模拟电子电路第5章答案

习题5.9 图题5.7所示的晶体管放大器由电流源I偏置，并有非常高 的 值。求集电极的直流电压VC。画出用简化混合模型来替代晶体管的 交流等效电路，求电压增益vC/vi的值。
IE 0.5mA, 很大 IC I E 0.5mA VC 5 7.5 I C 1.25V IC gm 0.02 S VT vo Av g m RC 150 vi
1.184 K , g
C 0.084S m V T
I
AV
O
VI
g m ( RC / / RL ) 86.05V / V
r 11.67 1
Ri RE / /
Ro RC 2.1k
习题5.13 射极跟随器如图题5.11所示，已知三极管 =1.5k， = 49。 （1）画出小信号等效电路； （2）计算Av、Ri、Ro。
以（1）为基准，（2）中VBE增加7.69%，IC增加了638.71% 以（1）为基准，（3）中VBE增加15.38%，IC增加了5358.46%
习题5.3 电路如图题5.1所示，设三极管 = 100，求电路中 IE 、IB 、IC 和VE 、 VB 、VC 。
VBB R B2 15 5V R B1 R B2
5.11
(1)将VDZ反接后，VDZ处于正向导通状态， 则 根据戴维南定理，可将偏置电路部分改为 如下图所示，假设VT工作在放大区，其中
VCC
RC
RBB IB
VBB
0.7V
故假设成立，VT依然工作在放大区， ICQ变大
5.11
+
+
RC
Vo
Vi RBB
-
R
Rd
-
VDZ不管正向导通还是反向击穿，等效电阻Rd都比较小（欧姆级），
习题5.10在图题5.8所示电路中，已知晶体三极管的 = 200， VBE(on) = −0.7V，ICBO 0。 （1）试求IB、IC、VCE。 （2）若电路中元件分别做如下变化，试指出晶体三极管的工作模式： ① RB2 = 2k；② RB1 = 15k；③ RE = 100。
(1)采用戴维南等效 (1) RBB 30 / /10 7.5K
gm
9.9ms 1 re
vo Av gm RC / / RL 49.5 vi
Gv re Ri Av g R / / RL 24.75 Ri Rsig Rsig re m C
习题5.15 对于图题5.13所示电路，求输入电阻Rin和电压增益vo /vsig。假 设信号源提供小信号vsig且 = 100。
习题5.1 ，两种BJT晶体管的名字是什么？描述各自的基本结 构图，标示出多数载流子和少数载流子，并画出其电路符号。
解：两种晶体管分别为NPN型和PNP型。
N区的多子为自由电子 P区的多子为空穴
习题5.2在NPN型晶体三极管中，发射结加正偏，集电结加反 偏。已知IS 4.5×10−15A， =0.98，ICBO忽略不计。试求当 VBE = 0.65V、0.7V、0.75V时，IE、IC和IB的值，并分析比较 。 VBE /VT
解：交流小信号电路如图所示
Av
Rib
vo (1 )ib (ro / / RL ) (1 )( RE / / RL ) 0.98 vi ib rπ (1 )ib (ro / / RL ) rπ (1 )( RE / / RL )
vi ib rπ ib ib RE / / RL rπ 1 RE / / RL 73.3k ib ib
习题5.14 考虑图题5.12所示的CB放大器，RL = 10k，RC = 10k， VCC = 10V，Rsig = 100。为了使E极的输入电阻等于源电阻（即100） ，则I必须为多少？从源到负载的电压增益为多少？已知 = 100。
VT re 100 I E 0.25mA IE
习题5.4对于图题5.2所示的电路，求标注的电压和电流值
100, I C I E , I B 0
10 0.7 (10) I 0.965mA 15k 5k VG 10 15k 0.965 4.475V
习题5.5设计图题5.3所示放大器的偏置电路，使得电流 IE = 2mA，电源VCC = +15V。晶体管的 额定值为100。 VCEQ=5V
习题5.12 在图题5.10所示的共基放大电路中，三极管 = 100，求：（1） 电压放大倍数Av；（2）输入电阻Ri、输出电阻Ro。
直流通路是分压式偏置
V BB R R B1 B2 R 15 7.5V
B2 R R //R =30KΩ BB B1 B2 V I R V I R BB B BB BE E E V V BE 2.13mA I (1 β)I I BB E B E R R B 1 β E V I T r E I 0.0211mA I B 1 β B I βI 2.11mA C B V
VBB VCC
VBB 0.7 IB 32.6uA RBB (1 ) RE
RB 2 2.25V RB1 RB 2
IC I B 6.53mA
VC VCC IC RC 2.47V
VE I E RE 6.55mA *200 1.31V
VCE VC VE 1.16V
（2）考虑到第二问只需要判断工作模式，不需要精确计算，且 则
200
(a)当RB 2 2K 时：VBB 0.5625V 发射结正偏，但正偏电压很小
