模拟电子技术及应用-习题解答

模拟电子技术及应用-习题
解答
-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
习题解答
第1章
1.1简述半导体的导电特性。

答：半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。

半导体一般呈晶体结构，其原子核对价电子的束缚较弱，当半导体受到外界光和热的刺激时，它便释放价电子，从而使导电能力发生变化。

例如纯净的锗从20℃升高到30℃时，它的电阻率几乎减小为原来的1/2。

又如一种硫化镉薄膜，在暗处其电阻为几十兆欧姆，受光照后，电阻可以下降到几十千欧姆，只有原来的百分之一。

利用这些敏感性可制成各种光敏元件和热敏元件。

若在纯净的半导体中加入微量的杂质，则半导体的导电能力会有更显著的增加，例如在半导体硅中，只要掺入亿分之一的硼，电阻率就会下降到原来的几万分之一，这是半导体最显著的导电特征。

利用这个特性，可制造出各种半导体器件。

1.2 简述PN结是如何形成的。

答：当P型和N型半导体结合在一起时，由于交界面两侧多数载流子浓度的差别，N区的多数载流子电子向P区扩散，P区的多数载流子空穴也要向N区扩散，于是电子与空穴复合，在交界面附近P区一侧因复合失去空穴而形成负离子区，N区一侧也因复合失去电子而形成正离子区。

这些不能移动的带电离子形成了空间电荷区，称为PN结。

PN结内存在一个由N区指向P区的内电场。

内电场的形成将阻止多数载流子的继续扩散，另一方面又会促进少数载流子的漂移，即N区的少数载流子空穴向P区移动，P区的少数载流子电子向N区移动。

因此，在交界面两侧存在两种对立的运动，漂移运动欲使PN结变窄，扩散运动运动欲使PN结变宽。

当扩散运动产生的扩散电流和漂移运动产生的漂移电流大小相等，两种运动达到动态平衡时，PN结宽度不再变化，即PN结维持一定的宽度。

由于内电场的存在，使载流子几乎不能在PN结内部停留，所以，PN结也称为耗尽层。

1.3 二极管的特性曲线有哪几个区域二极管的单向导电能力是指特性曲线上的哪个区域的性质二极管的稳压能力又是指特性曲线上的哪个区域性质
答：二极管的特性曲线有正向特性、方向特性和反向击穿特性三个区域。

二极管的单向导电能力是指特性曲线上的正向特性的性质。

二极管的稳压能力是指特性曲线上的反向击穿特性的性质？
1.4 举例说明发光二极管和光敏二极管的应用。

它们各应工作在何种偏置状态下？
答：发光二极管和光敏二极管都属于光电子器件，光电子器件在电子系统中应用十分广泛，具有抗干扰能力强、功耗小等优点。

1．发光二极管
发光二极管是可以将电能直接转换成光能的半导体器件。

在外加正向电压时，内电场削减，电子与空穴在复合的过程中，以光的形式向外释放能量。

它包括可见光、不可见光（一般指红外光）发光二极管。

单色发光二极管只有一个PN 结，常见的发光颜色有红、橙、黄、绿等色。

双色发光二极管是两只LED反极性并联后封装在一起。

若单独驱动只发出单色光，同时驱动发出复色光。

当前白色的发光二极管的应用使发光二极管从标识功能向照明功能迈出实质性的一步。

由发光二极管构成的点阵结构广泛用于交通信号灯、广告牌及大型电子显示屏等电子设备。

2．光敏二极管
光敏二极管也叫光电二极管，其结构和一般二极管相似，也具有单向导电性，一般工作在反向偏置状态。

利用光敏二极管制成光电传感器，可以把光信号转变为电信号，以便控制其他电子器件。

光敏二极管一般有两种工作状态：（1) 当光敏二极管上加有反向电压时，管子中的反向电流随光强变化而正比变化；
（2) 光敏二极管上不加反压，利用PN结在受光照（包括可见光、不可见光）时产生正向压降的原理，作微型光电池使用。

