04mA，IE=2.04mA；5104.004.2===mAmAIIBCβ4.1.3某晶体管的极限参数ICM=100mA，PCM=150mW，V(BR)CEO=30V，若它的工作电压VCE=10V，则工作电流不能IC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：据PCM=iCvCE当VCE=10V时，其mAVmWvPiCECMC1510150==≤当IC=1mA时，计算出的，已经超出晶体管的VmAmWiPvCCMCE1501150==≤V(BR)CEO，应取30V。4.2基本共射极放大电路4.2.1试分析图题4.2.1所示各电路对正弦交流信号有无放大作用，并简述理由(设各电容的容抗可忽略)。2VBE小于发射结的门限电压(硅管Vth=0.5V)12V12V4K20KTβ=8040K500KSABC图题4.2.2iB：10µA/级0vCE/ViC/mA5101020iB=10µA∆iC∆iBVCES≈0.8VVCES≈0.4V图题4.3.14.2.2电路如图题4.2.2所示，设晶体管的β=80，VBE=0.6V，ICEO、VCES可忽略不计，试分析当开关S分别接通A、B、C三位置时，晶体管各工作在其输出特性曲线的哪个区域，并求出相应的集电极电流IC。解：饱和临界mAKVRVICCCC3412=Ω=≈′饱和临界AmAIICBµβ5.37803==′=′当开关置于A时：工作于饱和区；BbBECCBAIAKVVRVVI′=−=−=＞µ285406.012当开关置于B时：工作于放大区；BbBECCBBIAKVVRVVI′=−=−=＜µ8.225006.012当开关置于B时：IBC=0，VBE为负值，工作于截止区。4.2.3测量某硅晶体管各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？(a)VC=6VVB=0.7VVE=0V(b)VC=6VVB=2VVE=1.3V(c)VC=6VVB=6VVE=5.4V(d)VC=6VVB=4VVE=3.6V(e)VC=3.6VVB=4VVE=3.4V答：(a)工作于放大区；(b)工作于放大区；(c)工作于饱和区；(d)工作于截止区；(e)工作于饱和区；4.3放大电路的分析方法4.3.1BJT的输出特性如图题4.3.1所示，求该器件的β值；当iC=10mA和iC=20mA时，管子的饱和压降VCES为多少？答：由图可求出200204=≈∆∆=AmAiiBCµβ当iC=10mA时，VCES≈0.4V当iC=20mA时，VCES≈0.8V3iB：10µA/级0vCE/ViC/mA5101020iB=20µA15VCEQ=9VICQ=4mAQICEQ=4mARciCVCCiB题图4.3.2RciCVCCiBRc1KVCC12VVBB=2.2VRb=50K图题4.3.3Rc200ΩVCC6VVBB=3.2VRb=20K图题4.3.44.3.2设输出特性如图题4.3.1所示的BJT接入图题4.3.2所示的电路，图中VCC=15V，RC=1.5K，iB=20µA，求该器件的Q点。解：Q点即为IBQ、ICQ、VCEQ已知β=200，iB=20µAICQ=βiB=20µA×200=4mAVCEQ=VCC−ICRC=15V−4mA×1.5K=9V4.3.3若将图题4.3.1所示输出特性的BJT接成图题4.3.2的电路，并设VCC=12V，RC=1K，在基极电路中用VBB=2.2V和Rb=50K的电阻串联以代替电流源iB。求该电路中的IBQ、ICQ和VCEQ的值，设VBEQ=0.7V。解：已知晶体管的β=200，VCC=12V，VBB=2.2VRC=1K，Rb=50KVBE=0.7VAKVVRVVIbBEBBBQµ30507.0.2.2=−=−=ICQ=βIBQ=200×30µA=6mAVCEQ=VCC－ICQRC=12V－6mA×1K=6V4.3.4设输出特性如图题4.3.1所示输出特性的BJT接成图题4.3.2的电路，其基极端上接VBB=3.2V与电阻Rb=20K相串联，而VCC=6V，RC=200Ω，求电路中的IBQ、ICQ和VCEQ的值，设VBEQ=0.7V。解：已知晶体管的β=200，VCC=6V，VBB=3.2VRC=200Ω=0.2K，Rb=20KVBEQ=0.7VAKVVRVVIbBEBBBQµ125207.0.2.3=−=−=ICQ=βIBQ=200×125µA=25mAVCEQ=VCC-ICQRC=6V－25mA×0.2K=1V4.3.5电路如图题4.3.5a所示，该电路的交、直流负载线绘于图题4.3.5b中，试求：⑴电源电压VCC，IBQ、ICQ和管压降VCEQ的值；⑵电阻Rb，Rc的值；⑶输出电压的最大不失真幅度；⑷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？4RcCb1viCb2voRbVCC++−−RL图题4.3.5a0vCE/ViC/mA0.512345611.522.53iB=10µA50µA40µA30µAQiBmvomVCC20µAICIB=20µA图题4.3.5bRc5KΩ+VEE+10VT图题4.3.6Re10KΩ−VCC−10VvB+−Rc5KΩ+VEE+10VTRe10KΩ−VCC−10VvB+−iCvEvCE+−+−Rc+VEE+10VTRe−VCC−10VvB+−9V+−+−10V+−8.3V+−10V图题4.3.7解：⑴由图可测出：VCC=6V，IB=20µA，IC=1mA，VCEQ=3V⑵Ω===KAVIVRBCCb300206µΩ===KmAVIVRCmCCC326⑶由图看出：vom≈1.5V⑷由图看出：iBm≈20µA4.3.6设PNP型硅BJT的电路如图题4.3.6所示。