电气工程半导体三极管及其电路分析习题及解答

第二章 半导体三极管及其电路分析
题1.2.1 有二个晶体管，一个β=200，I CEO =200µA ；另一个β=50，I CEO =10µA 其余参数大致相同。

你认为应选用哪个管子较稳定？
解： 选β=50,I CEO =10μA 的管子较稳定。

题1.2.2 有甲、乙两个三极管一时辨认不出型号，但可从电路中测出它们的三个未知电极X 、Y 、Z 对地电压分别为：甲管V X =9V ，V Y =6V ，V Z =6.7V ；乙管V X =9V ，V Y =6V ，V Z =6.2V 。

试分析三个电极中，哪个是发射极、基极、集电极？它们分别是NPN 型还是PNP 型，是锗管还是硅管？
解： 甲管为NPN 型硅管，其中X 为C 极，Y 为E 极，Z 为B 极；乙管为PNP 型锗管， 其中X 为C 极，Y 为E 极，Z 为B 极。

题1.2.3 共射电路如图题
（1） V CC =15V ，R b =390k Ω，R c =3.1k Ω，β=100
（2） V CC =18V ，R b =310k Ω，R c =4.7k Ω，β=100
（3） V CC =12V ，R b =370k Ω，R c =3.9k Ω，β=80
（4） V CC =6V ，R b =210k Ω，R c =3 k Ω，β=50
判定电路中三极管T 的工作状态（放大、饱和、截止）。

图题1.2.3
解： (1)工作在放大状态(工作在放大区)
(2)工作在饱和状态(工作在饱和区)
(3)工作在放大状态(工作在放大区)
(4)工作在放大状态(工作在放大区)。

题1.2.4 从图题，分析各管的类型和电路中所处的工作状态。

（1） 是锗管还是硅管？
（2） 是NPN 型还是PNP 型？
（3） 是处于放大、截止或饱和状态中的哪一种？或是已经损坏？（指出哪个结已坏，是
烧断还是短路？）[提示：注意在放大区，硅管V V V V E B BE 7.0≈-=，锗管
V V BE 3.0≈，且E C CE V V V -=>0.7V ；而处于饱和区时，V V CE 7.0≤。

图题1.2.4
解： (a)NPN
(b)PNP
(c)PNP 锗管，管子的b-e
(d)NPN
(e)PNP
(f)PNP 锗管，工作在放大 (g)NPN
(h)PNP 硅管，b-c
题1.2.5 图题，设晶体管的 β=50，V BE =0.7V 。

（1） 试估算开关S 分别接通A 、B 、C 时的I B 、I C 、V CE ，并说明管子处于什么工作状态。

（2） 当开关S 置于B 时，若用内阻为10k Ω的直流电压表分别测量V BE 和V CE ，能否测
得实际的数值？试画出测量时的等效电路，并通过图解分析说明所测得的电压与理
论值相比，是偏大还是偏小？
（3） 在开关置于A 时，为使管子工作在饱和状态（设临界饱和时的V CE =0.7V ），R c 值不
应小于多少？
解： (1) S 接A 点；I B ≈0.14mA,I C ≈3mA,V CE ≈0.3V,
S 接B 点：I Ｂ≈28.6mA,I C ≈1.43mA,V CE ≈7.85V
S 接C 点：I B ≈0,I C ≈0,V CE =15V,
(2) 不能够测得实际数值。

测V BE 时会引起三极管截止，测V CE 时偏小.
(3) R C 不应小于2K Ω。

图题1.2.5
题1.2.6 共射放大电路及三极管的伏安特性如图题
（1） 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V CC 和三极管参数不变的情况下，为了把三极管的集电极电压V CEQ 提高到5V 左
右，可以改变哪些电路参数？如何改变？
（3） 在V CC 和三极管参数不变的情况下，为了使I CQ =2mA ，V CEQ =2V ，应改变哪些电路
参数，改变到什么数值？ 图题1.2.6 图题1.2.7
解： (1)
(2) 有多种Rc,R b 组合
(3) Rc=4K Ω，R b ≈250K Ω。

题1.2.7 在图题，已知R 1=3k Ω ，R 2=12k Ω ，R c =1.5k Ω，R e =500Ω ，V CC =20V ，3DG4的β=30。

（1） 试计算I CQ 、I BQ 和V CEQ ；
（2） 如果换上一只 β =60的同类型管子，估算放大电路是否能工作在放大状态；
（3） 如果温度由10°C 升至50°C ，试说明V C （对地）将如何变化（增加、不变或减少）？
（4） 如果换上PNP 型的三极管，试说明应做出哪些改动（包括电容的极性），才能保证
正常工作。

