模拟电子技术基础学习指导和习题解答(谢红主编)第二章

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=50
※※2-6在图题2-6(a)电路中,若已知 , , =8 V,三极管3AG21的输出特性如图2-6(b)所示。输入特性如图题2-6(c)所示,试用图解法求电压放大倍数。(注:应选线性程度较好的线段, 值可用估算法求出)
图题2-6
如果输入信号是交流正弦波,那么不失真(即未饱和、未截止)的输出电压、电流(变化量的有效值)各是多少?
(3)若 调节到600 ,且 的交流分量 ,画出 及 的波形图,这时出现了什么失真?
※(4)在图题2-11(a)中,为什么 要用一个电位器加一个固定电阻串联组成?只用一个电位器行不行,会有什么不良后果?
目的用图解法分析波形失真。
解(1) , =12 V。连接这两点的直线为直流负载线,如图(b)中虚线所示。其斜率为 。再过 作水平线与直流负载线的交点为Q点。Q点所对应的 =6 V。
(4)为了防止电位器短路时+ 直接加到管子的b、e极间会损坏晶体管,因此在使用电位器时必须串接一个固定电阻共同组成偏置电阻 。
图题2-12答案图
(a)饱和失真(下削波);(b)饱和失真(上削波);
(c)截止失真(上削波);(d)截止失真(下削波)
2-12在上题中,如三极管改用PNP管(电源 和电容 、 的极性已作相应改变),当PNP管的特性与上题NPN管相同(只是相应的+、 符号改变),而且工作点的变化及基极输入电流 也与上题相同时,分析此时在示波器上观察到的 波形是否与上题相同。分别定性地画出采用NPN管和PNP管时在示波器上应观察到的 波形,并作出比较。
(2)×。理由与(1)相同。
(3)√。即当 时的状态,也就是正弦波过零点对应的状态就是静态。
(4)×。输入端开路时不能保证 的条件,可能有干扰信号从输入端窜入,因此不能保证静态。
(5)×。这仍然是动态概念。
2-2试判断图题2-2(a)~(i)所示各电路对交流正弦电压信号能不能进行正常放大,并说明理由。
第二章思考题与习题解答
2-1判断正确(√)与错误(×)。
电路的静态是指:
(1)输入交流信号的幅值不变时的电路状态。( )
(2)输入交流信号的频率不变时的电路状态。( )
(3)输入交流信号且幅值为零时的状态。( )
(4)输入端开路时的状态。( )
(5)输入直流信号时的状态。( )
目的澄清静态的概念。
解(1)×。因为这是动态概念。

(2)改变 和 c。有三种改法:
(a) 不变,使 减小,从而使 增加。
(b) 不变,使 增加, 就减小, 也减小,从而使 增加。用箭头表示法可写成:
(c)同时使 减小, 增加,也能把 提高到5 V左右。
(3)先在输出特性曲线族上图解得到 值,再计算 与 的数值。
在图(b)上先在平行等距区域(放大区)固定一个 =6 V,取 ,对应找到 ,由 的定义式可得
目的比较NPN与PNP管在波形失真上的不同。
解(1) =150 时, 出现上削波,对应饱和失真性质。
(2) =600 时, 出现下削波,对应截止失真性质。
与题2-11的结果相比可知,NPN管与PNP管的失真情况相反,如图题2-12答案图所示。
2-13在图题2-10(a)电路中,设三极管为3DG4, ຫໍສະໝຸດ Baidu30,电路参数 =10 , =51 , =3 , = , , =12 V。
图(b)不能放大。原因是 极性接反了,使c结正偏。
图(c)不能放大。因为 =0,使信号 通过短路线以及 对地交流短路,加不到晶体管上,从而 =0。
图(d)不能放大。因为e结处于零偏置。
图(e)能正常工作。因为四个原则均满足。
图(f)不能放大。因为电容C有隔直作用,使 不能在 上产生偏置电流,即 =0,工作点不合理。
(1)计算 、 和 ;
(2)如果换上一只 =60的同类型管子,估计放大电路是否能工作在正常状态?
(3)如果温度由10℃上升至50℃,试说明 (对地)将如何变化(增加、减少或基本不变)?
※(4)如果换上PNP型三极管,试说明应做出哪些改变(包括电容的极性),才能保证正常工作。若 仍为30,你认为各静态值将有多大的变化?引起这种变化的原因是什么?