问vB在什么变化范围内，使T工作在放大区？令β=100。解：可将电路画成如下的习惯画法。并设⎥vCE⎢=1V时为临界饱和。集电极临界饱和电流：CeEECCCmRRVVVi+−+=7.0mAKKVVV29.15107.01010≈+−+=此时的基极电压为：(以+VEE为参考电位)eCmBEQBRiVv+≈maxVKmAV6.131029.17.0−=×+=若以两个电源的中点为参考点位，则：VVVvB6.3106.13max−=−−=vB的最小值大于BJT的门限电压(vth=0.5V)才由截止区进入放大区。minBv故vB在0.5～3.6V之间变化时，BJT工作于放大区。4.3.7在题图4.3.6中，试重新选取Re和RC的值，以便当vB=1V时，集电极对地电压vC=0。解：根据题意，转变成以+VEE为参考电位的电路如右图。此时可明显看出VRC和VRe上的电压之比为，若保持RC与Re的总阻值不3.810变，Ω≈+×=KKRC2.83.8101015Ω≈+×=KKRC8.63.8103.8155RcRb2Cb1viCb2voRb1−VCCReRL++－－T(a)+−βibicrbeibRLvoRCRb2ReiTRb1+−vi(c)Rb2Cb1viCb2voRb1VCCRe2++－－TRb3CeRe1+−βibicrbeibvoRb2ReRb3+−viRb1(b)vi+－RcRb2Cb1Cb2voRb1−VCC+－TRb1Rb2rbeβIbRCIbICvi+－vo+－(d)RcRb2C1viC3voRb1VCCRe++－－TC2RerbeβIbRCvi+－vo+－图题4.3.8Rc4KCb1viCb2voRb300KVCC12VRS500ΩvS50µF50µF++−−RL4KRLICRbrbeβIbRCVoviIbvsRS++−+−−题图4.3.94.3.8画出图题4.3.8所示电路的小信号等效电路，设电路中各电容容抗均可忽略，并注意标出电压、电流的正方向。4.3.9单管放大器如图题4.3.9所示，已知晶体管的电流放大系数β=50。⑴估算Q点；⑵画出简化h参数小信号等效电路；⑶估算晶体管的输入电阻rbe；⑷如输出端接4KΩ电阻负载，计算Av=vo∕vi及Avs=vo∕vs。解：⑴估算Q点(即求IBQ、ICQ、VCEQ)AKVRVIbCCBQµ4030012==≈ICQ=βIBQ=50×40µA=2mAVCEQ=VCC－ICQRC=12V－2×4K=4V⑵画出h参数等效电路6⑶bebebirrRR≈=∥Ω=+=++=8632265120026)1(200EImVβ⑷KKKKKRRRRRRRLCLCCLL24444=+×=+==′∥116863.0250−=×−=′−=KKrRAbeLvβ735.0863.0250−=+×−=+′−≈KKKRrRASbeLvsβ4.3.10放大电路如图题4.3.5a所示，已知VCC=12V，BJT的β=20。若要求Av≥100，ICQ=1mA，试确定Rb、RC的值，并计算VCEQ，设RL=∞。解：先求晶体管的rbeΩ=+≈++=74612621200)()(26)1(200mAImVrEbeβ据(RL=∞)beCvrRAβ−=考虑到要求Av≥100，取RC=4K；KKArRvbeC73.320100746.0=×==βAmAIICQBQµβ50201===KmAVIVIVVRBQCCBQBEQCCb24005.012==≈−=VKmAVRIVVCCQCCCEQ84112=×−=−=4.3.11电路如图题4.3.11所示，已知BJT的β=100，VBEQ=－0.7V。⑴试估算该电路的Q点；⑵画出简化的H参数小信号等效电路；⑶求该电路的电压增益Av，输入电阻Ri、输出电阻Ro；⑷若vo中的交流成分出现图题4.3.11b所示的失真现象，问是饱和失真还是截止失真？为消除此失真，应调整电路中的哪个元件？如何调整？解：⑴ICQ=βIBQ=100×37.7µA=3.77mAbBECCBQRVVI−=AKVVµ383007.012≈−=VCEQ=VCC－ICQRC=12V－3.77mA×2K=4.46V⑵vstOvotORc2KCb1viCb2voRb300K−12VRSvSRL4K图题4.3.11(b)(a)RcCb1viCb2voRbVCC12V++−−题图4.3.10RLRLICRbrbeβIbRCvoviIbvSRS+++−−−vstOvotORc2KCb1viCb2voRb300K−12VRSvSRL4K图题4.3.11(b)(a)RcCb1viCb2voRbVCC12V++−−题图4.3.10RL7⑶KImVrEbe897.077.32610120026)1(200≈×+=++=β6.148897.0642100//−≈××−=⋅−=KKKKrRRAbeLCVβKKKKKrRRbebi894.0897.0300897.0300//≈+×==KRRC20=≈⑷因是PNP型管，在vs的正半周