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 WP 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 CCI 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 CEQ1V CE(sat) = (2.6 0.2) V = 2.4 V ，I cm = I CQ1 = 220mA所以mW 26421cm 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 CCV CEQ2 = 1.2 V ，I cm = I CQ2 = 260 mA所以 mW 15621cm 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 CEQ3v CEmin = 1.2 V ，I cm = i Cmax I CQ3 = 240 mA所以mW 14421cm 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 CCV CEQ3 = 2.25 V所以 mW 5.51721cm 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 CCI CQ R C 。

○2交流负载线中点过Q ，斜率为(1/LR ')，C C L L 21//R R R R =='，根据交流负载线AB 得I cm = I CQ ，V cm = V CEQ = I cm LR ' 代入V CEQ 方程中 V cm = V CCI cm R C = V CCI CQ R C =V CC2I cm LR '= V CC 2V cm解得LCC cmCC cm 3131R V I V V '==，即L2CC L CC CC )a m ax(L 181313121R V R V V P '='⨯⨯= L2CCcmCC CQ CC D 31R V I V I V P '===所以 61D)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，LCC CQ cm 2R V I I ==所以 ；L 2CCcm cm )b max(L 8121R V I V P ==L2CC CQ CC D 2R V I V P ==41D)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/LR ')的直线MN ，当Q C 处于中点时，得 V cm = V CEQ = V CC ，LCC CQ cm R V I I '==，L 2CCcm cm )c max(L 2121R V I V P '==，L 2CC CQ CC D R V I V P '== 所以21D )c max(L C(c)==P P η所以36:9:421:81:181::)c m ax(L )b m ax(L )a m ax(L ==P P P 6:3:221:41:61::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 = 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 ，LR ' = 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 、LR '、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 = 15 V ，L R '= 50Ω，负载匹配时，A 3.0LCCcmCQ1='==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 (32 V ，0)，B (0，0.6A)。

由图可见I cm = I CQ1=0.3A ，V cm = V CC =15 V此时，W 25.221cm cm Lm ax==I V P ， W 5.4CQ CC D ==I V P%505.425.2D max L C ===P P η，5.2850L L =='=R R n (2)LR '是否变化没说明，故分两种情况讨论 ○1当L R '不变时，因为I CQ 增加一倍，因此，L R '已不是匹配值，其交流负载线平行移动，为一条过Q 2点的直线EF(LR '不变，斜率不变，I CQ 增加，Q 点升高) 此时，由于V CC 、I bm 、LR '都不变，其P Lmax 亦不变，为2.25 W (I bm 不变，I cm 不变，V cm 不变)但 P D = V CC ⨯ I CQ = 9 W η C P Lmax / P D = 25%○2当L R '改变时，且L R '< 50 Ω，交流负载线以Q 2为中心顺时针转动，但由于V CC 、I bm 、I cm 不变，因而LR '↓ → P L ↓ ηC ↓ 当L R '> 50 Ω，交流负载线以Q 2为中心逆时针转动，但由于激励不变，输出将出现饱和失真。

(3)V CC =30 V ，交流负载线平移到EF ，静态工作点为Q 3，因为I bm 不变，所以V cm 不变，I cm 不变，因此P L 不变，P L = 2.25 W ，但V CC =30 V ，所以P D = V CC ⨯ I CQ= 9 W η C P L / P D = 25%(4)I bm = 6 mA ，以Q 3点为静态工作点，出现截止失真。

1-9 单管甲类变压器耦合和乙类变压器耦合推挽功率放大器采用相同的功率管3DD303、相同的电源电压V CC 和负载R L ，且甲类放大器的L R '等于匹配值，设V CE(sat) = 0， I CEO = 0，R E 忽略不计。

（1）已知V CC= 30 V ，放大器的i Cmax = 2 A ，R L = 8 Ω，输入充分激励，试作交流负载线，并比较两放大器的P omax 、 P Cmax 、ηC 、L R '、n ；（2）功率管的极限参数P CM = 30 W ，I CM = 3 A ，V (BR)CEO = 60 V ，试求充分利用功率管时两放大器的最大输出功率P omax 。

解：(1)见表甲类乙类交流负载线P omax W 15212121Cm ax CC cm cm ==i V I V W 30212121Cm ax CC cm cm ==i V I V P Cmax2P omax = 30 W 0.2P omax = 6 W(单管)ηC50%78.5%LR ' Ω=302/omax 2CC P VΩ=152/omax 2cm P Vn94.1830L L =='R R 37.1815L L =='R R (2)见表甲类乙类P omaxW 15W 302121CM m ax o =⨯=≤'P P W 5.22A 3V 608181CM (BR)CEO omax=⨯⨯=≤''I V P所以W 15m ax o om ax='=P PW 45A 3V 604141CM(BR)CEO max o =⨯⨯=≤'I V PW 150W 3055CM omax =⨯=≤''P P 所以W 45m ax o om ax ='=P P1-14 如图所示为两级功放电路，其中，T l 、T 2工作于乙类，试指出T 4、R 2、R 3的作用。