若β仍为30，你认为各静态值将有多大的变化？
解： (1) I CQ ≈6.39mA,I BQ ≈0.21mA,V CEQ ≈7.23V (2)
(3) Vc 将减小。

题1.2.8 放大电路如图题，在图题
（1） 画出直流负载线；
（2） 定出Q 点（设V BEQ =0.7V ）；
（3） 画出交流负载线；
（4） 画出对应于i B 由0~100µA 变化时，v CE 的变化范围，并由此计算不失真输出电压
V o （正弦电压有效值）。

图题1.2.8
解： (1) 直流负载线方程：V
CE =V CC -I C (R C +Re)，V CE =15-3I C ,
(2) 由交点Q ，求得：I CQ ≈2.4mA,V CEQ ≈7.5V (3) 交流等效负载为R ′L =R C ∥R L =1K Ω，所以过Q 点作一条'
/1/L ce c R v i =∆∆的直线，即为交流负载线。

题1.2.9 在图题，三极管的输出和输入特性曲线如图（b ）、（c ）所示。

图题1.2.9
（1） 用图解法分析静态工作点Q （I BQ 、V BEQ 、I CQ 、V CEQ ）；
（2） 设v i =0.2sin ωt （V ）,画出i B 、v BE 、i C 和v CE 的波形，并从图中估算电压放大倍数。

[提示：为方便分析，可将图（a ）中的输入回路用戴维斯宁定理化简。

]
题图题，设各三极管均为硅管，V BE≈0.7V，β=50,V CES≈0.3V, I CEO可忽略不计。

试估算I B、I C、V CE。

图题
解： (a) I B≈47.7μA,I C≈=2.38mA,V CE≈10.2
(b) I B≈0.243mA,I C≈7.35mA,V CE≈0.3V;
(c) I B≈0,I C≈0,V CE≈15V;
(d) I B≈97μA,I C≈4.85mA,V CE≈10.6V;
(e) I D≈0,I C≈0,V CE≈6V;
(f) I B≈195μA,Ic≈1.425mA,V CE≈0.3V。

题在图题，输入信号的波形与幅值如图中所示。

三极管的输入、输出特性曲线分别如图，试用图解法分析：
（1）静态工作点：I BQ、V BEQ、I CQ、V CEQ；
（2）画出i B、v BE、i C和v CE的波形，并在波形上注明它们的幅值（要求各波形的时间轴对齐）。

（3）为得到最大的不失真输出电压幅度，重新选择静态工作点（I BQ、I CQ、V CEQ），并重选R b的阻值。

解： (1)写出输入回路负载线方程，V BE=V BB-I B R b，在输入特性上作出该负载线，与输入特性交于Q点，求得I BQ,V BEQ，写出输出回路负载线方程，V CE=V CC-I C R C，在输出特
性上作该负载线，交于I BQ Q点，求得I CQ,V CEQ
(2)在Q点的基础上，作出相应的i B、υBE、i C和υCE的变化范围，求出各变化量
图题
题按照放大电路的组成原则，仔细审阅图题，分析各种放大电路的静态偏置和动态工作条件是否符合要求。

如发现问题，应指出原因，并重画正确的电路（注意输入信号源的内阻R S一般很小；分析静态偏置时，应将v S短接）。

图题
解： (a) 图静态工作点I
B不对，应把R b
(b) 图无静态基极电流I B
(c) 图无基极偏置电流，R
b
(d) 图无基极电路，动态时发射极和集电极都接地了。

题试用三只电容量足够大的电容器C1、C2、C3将图题，并在图中标明各偏置电源和电解电容上的极性，以及信号的输入、输出端子。

（在电源前加正、负号，在电介电容正极性端加正号）。

图题
解：连接成CE时：C
1作信号输入耦合电容，C3一头接V EE,C2
连接成CC时：C
2一端接+V CC，C1一端作输入，C2
连接成CB时：C1一端接V BB，C3一端作输入耦合电容，C2作输出耦合电容。

题设图题，V CES≈0.3V，β=50，试计算标明在各电路中的电压和电流的大小。

图题
解： (a)三极管已处于饱和状态，V CE≈0.3V
(b)I C≈6.3mA
(c)V CE≈-4.8V
(d)Vc≈-10.8V。