模拟电路第四章课后习题答案

第四章习题与思考题◆◆习题4-1在图P4-1所示互补对称电路中，已知VCC为6V，RL为8Ω，假设三极管的饱和管压降UCES＝1V，①试估算电路的最大输出功率Pom；②估算电路中直流电源消耗的功率PV和效率η。解：①WWRUVPLcemCCom563.182)16(2)(22如忽略UCES，则WWRVPLCCom25.2826222②WWRVPLCCV865.2862222%55.54865.2563.1VomPP如忽略UCES，则%53.78865.225.2VomPP此题的意图是理解OCL互补对称放大电路的Pom和PV的估算方法。◆◆习题4-2在图P4-1所示的电路中：①三极管的最大功耗等于多少？②流过三极管的最大集电极电流等于多少？③三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少?④为了在负载上得到最大输出功率Pom，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？解：①WWPPomCM45.025.22.02.0②AARVILCCCM75.086③VVVUCCCEOBR12622)(④因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1uA，而略小于1，故VVVUUCCcemi24.42622。本题的意图是了解OCL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。◆◆习题4-3在图P4-3所示互补对称电路中，已知VCC为6V，RL为8Ω，假设三极管的饱和管压降UCES＝1V，①估算电路的最大输出功率Pom；②估算电路中直流电源消耗的功率PV和效率η。将本题的估算结果与习题4-1进行比较。解：①WWRUVPLcemCCom25.082)13(2)2(22如忽略UCES，则WWRVPLCCom5625.0886822②WWRVPLCCV716.0826222%92.34716.025.0VomPP如忽略UCES，则%56.78716.05625.0VomPP可见，在同样的VCC和RL之下，OCL电路的Pom比OTL电路大得多（大约为4倍）。同时OCL电路的PV也比OTL电路大得多（也大致为4倍）。最终，两种电路得效率基本相同。此题的意图是理解OTL互补对称放大电路的Pom和PV的估算方法，并与OCL电路进行比较。◆◆习题4-4在图P4-3所示的电路中：①估算三极管的最大功耗；②估算三极管的最大集电极电流；③估算三极管集电极和发射极之间承受的最大电压；④为了在负载上得到最大输出功率Pom，输入端应加上的正弦电压有效值等于多少？解：①WWPPomCM1125.05625.02.02.0②AARVILCCCM375.08262③VVUCCCEOBR6)(④因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1uA，而略小于1，故VVVUUCCcemi12.2226222。本题的意图是了解OTL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。◆◆习题4-5在图P4-1和图P4-3所示的两个互补对称电路中，已知RL＝８Ω，假设三极管的饱和管压降UCES均为１V，如果要求得到最大输出功率Pom＝３W，试分别估算两个电路的直流电源VCC分别应为多大。解：对于图P4-1的OCL电路VVUPRVRUVRUIUPCESomLCCLCESCCLcemcmcemom93.7)1382(22)(22122对于图P4-3的OTL电路VVUPRVRUVRUIUPCESomLCCLCESCCLcemcmcemom9.15)1382(2)2(22)2(22122可见，在同样的Pom和RL时，OTL电路的VCC比OCL电路高得多。但前者只需要一个直流电源，而后者需要正、负两路直流电源。本题的意图是对OTL和OCL两种电路进行比较，当要求同样的Pom时所需的VCC各为多少。◆◆习题4-6分析图P4-6中的OTL电路原理，试回答：①静态时，电容C２两端的电压应该等于多少？调整哪个电阻才能达到上述要求？②设R1=1.2kΩ,三极管的β＝５０，PCM=200mW，若电阻R２或某一个二极管开路，三极管是否安全？解：①静态时，电容C２两端的电压应等于VCC/2，即5V。应调整电阻R1达到此要求。