电子线路非线性部分课后答案

1-2一功率管，它的最大输出功率是否仅受其极限参数限制？为什么？

解：否。还受功率管工作状态的影响，在极限参数中，P CM 还受功率管所处环境温度、散热条件等影响。

1-3一功率放大器要求输出功率P 。=1000W ，当集电极效率ηC 由40％提高到70‰时，试问直流电源提供的直流功率P D 和功率管耗散功率P C 各减小多少？

解：

当ηC1=40%时，P D1=P o /ηC =2500W ，P C1=P D1−P o =1500W

当ηC2=70%时，P D2=P o /ηC =1428.57W ，P C2=P D2−P o =428.57W 可见，随着效率升高，P D 下降，(P D1−P D2)=1071.43W

P C 下降，(P C1−P C2)=1071.43W 1-6如图所示为低频功率晶体管3DD325的输出特性曲线，由它接成的放大器如图1-2-1（a ）所示，已知V CC =5V ，试求下列条件下的P L 、P D 、ηC （运用图解法）：（1）R L =10Ω，Q 点在负载线中点，充分激励；（2）R L =5Ω，I BQ 同（1）值，I cm =I CQ ；（3）R L =5Ω，Q 点在负载线中点，激励同（1）值；（4）R L =5Ω，Q 点在负载线中点，充分激励。

解：(1)R L =10Ω时，作负载线(由V CE =V CC − I C R L )，取Q 在放大区负载线中点，充分激励，由图得V CEQ1=2.6V ，I CQ1=220mA ，I BQ1=I bm

=2.4mA

因为V cm =V CEQ1−V CE(sat)=(2.6−0.2)V =2.4V ，I cm =I CQ1=220mA

所以mW 26421

cm cm L ==I V P ，P D =V CC I CQ1=

1.1W ，ηC =P L /P D =24%

(2)当 R L =5Ω时，由V CE =V CC − I C R L 作负载线，I BQ 同(1)值，即I BQ2=2.4mA ，得Q 2点，V CEQ2=3.8V ，I CQ2=260mA

这时，V cm =V CC −V CEQ2= 1.2V ，I cm =I CQ2=260mA 所以

mW 1562

1

cm cm L ==I V P ，P D =V CC I CQ2=1.3W ，ηC =P L /P D =12%

(3) 当 R L =5Ω，Q 在放大区内的中点，激励同(1)，

由图Q 3点，V CEQ3=2.75V ，I CQ3=460mA ，I BQ3=4.6mA ，I bm =2.4mA 相应的v CEmin =1.55V ，i Cmax =700mA 。

因为V cm =V CEQ3− v CEmin =1.2V ，I cm =i Cmax −I CQ3=240mA

所以mW 1442

1

cm cm L ==I V P ，P D =V CC I CQ3=2.3W ，ηC =P L /P D =6.26%

(4) 当 R L =5Ω，充分激励时，I cm =I CQ3=460mA ，V cm =V CC −V CEQ3= 2.25V 所以

mW 5.5172

1

cm cm L ==I V P ，P D =V CC I CQ3=2.3W ，ηC =P L /P D =22.5%

1-7如图所示为三种甲类功率放大器的输出电路，采用相同的功率管及V CC 值。设V CE(sat)

=0，I CEO =0，变压器是理想无耗的，试在同一输出特性曲线上作出各电路的交、直流负载线，并求这三种放大器的最大输出功率之比)c max(L )b max(L )a max(L ::P P P

。

解：(1)○

1 直流负载线方程 v CE =V CC − i C R C ，负载线CD ，当i C =I CQ 时，V CEQ =V CC − I CQ R C 。○

2 交流负载线中点过Q ，斜率为(−1/L R ′)，C C L L 2

1

//R R R R ==′，根据交流负载线 AB 得

I cm =I CQ ，V cm =V CEQ =I cm L

R ′代入V CEQ 方程中V cm =V CC −I cm R C =V CC −I CQ R C = V CC −

2I cm L R ′=V CC −2V cm 解得

L

CC cm

CC cm 3

13

1

R V I V V ′==，即

L

2

CC L CC CC )a max(L 181313

1

21R V R V V P ′=′××=

L 2

CC

cm

CC CQ CC D 31R V I V I V P ′=

==所以

6

1D

)

a max(L C =

=

P P η(2) 交流负载相同，均为CF ，为获最大输出功率，Q 处于交流负载线的中点，故

V cm =V CEQ =V CC /2，L CC

CQ cm 2R V

I I ==所以

；L 2CC

cm cm )

b max(L 8121R V I V P ==L

2

CC CQ CC D 2R V I V P =

=

4

1D

)

b max(L C(b)=

=

P P η(3) 因为直流负载电阻为零，

故直流负载线为CG ，交流负载线斜率为(−1/L R ′)的直线MN ，当Q C 处于中点时，得

V cm =V CEQ =V CC ，L

CC

CQ cm R V

I I ′==，L 2CC

cm cm )

c max(L 2121R V I V P ′==，L 2

CC CQ CC D R V I V P ′==所以2

1D )c max(L C(c)=

=P P η所以36:9:42

1

:81:181::)c max(L )b max(L )a max(L ==

P P P 6:3:22

1

:41:61::C(c)C(b)C(a)==

ηηη1-8如图（a ）所示为变压器耦合甲类功率放大电路，图（b ）所示为功率管的理想化输出特性曲线。已知R L =8Ω，设变压器是理想的，R E 上的直流压降可忽略，试运用图解法：

（1）V CC =15V ，L R ′=50Ω，在负载匹配时，求相应的n 、P Lmax 、ηC ；（2）保持（1）中V CC ．I bm 不变，将I CQ 增加一倍，求P L 值；

（3）保持（1）中I CQ 、L R ′、I bm 不变，将V CC 增加一倍，求P L 值；（4）在（3）条件中，将I bm

增加一倍，试分析工作状态。

解：(1) 因为V CC =15V ，L

R ′=50Ω，负载匹配时，A 3.0L

CC

cm CQ1=′=

=R V I I 由此得知Q 1的坐标为Q 1(15V ，0.3A)，Q 1

点处于交流负载线AB 的中点，其在坐标轴上的截距为A (32V ，0)，B (0，0.6A)

。由图可见