哈工大模电答案 (最新详细版)

图 3.11.4 题 3-5 电路图
解： 直流通路，见图 2-2(1)。
VCC Rb1 Rc R1 VT Rb2 R2 Re VCC Rc Rg1 VT Rg R3 Rg2 RS Rd VDD
(a )
(b )
(c )
图 2-2(b)
交流通路，见图 2-2(c)。
图 2-2(c)
【3-6】 放大电路如图 3.11.5(a)所示，晶体管的输出特性曲线以及放大电路的交、直流 负载线如图 3.11.5 (b)所示。设 U BE 0.6V ， rbb 300 ，试问： 1．计算 Rb 、 Rc 、 RL ； 2．若不断加大输入正弦波电压的幅值，该电路先出现截止失真还是饱和失真？刚出 现失真时，输出电压的峰峰值为多大？ 3．计算放大电路的输入电阻、电压放大倍数 Au 和输出电阻。 4．若电路中其他参数不变，只将晶体管换一个 β 值小一半的管子，这时 I BQ 、 I CQ 、
2. 由 交 流 负 载 线 可 知 , 输 出 最 大 不 失 真 幅 度 是 正 半 周 的 8V-5V=3V; 负 半 周 的 5-UCES5V，取二者中较小者为 3V。所以若出现失真，应先出现截止失真；刚出现失真时， 输出电压的峰峰值为 6V。 3．求晶体管的 ：

该晶体管的 rbe 为
当β值减小时，电压增益的分子减小，但分母基本不变，故电压增益的绝对值下降。 【3-7】共射基本放大电路如图 3.11.6 所示。设晶体管的 ＝100，UBEQ=-0.2V， VCC=10V， rbb =200 Ω ，C1，C2 足够大。 1. 计算静态时的 IBQ、ICQ 和 UCEQ； 2. 计算晶体管的 rbe 的值； ； 3. 求出中频电压放大倍数 A
u
4. 若输出电压波形出现底部削平的失真， 问晶体管产生了截止失真还是饱和失真？若 使失真消失，应该调整电路中的哪个参数？
图 3.11.6 题 3-7 电路图
[解] 此题中晶体极管是锗 PNP 管， 这由 UBEQ=-0.2V 可以确定， 解题的方法与前面完全一样。 1. 计算静态工作点，首先画出直流通路，如图 2.4.7 所示。
VCC
Rb2 VCC =3.75V Rb1 Rb2
为 等效内阻 Rb
则：
Rb1 // Rb2 =15 k, Rb
I BQ
I CQ
22A； R ' b (1 ) Re I BQ =1.32mA；
V ' CC U BE Q
U CEQ VCC I CQ ( Rc Re ) =8.4V 时需先求出不考虑信号源内阻时的电压放大倍数 A ，画出该 2．求源电压放大倍数 A us u 电路的微变等效电路，如图 2.4.5 所示。
(b)电路中，发射结不能正偏，晶体管工作在截止区。 12V U BE (c)电路中， I B 0.023mA ，U CE 12V I B 5.1k 6.1V ，管压降足以建立集电 510k 极结反压，晶体管工作在放大区。 【3-5】分别画出图 3.11.4 所示各电路的直流通路和交流通路。
rbe rbb (1 )
I CQ I BQ

