第二章 思考题与习题解答

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) ×。

理由与(1)相同。

U=时的状态，也就是正弦波过零点对应的状态就是静态。

(3) √。

即当i0U=的条件，可能有干扰信号从输入端窜(4) ×。

输入端开路时不能保证i0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。

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CC V 与BB V 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BB V 的极性接反了，使e 结反偏。

图(b)不能放大。

原因是CC V 极性接反了，使c 结正偏。

图(c)不能放大。

因为b R =0，使信号i U 通过短路线以及CC V 对地交流短路，加不到晶体管上，从而o U =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BB V 不能在b R 上产生偏置电流，即BQ I =0，工作点不合理。

图(g)不能放大。

因为BB V 将信号i U 对地直接短路，不能输入到晶体管上。

图(h)不能放大。

因为c R =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，b R =100k Ω，CC V =9 V ，晶体管参数β=50，BE U =-0.2 V 。

图题2-3 (1)要求C 2mA I =,BB V =?(2)要求C 2mA I =，CE U -=5 V ，c R =?(3)如果基极改为由电源CC V 供电，工作点不改变，则b R 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，CC V 、BB V 、BE U 均不要代入负号。

单位：k Ω，mA ，V;B I 用μA 。

解 (1)C B 2mA 5040I I β===μA 3BB 0.24010V -=+⨯⨯100=4.2 V (2)CC CE c C 952k Ω2V U R I --=== (3)CC BE b B 90.2220k Ω0.04V U R I --===图题2-4 2-4 如果放大电路的接法如图题2-4所示，其中b R =120 k Ω，c R =1.5 k Ω，CC V =16 V ,三极管为3AX21，它的B β≈=40，CEO I =0。

(1)求静态工作点处的BQ I 、CQ I 、CEQ U 值。

(2)如果原来的三极管坏了，换上一只β=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BQ I 、CQ I 、CEQ U 时只需在CEQ U 前面加上负号即可。

解 (1)从BQ I 入手。

CC BE BQ b 160.20.13mA 120V U I R --==≈CQ BQ 400.13 5.2mA I I β==⨯=CEQ CC CQ c 16 5.2 1.58.2V U V I R -=-=-⨯=(2)BQ 0.13mA I =不变。

CQ 800.1310.4mA I =⨯=CEQ 1610.4 1.50.4V 1V U -=-⨯=< 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β值有关。

当β值增加时，Q 点向饱和区移动。

2-5 已知图题2-5(a)中：b 510k R =Ω,c 10k R =Ω,L 1.5k R =Ω，CC V =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CC V 和三极管不变的情况下，为了把三极管的管压降CEQ U 提高到5 V 左右，可以改变哪些参数?如何改变?※(3)在CC V 和三极管不变的情况下，为了使CQ 2mA I =,CEQ U =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CE CC C c U V I R =- 求两个截距：C I =0时，C E C C U V ==10 V ；CE U =0时，CC C c 101mA 10V I R ===，连接两点(0，1)与(10，0)的直线为直流负载线，其斜率为c 110.110R -=-=-。

②估算静态电流B 100.718μA 510I -=≈，则B 18μA I =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。

(2)改变b R 和c R c 。

有三种改法：(a)b R 不变，使c R 减小，从而使CEQ U 增加。

(b)c R 不变，使b R 增加，BQ I 就减小，CQ I 也减小，从而使CEQ U 增加。

用箭头表示法可写成：b BQ CQ CEQ R I I U ↑−−→↓−−→↓−−→↑(c)同时使c R 减小，b R 增加，也能把CEQ U 提高到5 V 左右。

(3)先在输出特性曲线族上图解得到β值，再计算c R 与b R 的数值。

在图(b)上先在平行等距区域(放大区)固定一个CE U =6 V ，取B 604020μA I ∆=-=，对应找到C 321mA I ∆=-=，由β的定义式可得CE 3CB 6V 11020UC I I β=∆⨯==∆=50CC CEQc CQ 1024k Ω2V U R I --=== CC BE CC b CQ CQ 5010250k Ω2V U V R I I ββ-⨯=≈==※※2-6 在图题2-6(a)电路中，若已知b 130k ΩR =，c 2k ΩR =,CC V =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，BQ I 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?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BQ I 。

CC BE BQ b 80.260μA 130V U I R --===(2)图解β值，并计算CQ I 。

CE 3CB (31)108040U CI I β=∆-⨯==∆-=50 CQ BQ500.063mA I I β==⨯=(3)作直流负载线，确定Q 点。

CC C c 84mA 2V I R ===CE CC U V ==8 V 连接两个截距C 4mA I =,CE U =8 V 的直线为直流负载线，并与B 60μA I =的输出特性曲线的交点为Q 点。

(4)作交流负载线，估算CE U ∆。

本题交流负载线与直流负载线重合，无需再画。

负载线与B 80μA I =及B 20μA I =的两个交点之间的斜线在横坐标CE u -上的投影约为0.5 V 和5.6V ，故CEU '∆≈1.5 V ，CE U ''∆≈3.8 V ，不失真动态变化范围CE CE 2()3V U U '∆=∆≈峰值。

(5)在图(c)上估算 BE U ∆。

BQ 60μA I =，过60μA 作水平线与输入特性曲线(-1 V ～-5 V)的交点为Q 点；B 80μA I =、40μA 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 BE U ∆≈0.04 V 。

(6)计算u A 、o U 、o I 值。

CE BE 30.04u U A U ∆==∆=75om CE 11322U U =∆=⨯=1.5 Vo 1.51.41U =≈≈1.06 V o 1.520.53mA 1.41I ==≈≈ 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L 2k R =Ω。

(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。

交流负载线的具体画法：先计算CCCEQ CQ c L (//)23(2//2)V U I R R '=+=+⨯=5 V 连接Q 点与CCV '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 CE 2V U ∆≈， BE U ∆=0.04 V ，于是CE BE 20.04u U A U ∆==∆=50 (2)om CE 11222U U =∆=⨯=1 Vo 11.41U =≈≈0.7 V om om L c L L 11mA(//)2//2U I R R R R '===='o 10.7mA 1.41I =≈≈ 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；( )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；( )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√。