光敏二极管主要用于自动控制。

如光耦合、光电读出装置、红外遥控装置等。

1.5 在图1.28所示的电路中， VD 为理想二极管， 输入电压UI ＝15 V ，试判断各电路中二极管VD 是导通还是截止，并求输出电压UO 。

解： (a) 导通，U O =15V (b) 截止，U O =5V (c) 导通，U O = 0V (d) 截止，U O =15V
)R r
(1U r)(R R U U R R +=+=
r 1-U U 1R R =
3mA
3)k (25)V
(10I =Ω
++=
，此时二极管两端的正向压降为：
4V 3)V 2-(10U =⨯=，或4V )V 5-3(3U =⨯=，显然U>>U D
，与假设矛盾，二极管实际上是导通的，正
向压降应为U D =0.7V ，则图1.29等效为图1.29.2，此时二极管的正向电流为：
2.75mA 1.9mA -mA 65.43k 0.7)V
(52k 0.7)V -(10I I I 21D ==Ω
+-Ω=
-=
图1.28 题1.5图
(a) (b) (c) (d)
R
图1.6.1
图1.29 题1.7图 图1.29.1 图1.29.2
1.8 硅二极管电路如图1.30所示， 试分别用二极管的理想等效模型和恒压降等效模型计算电路中的电流I 和输出电压U O 。

（1）当U=1 V 时； （2）当U=10 V 时。

解：由图1.30和已知条件，不难判断二极管处于正向导通状态。

理想模型下，二极管正向电压为零，图1.30可等效为 图1.30.1。

（1）当U=1V 时，0.5mA 2k 1V R U I
=Ω==
，U O =U= 1V ； （2）当U=10V 时，5mA 2k 10V
R U I =Ω
==，U O =U= 10V ；
恒压降模型下，硅二极管正向压降为0.7V ，图1.30可等效为 图1.30.2。

（1）当U=1V 时，0.15mA 2k 0.7)V
-(1R U -U I
D =Ω==
，U O =U.U D = 0.3V ；
（2）当U=10V 时， 4.65mA 2k 0.7)V
-(10R U -U I D =Ω
==，U O =U.U D = 9.3V ；
1.9 在直流微安表组成的测量电路中，常用二极管组成保护电路，以防过大电流损坏μA 表头，试说明在图1.31中的二极管串、并联在电路中各起什么样的保护作用？
解：二极管串在电路中起极性保护作用。

若没有串联二极管，则当电压极性接反了，会使电流方向流动，表头指针反转，当电流过大时，反转力矩会很大，有可能使微安表的指针被折断损坏。

二极管串在电路中以后，一旦电压极性接反，二极管会截止，电路中没有电流，指针自然也不会反偏，从而避免被折断损坏。

二极管串在电路中起过流保护作用。

当流过微安表的电流较小时，其两端电压不足以使二极管导通。

当电流足够大时，微安表两端的电压使二极管正偏导通，对电路总电流起分流作用，即多余的电流从二级管流走，微安表两端最大电压为二极管的正向导通电压，该电压决定了流过微安表的最大电流。

1.10 图1.32所示的电路中，发光二极管导通电压U D ＝1.5V ，二极管在正向电流5～15mA 的范围才能
正常发光显示。

试求电阻R 的取值范围。

解：发光二极管导通时，其两端电压近似为常数，当电源电压一定时，流过二极管的电流受串联电阻R 的大小的控制，所以这里的电阻又叫限流电阻。

有图1.32不难看出：
I
U -V R D
DD
=
所以
Ω=Ω=-==7000.7k mA
5V
)5.15(I U -V R min D DD max Ω=Ω=-==2330.233k mA
15V )5.15(I U -V R
max D DD min
图1.31 题1.9图
图1.32 题1.10
图1.30 题1.8图
图1.30.1 图1.30.2
U D
实际应用中，应取电阻的标称阻值，考虑电路的安全性，这里电阻的最大值应取比实际阻值稍小的标称阻值，使电流的最小值比要求值略大，保证二极管正常发光。

最小阻值应取比实际阻值稍大的标称阻值，使电流的最大值比要求值略小，保证二极管不会因电流过大而烧毁。

故R 的取值范围在240Ω~680Ω，据此返回重新计算正向电流的实际范围为：5.1mA~14.6 mA ，满足设计要求。

1.11 图1.33所示的电路中稳压管的稳定电压U Z ＝6V ，最小稳定电流I Zmin ＝5mA ，最大稳定电流I Zmax ＝25mA 。

（1）分别计算U I 为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压U O 的值； （2）若U I ＝35V ，且负载开路，电路会出现什么现象 为什么
分析与提示：此题目的在于考察稳压管的反向击穿特性，求解此类型电路，首先要判断稳压管的工作状态，然后根据稳压管的工作状态，给出相应的线性等效电路，最后利用电路的有关理论和定理进行求解。