2mA 50 40μA
26mV 26 300 51 963 I EQ 2
输入电阻为
Ri Rb // rbe 235k // 0.963k 959
输出电阻为
Ro RC 2.5k
放大倍数为
Au RL rbe 50 1.5 78 0.963
习题第 3 章 【3-1】 如何用指针式万用表判断出一个晶体管是 NPN 型还是 PNP 型？如何判断出管子 的三个电极？锗管和硅管如何通过实验区别？ 解： 1． 预备知识 万用表欧姆挡可以等效为由一个电源（电池）、一个电阻和微安表相串联的电路，如图 1.4.11所示。
μA
e b
c
e b
PNP
c
负极黑笔
2. 求晶体管的 rbe
26(mV) 26 200 101 1513 I E (mA) 2 3．求中频电压增益 Au，画出微变等效电路如图 2.4.8 所示。 rbe rbb (1 )
b
b
rbe
e
c
b
c
Ui
Rb
Rc RL
Uo
图 2.4.8 例 2.4.4 微变等效电路
i b be be
等
效
电
数
RC // RL 。 式中 RL
输入电阻和输出电阻为 Ri= Rb1// Rb2// rbe =1.36 k； Ro Rc =3 k； ，A 与A 与信号源电压 U 的比值，定义为 A 为输出电压 U 3．源电压放大倍数 A us o s us us u 的关系为
根据微变等效电路求解电压放大倍数
( RC // RL ) 100 3 // 3 RL 99 A u rbe rbe 1.513
注意：电压增益的负号，与使用 PNP 管（由-VCC 供电） ，还是使用 NPN 管(由＋VCC 供 电)无关，它只是说明该放大电路的输出交流电压与输入的交流输入信号电压的极性。 4.判断失真 该例中 PNP 晶体管构成的共射放大电路出现底部削平失真，根据表 2.3.1 可知，该电路 出现的是截止失真。 了解了失真的类型，就容易采取措施了。应该将工作点向上方移动，即增加静态工作点的电 流，使 UCEQ 适当减小（向原点移动） 。所以，适当减小 Rb 的数值即可。 【3-8】 电路如图 3.11.7 所示， 设 VCC＝15V， Rb1=60 kΩ 、 Rb2=20 kΩ 、 Rc=3 kΩ 、 Re=2 k 、 Rs=600 ，电容 C1、C2 和 Ce 都足够大，＝60，UBE=0.7V，RL=3 k 。试计算： 1. 电路的静态工作点 IBQ、ICQ、UCEQ； ，输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro； 2. 电路的中频电压放大倍数 A u
图 2.4.7 例 2.4.4 直流通路
根据直流通路，可求静态工作点如下： V U EB 9.8V I BQ CC 0.02mA 20μA Rb 490k I CQ I BQ 100 0.02 2mA
U CEQ (VCC I CQ Re ) (10 2 3) 4V
U CEQ 以及 A u 将如何变化？
Rc Rb C1 + VT +
VCC C2
RL
U o
U i
(a) 图 3.11.5 题 3-6 电路图
(b)
[解] 1．由图(b)可知 IBQ=40、ICQ=2m、UCEQ=5V、VCC=10V，所以
Rb VCC U BE 10 0.6 235k I BQ 40 10 6
A us
Ri 41.6 A u R s Ri
4. Uces1=IQ*(Rc//RL)=1.32*(3//3)=1.98V，Uces2≈UCEQ=8.4V，因此 Uommax=1.98V 【3-9】电路如图 3.11.8 所示，已知 ＝50、rbe=1.5 k 、VCC=12V，计算电压放大倍数； 若保持 ＝50 不变，将 RL 由 4 k 改为 2 k ，则电压放大倍数将如何变化？在其他参数不 变的情况下， 变为 100，放大倍数将如何变化？
Rc
VCC U CEQ I CQ

5 2.5k 2 10 3
由交流负载线的概念可知，其斜率为K
1 ，而分析可知图中交流负载线的斜率为 RL
2mA 1 3V 1.5k 1.5k ,根据 RL Rc // RL 可得 对比可知 RL
RL 3.75k
图 3.11.2 题 3-3 电路图
解： 晶体管从左到右，工作状态依次为放大、饱和、截止、放大。 【3-4】 已知晶体管的 =50，分析图 3.11.3 所示各电路中晶体管的工作状态。
图 3.11.3 题 3-4 电路图
[解] (a)电路中，基极电流 I B
12V U BE 0.2mA ，可以根据基极电流值求晶体管的 10k (1 ) 1k
4． I BQ 基本不变； I CQ 减小 50%； U CEQ 增加； 根据公式
Au RL 26 rbb (1 ) I EQ RL 26 rbb (1 ) (1 ) I BQ RL 26 rbb I BQ RL 26 I BQ
人 体 电 阻
黑笔
c b e
红笔
μA

