电子线路非线性部分课后问题详解

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。= 1000 W，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 = 2500 W，P C1 = P D1-P o=1500 W

当ηC2 = 70%时，P D2 = P o/ηC =1428.57 W，P C2 = P D2-P o = 428.57 W

可见，随着效率升高，P D下降，(P D1 - P D2) = 1071.43 W

P C下降，(P C1 - P C2) = 1071.43 W

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 = 5 V，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 = 5 Ω，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 = 5 Ω，Q点在负载线中点，充分激励。

解：(1) R L = 10 Ω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 = 2.4

V，I cm = I CQ1 = 220 mA

所以mW

264

2

1

cm

cm

L

=

=I

V

P，P D = V CC I CQ1 =

1.1 W，ηC = P L/ P D = 24%

(2) 当 R L = 5 Ω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Q2点，

V CEQ2 = 3.8V，I CQ2 = 260mA

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

所以mW

156

2

1

cm

cm

L

=

=I

V

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

(3) 当 R L = 5 Ω，Q在放大区的中点，激励同(1)，

由图Q3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 = 1.2 V，I cm = i Cmax - I CQ3 = 240 mA

所以mW

144

2

1

cm

cm

L

=

=I

V

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

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

所以mW

5.

517

2

1

cm

cm

L

=

=I

V

P，P D = V CC I CQ3 = 2.3 W，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

L2

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

1

3

1

R

V

I

V

V

'

=

=，

即

L

2

CC

L

CC

CC

)a

m ax(

L18

1

3

1

3

1

2

1

R

V

R

V

V

P

'

=

'

⨯

⨯

=

L

2

CC

cm

CC

CQ

CC

D3

1

R

V

I

V

I

V

P

'

=

=

=

所以

6

1

D

)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

cm2R

V

I

I=

=

所以；

L

2

CC

cm

cm

)b

max(

L8

1

2

1

R

V

I

V

P=

=

L

2

CC

CQ

CC

D2R

V

I

V

P=

=