本题与1.5题类似，判断稳压管是击穿稳压还是反向截止，方法很多，比较有效的方法是假设~验证法。

采用此种方法的步骤如下： 1．假设稳压管截止，给出截止状态下的等效电路。

2．根据截止时的等效电路，求稳压管两端的反向电压。

3．将求得的稳压管两端的反向电压与稳压管的稳定电压（反向击穿电压）进行比较，判断假设的正确性：若求得的电压比稳定电压小，则假设正确，稳压管截止；若求得的电压比稳定电压大，则假设错误，稳压管实际处在击穿稳压状态。

本题涉及到非线性电路的求解问题。

首先将非线性元件用特定条件下的线性元件代替，将含有非线性元件的电路转化为线性电路。

然后利用线性电路的理论求解。

解：（1）首先假设稳压管是反向截止的，此时图1.33所示电路等效为 图1.33.1，由串联分压原理可求得稳压管两端的方向电压为：
I I O U 3
1
U 5001000500U U =+=
=
当U I =10V 时，可求得U=3.3V ，此电压小于稳压管的稳定电压6V ，假设正确，稳压管可靠截止U O =U=3.3V ；
当U I =15V 时，可求得U=5V ，此电压也小于稳压管的稳定电压6V ，假设正确，稳压管可靠截止U O =U=5V ；
当U I =35V 时，可求得U=11.7V ，此电压大于稳压管的稳定电压6V ，假设错误，稳压管反向击穿，其两端电压为稳定电压6V ，电路等效为图1.33.2所示电路。

此时负载R L 上的电流为：
12mA 5006V
R U I L Z L =Ω
==
，1k Ω限流电阻上的电流为： mA 921k V )6-35(1k U -U I Z I =Ω
=Ω=，所以通过稳压管的电流为：
17m A 12)-(29I -I I L Z ===，该电流在稳压管允许的电流范围之内，稳压管可正常工作。

（2）若U I ＝35V ，且负载开路，则稳压管首先被击穿稳压，U O =U Z =6V ，但由于负载开路，1k Ω限流电阻上的电流全部流过稳压管，该电流大于稳压管的最大稳压电流25mA ，所以稳压管被击穿后很快就会因电流过大而被烧毁。

稳压管被烧毁之后，可能有如下几种情况发生：
若稳压管被烧毁后断路，则U O =35V 。

若稳压管被烧毁后短路，电压将全部加在限流电阻上，如果此时电阻上的实际功率小于其额定功率，则U O =35V ；如果此时电阻上的实际功率大于其额定功率，则电阻将很快会被烧毁断路，U O =0V 。

1.12 图1.34所示的电路中， u i ＝1.5 sinωt （V ），二极管具有理想特性， 试画出开关S 分别处于A 、B 、C 时输出电压u o 的波形。

解：由于二极管具有理想特性，所以只要其两端正向电压大于零就能导通。

R L 。

图1.33 题1.11图
+
_
U O
图1.33.1 U O
t
u ωt
ωt
u u
(1) 当开关处于A时，图1.34的电路等效为二极管整流电路。

只输出u i的正半周。

一周期内（3600），二极管导通角度θ =1800。

(2) 当开关处于B时，u i和1.5V直流电压顺向串联后被二极管整流。

一周期内，二极管导通角度θ =1800+600=2400。

(3) 当开关处于C时，u i和1.5V直流电压逆向串联后被二极管整流。

一周期内，二极管导通角度θ =1800.600=1200。

设开关S分别处于A、B、C时输出电压u o的波形分别记为u oA、u oB和u oC，则各输出电压波形如图1.34.1所示。

第2章
2.1 选择正确的答案填空。

(1) 工作在放大区的某三极管，当I B从15μA增大到25μA时，I C从2mA增大到3mA，则其电流放大系数β约为（）。

A．133 B．120 C．100
(2) 稳压管工作在正常稳压区时应该（）。

A．正向导通 B．反向截止 C．反向击穿
(3) 三极管放大的外部偏置条件是（）。

A．发射结和集电结均正偏 B．发射结和集电结均反偏 C．发射结正偏、集电结反偏
(4) 场效应管的漏极电流I D从1A增加到3A，它的跨导将（）。

A．增大 B．减小 C．不变
(5) 要维持可控硅正常导通，在其导通后，控制极电压应（）。

A．保持不变 B．去掉 C．适当增大
解：（1）C （2）C （3）C （4）A （1）B
分析与提示：
（1）本题意在考察电流放大系数的定义，它有直流放大系数和交流放大系数两种，在不特别指明的前提下，一般是指交流放大系数，定义为集电极电流和基极电流变化量之比，故应选C。