图 1.4.13 测试示意图
【3-2】 图3.11.1所示电路中，当开关分别掷在1、2、3 位置时，在哪个位置时IB最大， 在哪个位置时IB 最小？为什么?
图 3.11.1 题 3-2 电路图
[解] 当开关处于位置2 时，相当一个发射结，此时IB 最大。当开关处于位置1时，c、 e短路，相当于晶体管输入特性曲线中UCE=0V的那一条，集电极多少有一些收集载流子的作 用，基区的复合还比较大，IB次之。当开关处于位置3 时，因集电结有较大的反偏，能收集 较多的载流子，于是基区的复合减少，IB最小。 【3-3】 用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电位如图 3.11.2 所示，试判断晶 体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)？
正极红笔
NPN
图1.4.11 万用表等效图
图1.4.12 NPN和PNP管等效图
(1) 晶体管可视为两个背靠背连接的二极管，如图1.4.12所示。 (2) 晶体管3个区的特点：发射区杂质浓度大，基区薄且杂质浓度低，集电区杂质浓度 很低。因此，发射结正偏时，射区有大量的载流子进入基区，且在基区被复合的数 量有限，大部分被集电极所收集，所以此时的电流放大系数β大。如果把发射极和 集电极调换使用，则集电结正偏时，集电区向基区发射的载流子数量有限，在基区 被复合后能被发射极吸收的载流子比例很小，所以β反很小。 2．判断方法 (1) 先确定基极：万用表调至欧姆×100或×1k挡，随意指定一个管脚为基极，把任一 个表笔固定与之连接， 用另一表笔先后测出剩下两个电极的电阻。 若两次测得电阻都很大 （或 很小）。把表笔调换一下再测一次，若测得电阻都很小（或很大），则假定的管脚是基极。 若基极接红表笔时两次测得的电阻都很大，为NPN型，反之为PNP型。 (2) 判断集电极： 在确定了基极和晶体管的类型之后， 可用电流放大倍数β的大小来确 定集电极和发射极。现以NPN型晶体管为例说明判断的方法。 先把万用表的黑笔与假定的集电极接在一起， 并用一只手的中指和姆指捏住， 红表笔与 假定的发射极接在一起，再用捏集电极的手的食指接触基极，记下表针偏转的角度，然后两 只管脚对调再测一次。这两次测量中，假设表针偏转角度大的一次是对的。这种测试的原理 如图1.4.13所示。当食指与基极连接时，通过人体电阻给基极提供一个电流IB ，经放大后有 较大的电流流过表头，使表针偏转,β大，表针偏转角度就大。因为β>>β反, 所以表针偏转 角度大的一次假设是正确的。
管压降 U CE 12V I B (1 2)k 18V 。然而在该电路中管压降不可能为负值，出现负 值 的 原 因 是 错 误 的 计 算 了 集 电 极 电 流 ， 实 际 上 集 电 极 电 流 因 有 Rc 的 限 制 不 能 达 到
I B =10mA，故在该电路中集电极电路和基极电流不能满足 倍的关系，工作在饱和区。
b
b
rbe
e
c
b
c
Ui
Rb1 Rb2
Rc RL
Uo
Leabharlann Baidu
图 2.4.5 例 2.4.3 微变等效电路
根
据
微
变
路 求 解 电 压 放 大 倍 （mV） 26 26 rbe= rbb (1 ) 300 61 1502 ； (2.4.1) I EQ （mA） 1.32 U o I c ( RC // RL ) RL 60 ； A u r U I r
； 3. 若信号源具有 Rs＝600 Ω 的内阻，求源电压放大倍数 A us 4. 求最大不失真输出电压幅值。
图 3.11.7 题 3-8 电路图
[解] 1. 首先根据戴文宁定理求解电路的静态工作点，其直流通路如图 2.4.4 所示。
图 2.4.4 例 2.4.3 直流通路
为 在图 2.4.4 等效电路中，等效开路电压 VCC