②若电阻R２或某一个二极管开路，则mAmARRUVIIBECCBB58.32.12.17.021023121mAmAIIIBCC17958.350121CMCECTTPmWmWUIPP895)5179(1121因此，三极管将被烧毁。本题的意图是理解OTL电路的工作原理，了解保证电路安全的重要措施。◆◆习题4-7分析图P4-7中的OCL电路原理，试回答：①静态时，负载RL中的电流应为多少？②若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？③若二极管VD1或VD2的极性接反，将产生什么后果？④若VD1、VD2、R2三个元件中任一个发生开路，将产生什么后果？解：①静态时，负载RL中的电流应为0，如不符合要求，应调整电阻R1；②若输出电压波形出现交越失真，应调整电阻R2，增大的R2阻值；③若二极管VD1或VD2的极性接反，将使功率三极管电流急剧增大，可能烧毁三极管；④若VD1、VD2、R2三个元件中任一个开路，同样可能使功率三极管电流急剧增大，烧毁三极管。本题的意图是理解OCL电路的工作原理，了解交越失真的概念以及减小交越失真和保证电路安全的措施。◆◆习题4-8试分析图P4-8中各复合管的接法是否正确。如果认为不正确，请扼要说明原因；如果接法正确，说明所组成的复合管的类型（NPN或PNP），指出相应的电极，并列出复合管的β和rbe的表达式。解：(a)接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。从输入端看，在b1和e2之间无论加上何种极性的电压，VT1和VT2两者之中总有一个管子的发射结将被反向偏置。(b)接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。(c)接法正确。复合管为PNP型。b1是复合管的b，e1(c2)是复合管的e，e2是复合管c，复合管的rbe和和β分别为212111）＋（＝，beberr(d)接法不正确。因iE1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。本题的意图是了解复合管的正确接法和类型，以及复合管的β和rbe。◆◆习题4-9在图P4-9所示由复合管组成的互补对称放大电路中，已知电源电压VCC＝16V，负载电阻RL=8Ω，设功率三极管VT3、VT4的饱和管压降UCES=2V，电阻Re3、Re4上的压降可以忽略，①试估算电路的最大输出功率Pom；②估算功率三极管VT3、VT4的极限参数ICM、U(BR)CEO和PCM；③假设复合管的总β＝600，则要求前置放大级提供给复合管基极的电流最大值IBm等于多少？④若本电路不采用复合管，而用β＝20的功率三极管，此时要求前置放大级提供给三极管基极的电流最大值IBm等于多少？解：①WWRUVPLCESCCom25.1282)216(2)(22如忽略UCES，则WWRVPLCCom168216222②WWPPVVVUAARVIomCMCCCEOBRLCCCM2.3)162.0(2.0,32)162(2,2816)(③mAAIICmBm33.36002④mAAIICmBm100202本题的意图是了解由复合管组成的互补对称电路的特点。◆◆习题4-10分析图P4-10所示的功率放大电路，要求：①说明放大电路中共有几个放大级，各放大级包括哪几个三极管，分别组成何种类型的电路。②分别说明以下元件的作用：R1、VD1和VD2；R3和C；RF。③已知VCC=15V，RL=8Ω，VT6、VT7的饱和管压降UCES=1.2V，当输出电流达到最大时，电阻Re6和Re7上的电压降均为0.6V，试估算电路的最大输出功率。解：①共有三个放大级。输入级包括三极管VT1和VT2，组成单端输入单端输出差分放大电路。中间级包括PNP管VT3，组成单管共射放大电路。输出级包括VT4、VT5、VT6和VT7，其中VT4和VT6组成NPN型复合管，VT5和VT7组成PNP型复合管，这两个复合管组成准互补对称电路。②R1、VD1和VD2的作用是在输出级的两个三极管VT4和VT5基极之间产生一个偏压，使静态时输出级的功放管中已有一个较小的集电极电流，即互补对称输出级工作在甲乙类状态，目的是减小输出波形的交越失真。R3和C起补偿作用。因为扬声器为感性负载，接入R3和C后，通过补偿，希望总的负载接近纯阻性。RF为反馈电阻，其作用是在电路中引入一个电压串联负反馈，以达到稳定输出电压，提高带负载能力，减小非线性失真等目的。③WWRUUVPLRCESCCome89.1082)6.02.115(2)(226本题的意图是学习分析一个典型的多级功率放大电路，了解电路的一般组成和一些元件的作用，并估算电路的Pom。