集成电子技术基础教程习题与习题解答-一篇2章

第二章半导体三极管及其电路分析题1.2.1有二个晶体管，一个β=200，ICEO=200µA；另一个β=50，ICEO=10µA其余参数大致相同。你认为应选用哪个管子较稳定？解：选β=50,ICEO=10μA的管子较稳定。题1.2.2有甲、乙两个三极管一时辨认不出型号，但可从电路中测出它们的三个未知电极X、Y、Z对地电压分别为：甲管VX=9V，VY=6V，VZ=6.7V；乙管VX=9V，VY=6V，VZ=6.2V。试分析三个电极中，哪个是发射极、基极、集电极？它们分别是NPN型还是PNP型，是锗管还是硅管？解：甲管为NPN型硅管，其中X为C极，Y为E极，Z为B极；乙管为PNP型锗管，其中X为C极，Y为E极，Z为B极。题1.2.3共射电路如图题1.2.3所示。现有下列各组参数：（1）VCC=15V，Rb=390kΩ，Rc=3.1kΩ，β=100（2）VCC=18V，Rb=310kΩ，Rc=4.7kΩ，β=100（3）VCC=12V，Rb=370kΩ，Rc=3.9kΩ，β=80（4）VCC=6V，Rb=210kΩ，Rc=3kΩ，β=50判定电路中三极管T的工作状态（放大、饱和、截止）。图题1.2.3解：(1)工作在放大状态(工作在放大区)(2)工作在饱和状态(工作在饱和区)(3)工作在放大状态(工作在放大区)(4)工作在放大状态(工作在放大区)。题1.2.4从图题1.2.4所示各三极管电极上测得的对地电压数据中，分析各管的类型和电路中所处的工作状态。（1）是锗管还是硅管？（2）是NPN型还是PNP型？（3）是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种？或是已经损坏？（指出哪个结已坏，是烧断还是短路？）[提示：注意在放大区，硅管VVVVEBBE7.0，锗管VVBE3.0，且ECCEVVV0.7V；而处于饱和区时，VVCE7.0。图题1.2.4解：(a)NPN硅管，工(b)PNP(c)PNP锗管，管子的b-e(d)NPN(e)PNP(f)PNP(g)NPN(h)PNP硅管，b-c题1.2.5图题1.2.5所示电路中，设晶体管的β=50，VBE=0.7V。（1）试估算开关S分别接通A、B、C时的IB、IC、VCE，并说明管子处于什么工作状态。（2）当开关S置于B时，若用内阻为10kΩ的直流电压表分别测量VBE和VCE，能否测得实际的数值？试画出测量时的等效电路，并通过图解分析说明所测得的电压与理论值相比，是偏大还是偏小？（3）在开关置于A时，为使管子工作在饱和状态（设临界饱和时的VCE=0.7V），Rc值不应小于多少？解：(1)S接A点；IB≈0.14mA,IC≈3mA,VCE≈0.3V,S接B点：IＢ≈28.6mA,IC≈1.43mA,VCE≈7.85VS接C点：IB≈0,IC≈0,VCE=15V,(2)不能够测得实际数值。测VBE时会引起三极管截止，测VCE时偏小.(3)RC不应小于2KΩ。图题1.2.5题1.2.6共射放大电路及三极管的伏安特性如图题1.2.6所示。（1）用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选得是否合适？（2）在VCC和三极管参数不变的情况下，为了把三极管的集电极电压VCEQ提高到5V左右，可以改变哪些电路参数？如何改变？（3）在VCC和三极管参数不变的情况下，为了使ICQ=2mA，VCEQ=2V，应改变哪些电路参数，改变到什么数值？图题1.2.6图题1.2.7解：(1)(2)有多种Rc,Rb组合(3)Rc=4KΩ，Rb≈250KΩ。题1.2.7在图题1.2.7所示电路中，已知R1=3kΩ，R2=12kΩ，Rc=1.5kΩ，Re=500Ω，VCC=20V，3DG4的β=30。（1）试计算ICQ、IBQ和VCEQ；（2）如果换上一只β=60的同类型管子，估算放大电路是否能工作在放大状态；（3）如果温度由10°C升至50°C，试说明VC（对地）将如何变化（增加、不变或减少）？（4）如果换上PNP型的三极管，试说明应做出哪些改动（包括电容的极性），才能保证正常工作。若β仍为30，你认为各静态值将有多大的变化？解：(1)ICQ≈6.39mA,IBQ≈0.21mA,VCEQ≈7.23V(2)(3)Vc将减小。题1.2.8放大电路如图题1.2.8（a）所示。试按照给定参数，在图题1.2.8（b）中：（1）画出直流负载线；（2）定出Q点（设VBEQ=0.7V）；（3）画出交流负载线；（4）画出对应于iB由0~100µA变化时，vCE的变化范围，并由此计算不失真输出电压Vo（正弦电压有效值）。