因此产生的电流很小，VCE间压差很大，故应该在放大区的边缘
I E IC , I B 0
Ro vt ib rπ ib Rsig / / RB rπ Rsig / / RB 0.0698k 69.8 it 1 ib ib
Ri RB / / Rib 58.9k
/ / RE 0.0688k 68.8 Ro Ro
(b)当RB1 15K ，VBB 3.6V I E (3.6 0.7) RE =-14.5mA VCE VCC RC I C VE 8.4V 0.3V 是PNP型管（VEC 0.3V 是放大区，VCE 0.3V ) 工作在饱和区
(c)当RE 100时： VBB 2.25V ,VE 1.55V VCE VCC I C RC VE 8.05V 工作在饱和区
(1)VBE 0.65V , I C I s e
0.881mA,
I E IC / 0.899mA, I B I E I C 18 A (2)VBE 0.7V , I C I s eVBE /VT 6.508mA, I E I C / 6.641mA, I B I E I C 0.133mA (3)VBE 0.75V , I C I s eVBE /VT 48.089mA, I E I C / 49.07mA, I B I E I C 0.981mA
习题5.16考虑图题5.14所示的射极跟随器，I = 1mA， = 100，VA = 100V
，RB = 100k，Rsig = 20k，RL = 1k。 （1）求IE、Vຫໍສະໝຸດ Baidu和VB；（2）求Ri；（3）求电压增益vo /vsig和输出电阻Ro。
(1)VCC I B RB VBE I E RE 0 VCC VBE IE 4.17mA RB RE (1 )
VE I E RE 4.17V
Vi ib r (1 )ib (ro // RL // RE ) (2) Rib r (1 )( ro // RL // RE ) ib ib Ri RB // Rib Ri 33.4k V0 Ri (1 )(r0 // RE // RL ) 带入数据得 : vo 0.617 (3) vsig Vsig Ri Rsig (1 )(re r0 // RL )
习题5.7对于图题5.5所示的电路，当VCC = 10V，VEE = −10V，I = 1mA， = 100，RB = 100k，RC = 7.5k时，求基极、集电极和发射极的直 流电压。
假设该三极管工作在放大区, =100 I 则I C I E 1mA, I B C 0.01mA
假设该三极管工作在放大区 I BQ I CQ 0 0.7V 6V 0.02mA 260k I B (1 ) I CBO 2mA
VCEQ VC VE I C RC (6) 2V VCEQ 0.3V , 假设成立，该电路工作在放大模式
解：直流通路
I E =0.33mA VT re 75.76 IE
vin Rin re 75.76 ii vo Rin vo Rin ie (100k ||1.5k ) vsig Rin Rsig vi Rin Rsig ie re Rin (100k ||1.5k ) 9.705V / V Rin Rsig re
I E 2mA, 100, I (1)取V 0.2V EQ CC V EQ 3 R 1.5 K E I 2 EQ I CQ (2)取I 10 I 10 0.2mA, I 可忽略不计 1 BQ BQ V 则R R CC 75 K B1 B2 I 1 R B2 V V V V BQ CC R R BE EQ B1 B2 R 18.5K , R 56.5 K B2 B1 2 I ,I 0.02mA C E B 100 0.2 15 3V
R BB R B1//R B2 33.3K Ω 回路方程 VBB I BR BB VBE I E R E 假设设三极管工作在放 区 I E (1 ) I B I E (1 β)I BI E VBB VBE 1.29mA RB RE 1 β
I I B E 0.0127mA 1 β I C βI B 1.28mA VE I E R E 3.87V VC 15 I C R C 8.6V VB VBE VE 4.57

VB I B RB 1V VE 1.7V VC 10 I C RC 2.5V VCE 4.2V VCE 0.3V , 假设成立，该电路工作在放大模式
分析图题5.6所示的电路并确定电压增益， = 100 。
习题5.8
假设该三极管工作在放大区, =100 10 VE 则IE 0.93mA, 0.99 RE IC I E 0.92mA VEC 10 I E RE (10 I C RC ) 6.1V VEC 0.3V , 假设成立，该电路工作在放大模式 gm Av IC 0.037 S VT vo g m RC 185 vi
(3)VCEQ VCC I CQ ( RE RC ) VCC VCEQ RC RE 3.5K I CQ
习题5.6 在图题5.4所示电路中，已知室温下硅管的 = 100， VBE(on) = 0.7V，ICBO = 10−15A，试问：室温下的ICQ、VCEQ值，并分析其工 作模式。