(2)估算 ,过 作水平线与直流负载线的交点为Q点,Q点所对应的横坐标为 7 V。 ,其中 值可在图(b)中图解得到。
(3)交流负载线的画法与题2-6相同。
=9.6 V
连接Q点与 点的直线为交流负载线,如图(b)中的实线所示。其斜率为 。
(4)交流负载线与 的输出特性曲线的交点垂直对应到横坐标上约是9.5 V;交流负载线与 的输出特性曲线的交点垂直对应到横坐标上约
2-9画出图题2-9(a)~(e)各电路的直流通路,并估算它们的静态工作点。
图题2-9
(a) =50, =0.7 V;(b) =40, = 0.2 V;(c) =60, =0.7 V;
(d) =50, =0.7V;(e) =100, =0.6 V
目的熟练求Q点。
分析画放大电路直流通路的方法:将电路中的隔直元件(包括耦合电容和旁路电容)断开,保留其他部分就是直流电路。
图题2-2
目的检查放大电路是否能正常放大。
分析一个能正常工作的放大电路应该同时满足四个原则,缺一不可。这就是:①e结正偏,c结反偏。由直流电源 与 保证。②信号能输入。③信号能输出。④波形基本不失真。由合适的工作点保证。
检查一个电路,只要有一个原则不满足就不能正常放大。
解图(a)不能正常放大。因为 的极性接反了,使e结反偏。
②输入正弦波信号时的输出波形;( )
③输出为大信号时的幅值与波形;( )
④输入为高频信号时的情况;( )
⑤静态工作点的设置情况;( )
⑥输入为低频信号时的情况。( )
(2)h参数等效电路法较适于解决的问题:( )
①输入、输出均为小信号时电路的交流性能;( )
②输入正弦波信号时的输出波形;( )
③输出为大信号时的幅值与波形;( )
目的工作点稳定电路的分析与计算。
解(1)从 入手。
12=1.97 V
=3.11 V
(2)如果换上 =60的同类型管子,放大电路仍能够工作在正常状态。因为此时 、 均不变,只是 =42.3 变小了,但不影响Q点的位置。也就是说,这样的电路工作状态与 值无关,便于维护修理及大批量生产。
(3)如果温度升高, 将基本不变。因为有 起直流负反馈作用,反馈过程如下:
目的用图解法可以确定电路的电压放大倍数。
分析本题的特殊性在于放大电路处于开载情况,此时交、直流负载线是重合的。
解(1)估算 。
(2)图解 值,并计算 。
=50
(3)作直流负载线,确定Q点。
=8 V
连接两个截距 , =8 V的直线为直流负载线,并与 的输出特性曲线的交点为Q点。
(4)作交流负载线,估算 。
为5 V。因此 =4.5 V。
=2 V
1.42 V
2-11放大电路如图题2-11(a)所示,其中 , =12 V,晶体管的输出特性如图题2-11(b)所示。
图题2-11
(1)在输出特性上画直流负载线,如要求 ,确定此时的Q点,对应的 有多大?
(2)若 调节到150 ,且 的交流分量为 ,画出 及 的波形图,这时出现什么失真?
图题2-9答案图
解各电路的直流通路如图题2-9的答案图。
求各电路的静态工作点:
图(a):从 入手。
=4.4 V
图(b):
图(c):
=4.06 V
图(d):
=4.8 V
图(e):有两种方法求解。
法一:
=3.8 V
法二:解联立方程组
解出 , =3.8 V,于是 。
图题2-10
2-10放大电路如图题2-10(a)所示,其中 , , , , =15 V。晶体管的输出特性如图题2-10(b)所示。
(2) 不变。
可见,管子已经饱和了,无放大作用。原因是该电路的静态工作点不稳定,与 值有关。当 值增加时,Q点向饱和区移动。
2-5已知图题2-5(a)中: , , , =10 V。三极管的输出特性如图2-5(b)所示。
图题2-5
(1)试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 和三极管不变的情况下,为了把三极管的管压降 提高到5 V左右,可以改变哪些参数?如何改变?
(2)要求 , =5 V, =?
(3)如果基极改为由电源 供电,工作点不改变,则 值应改为多少?