图题1.2.8解：(1)直流负载线方程：VCE=VCC-IC(RC+Re)，VCE=15-3IC,(2)由交点Q，求得：ICQ≈2.4mA,VCEQ≈7.5V(3)交流等效负载为R′L=RC∥RL=1KΩ，所以过Q点作一条'/1/LcecRvi的直线，即为交流负载线。题1.2.9在图题1.2.9（a）所示的共发射极放大电路中，三极管的输出和输入特性曲线如图（b）、（c）所示。图题1.2.9（1）用图解法分析静态工作点Q（IBQ、VBEQ、ICQ、VCEQ）；（2）设vi=0.2sinωt（V）,画出iB、vBE、iC和vCE的波形，并从图中估算电压放大倍数。[提示：为方便分析，可将图（a）中的输入回路用戴维斯宁定理化简。]题1.2.10图题1.2.10所示电路中，设各三极管均为硅管，VBE≈0.7V，β=50,VCES≈0.3V,ICEO可忽略不计。试估算IB、IC、VCE。图题1.2.10解：(a)IB≈47.7μA,IC≈=2.38mA,VCE≈10.2(b)IB≈0.243mA,IC≈7.35mA,VCE≈0.3V;(c)IB≈0,IC≈0,VCE≈15V;(d)IB≈97μA,IC≈4.85mA,VCE≈10.6V;(e)ID≈0,IC≈0,VCE≈6V;(f)IB≈195μA,Ic≈1.425mA,VCE≈0.3V。题1.2.11在图题1.2.11所示的放大电路中，输入信号的波形与幅值如图中所示。三极管的输入、输出特性曲线分别如图1.2.11（b）和（c）所示，试用图解法分析：（1）静态工作点：IBQ、VBEQ、ICQ、VCEQ；（2）画出iB、vBE、iC和vCE的波形，并在波形上注明它们的幅值（要求各波形的时间轴对齐）。（3）为得到最大的不失真输出电压幅度，重新选择静态工作点（IBQ、ICQ、VCEQ），并重选Rb的阻值。解：(1)写出输入回路负载线方程，VBE=VBB-IBRb，在输入特性上作出该负载线，与输入特性交于Q点，求得IBQ,VBEQ，写出输出回路负载线方程，VCE=VCC-ICRC，在输出特性上作该负载线，交于IBQQ点，求得ICQ,VCEQ(2)在Q点的基础上，作出相应的iB、υBE、iC和υCE的变化范围，求出各变化量图题1.2.11题1.2.12按照放大电路的组成原则，仔细审阅图题1.2.12，分析各种放大电路的静态偏置和动态工作条件是否符合要求。如发现问题，应指出原因，并重画正确的电路（注意输入信号源的内阻RS一般很小；分析静态偏置时，应将vS短接）。图题1.2.12解：(a)图静态工作点IB不对，应把Rb(b)图无静态基极电流IB(c)图无基极偏置电流，Rb(d)图无基极电路，动态时发射极和集电极都接地了。题1.2.13试用三只电容量足够大的电容器C1、C2、C3将图题1.2.13所示放大电路分别组成CE、CC和CB组态，并在图中标明各偏置电源和电解电容上的极性，以及信号的输入、输出端子。（在电源前加正、负号，在电介电容正极性端加正号）。图题1.2.13解：连接成CE时：C1作信号输入耦合电容，C3一头接VEE,C2连接成CC时：C2一端接+VCC，C1一端作输入，C2连接成CB时：C1一端接VBB，C3一端作输入耦合电容，C2作输出耦合电容。题1.2.14设图题1.2.14（a）~（b）所示电路中的三极管均为硅管，VCES≈0.3V，β=50，试计算标明在各电路中的电压和电流的大小。图题1.2.14解：(a)三极管已处于饱和状态，VCE≈0.3V(b)IC≈6.3mA(c)VCE≈-4.8V(d)Vc≈-10.8V题1.2.15图题1.2.15（a）~（c）所示均为基本放大电路，设各三极管的rbbˊ=200Ω，β=50，VBE=0.7V。，（1）计算各电路的静态工作点；（2）画出交流通路；说明各种放大电路的组态。图题1.2.15解：(1)图(a):IBQ≈18.5μA,ICQ≈0.93mA,VCEQ≈8.2V;(b):IBQ≈73μA,ICQ≈3.67mA,VCEQ≈-5.7V;图(c):IBQ≈18μA,ICQ≈0.9mA,VCEQ≈9.5V(2)交流通路略，图(a)、图(b)为CE组态，图(c)为CB组态。题1.2.16在图题1.2.16所示的电路中，已知三极管的VBE=0.7V，β=50，其余参数如图中所示。（1）分别计算vI=0V和VI=6V时的vO值。（2）画出vI在0~6V之间变化时的电压传输特性曲线。图题1.2.16图题1.2.17解：(1)当VI=0V时，V0=6V(晶体管截止);当VI=6V时,V0≈0.3V(晶体管饱和)(2)电压传输特性略。题1.2.17在图题1.2.17所示的电路中，已知三极管的VBE=0.7V，β=50，其余参数如图中所示。（1）试计算电路静态工作点Q的数值；（2）画出vi从-10V~+10V之间变化时的电压传输特性曲线。解：(1)IB≈25.5μA，ICQ≈1.27mA,VCE≈5.63V(2)电压传输特性略