非线性电子线路完全答案谢嘉奎第四版

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 D1P o=1500 W 当ηC2 = 70%时，P D2= P o/ηC =1428.57 W，P C2= P D2P 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 2642

1cm 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Q 2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 1562

1cm 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 = 1.2 V ，I cm = i Cmax I CQ3 = 240 mA

所以mW 1442

1cm 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

1cm 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 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 313

1

R V I V V '==，

即

L

2

CC L CC CC )

a m ax(L 18131

3121R 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

1

D

)

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 m ax(L )b m ax(L )a m ax(L ==

P P P 6:3:22

1:41:61::C(c)C(b)C(a)==ηηη

1-8 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 = 8 Ω，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 = 15 V ，L

R ' = 50 Ω，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。