目的已知静态工作点反算电路参数。
分析这是一个由PNP锗管构成的放大电路。计算时与求NPN管相同, 、 、 均不要代入负号。
单位: , ,V; 用 。
解(1)
100=4.2 V
(2)
(3)
图题2-4
2-4如果放大电路的接法如图题2-4所示,其中 =120 kΩ, =1.5 kΩ, =16 V,三极管为3AX21,它的 =40, =0。
④输入为高频信号时的情况;( )
⑤静态工作点的设置情况;( )
⑥输入为低频信号时的情况。( )
目的明确图解法与h参数等效电路法的适用情况。
解(1)①×,功放是大信号时也用图解法;②√;③√;④×;⑤√;⑥√。
(2)①√;②×,当输出有削波失真时不行;③×,等效的条件必须是小信号;④×,高频时应该用混合参数π型等型电路;⑤×,h参数等效电路是针对交流而言的,而静态工作点是直流问题;⑥√。
(6)计算 、 、 值。
=75
=1.5 V
1.06 V
说明由于作图误差,本题答案只作参考。
2-7如果在图题2-6(a)电路的输出端并联一个负载 。
(1)试分析此时电压放大倍数应是多少?交流负载线有什么变化?
(2)求最大不失真的输出电压有效值和集电极电流变化量的有效值。
目的练习图解法。
解(1)电路带载后,其交流负载线变陡,电压放大倍数变小。
图(g)不能放大。因为 将信号 对地直接短路,不能输入到晶体管上。
图(h)不能放大。因为 =0,信号不能输出。
图(i)能放大。四个原则均满足。其中二极管起温度补偿作用。
※2-3电路如图题2-3所示,三极管为3AX21, =100 , =9 V,晶体管参数 =50, 0.2 V。
图题2-3
(1)要求 , =?
本题交流负载线与直流负载线重合,无需再画。负载线与 及 的两个交点之间的斜线在横坐标 上的投影约为0.5 V和5.6V,故 1.5 V, 3.8 V,不失真动态变化范围 。
(5)在图(c)上估算 。
,过 作水平线与输入特性曲线( 1 V~ 5 V)的交点为Q点; 、 时分别与输入特性曲线的交点垂直对应横坐标之间的距离即为 0.04 V。
在Q点附近图解 =45
计算
(2)当 =150 时,计算 :
的输出特性曲线与直流负载线的交点为Q′点。显然,Q′点靠近饱和区。以Q′为平衡位置画 波形,会出现上削波; 波形为下削波,即饱和失真。读者可以自行画出 、 的波形。
(3)当 =600 时, ,工作点靠近截止区。此时 波形为下削波, 波形出现上削波,即为截止失真。
(1)在图题2-10(b)中画出直流负载线。
(2)定出Q点(设 =0.7 V)。
(3)在图题2-10(b)中画出交流负载线。
※(4)定出对应于 由(0~100) 时, 的变化范围,并由此计算 (正弦电压有效值)。
目的画交、直流负载线。
解(1)直流负载线的画法与题2-6相同。本题中 , =15 V,连接这两点的直线为直流负载线,如图(b)中虚线所示。其斜率为 。
(1)求静态工作点处的 、 、 值。
(2)如果原来的三极管坏了,换上一只 =80的三极管,试计算此时的静态工作点有何变化?电路能否达到改善放大性能的目的?为什么?
目的已知电路参数计算静态工作点。
分析这是一个由PNP锗管组成的简单供偏共射电路。求 、 、 时只需在 前面加上负号即可。
解(1)从 入手。
※(3)在 和三极管不变的情况下,为了使 , =2 V,应该改变哪些参数?改成什么数值?
目的用图解法合理安排Q点。
解(1)图解Q点:①用两点法画出直流负载线。具体做法是由直线方程 求两个截距: =0时, =10 V; =0时, ,连接两点(0,1)与(10,0)的直线为直流负载线,其斜率为
。②估算静态电流 ,则 所对应的输出特性曲线与直流负载线的交点即为Q点,如图(b)中虚线所示。由图示可知,Q点靠近饱和区。
交流负载线的具体画法:先计算
=5 V
连接Q点与 点的直线为交流负载线,也作在图题2-6(b)上。
同理,比较不失真动态变化范围可得到 , =0.04 V,于是
=50
(2) =1 V
0.7 V
说明以上答案均为参考值。
2-8判断下面的提法是正确(√)或错误(×)。
(1)图解法比较适于解决的问题:
①输入、输出均为小信号时电路的交流性能;( )
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