（2）本题意在考察稳压管的稳压特性。

正常稳压时，稳压管应处在反向击穿状态。

正向导通时，稳压管和二极管一样，虽然此时也有稳压作用，但是其正向特性曲线倾斜度较大，动态电阻较大，稳压效果没有反向击穿时好，稳压值也只有约0.7V，比一般稳压管的稳定电压低得多，故应选C。

（3）本题意在考察三极管放大的条件：发射结正偏，集电结反偏，故应选C。

发射结和集电结均正偏时，相当于两个二极管同向并联后加正向电压。

发射结和集电结均反偏时，三极管处在截止状态。

需要注意的是：三极管饱和时，集电结仍然是反偏的；另外，三极管截止时，发射结不一定反偏，可以是零偏，即不加偏置电压。

当考虑发射结的死区电压时，即便是发射结正向偏置，但只要正向电压小于死去电压，三极管仍然是截止的。

（4）本题意在考察场效应管的跨导的定义及特性，有效应管的转移特性曲线可知，随着漏极电流的增大，曲线的陡度增加，即单位栅源电压u GS的增加引起的漏极电流i D的增量变大，故答案选A。

（5）本题意在考察可控硅（晶闸管）的控制特性。

使可控硅导通的条件是：阳极加正向电压，同时门极加正向触发电压。

可控硅具有单向可控特性，门极控制信号只能控制其导通，不能控制其关断。

可控硅导通后，触发电压撤销，其仍然会继续导通。

要使导通后的可控硅关断，只能将阳极电压减小为零，或者将阳极电压极性反转，故答案选B。

2.2测得两只处于放大状态的三极管的3个脚的电位分别是.8V、.3V、.
3.2V和3V、3.7V、12V，试判断各管脚哪是基极、发射极、集电极并说明是NPN管，还是PNP管是硅管还是锗管
分析与提示：该题是考察处在放大状态的三极管电压分配规律的。

以下规律要掌握：
1．基极电位总是居中的。

据此可判断哪那个管脚是基极。

2．发射极与基极之间点位差值小于1V。

据此可判断哪那个管脚是发射极。

对硅管而言，电位差值约0.7V，对锗管而言，电位差值约0.2V。

据此可判断制造管子的材料。

3．若为NPN管，则集电极点位是最高的；若为PNP管，则集电极点位是最高的；据此可判断管型。

解：由于三极管处在放大状态时，基极点位总是居中的，所以第一个管子电压为.3.2V 的管脚是基极，第二个管子电压为3.7V 的管脚是基极。

第一只管子电压为.3V 的管脚与基极点位相差0.2V ，该脚为发射极，该管为锗管；第二只管子电压为3.7V 的管脚与基极点位相差0.7V ，该脚为发射极，该管为硅管。

余下的管脚自然是各管的集电极。

第一只管子的集电极点位为.8V ，是三个脚中电位最低的管脚，所以该管为PNP 型；第二只管子的集电极点位为12V ，是三个脚中电位最高的管脚，所以该管为NPP 型。

2.3 已知电路中三极管的各极电位值，判断图2.49中各三极管工作在何种状态下
分析与提示：该题是已知三极管型号和各极电位，判断三极管的工作状态。

解：（a ）由于发射结正偏，集电结反偏，所以该管处在放大状态。

（b ）由于发射结反偏，所以该管处在截止状态。

（c ）由于发射结正偏，集.射极电压只有0.1V ，所以该管处在饱和状态。

2.4 试分析图2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由并将错误改正。

设图中所有电容对交流信号均可视为短路，输入信号源内阻为零。

分析与提示：该题意在考察三极管的放大条件。

放大电路要实现对信号的不失真放大，必须同时满足如下条件： 1．电路中的三极管必须满足放大的条件，即发射结正偏，集电结反偏。

2．输入信号要能正常送入起控制作用。

3．放大后的输出信号要能顺利输出以供负载利用。

解：（a ）不能。

本电路采用双电源供电，似乎满足放大的条件，实际不然。

请注意，该电路中基极偏置电压V B B 是和输入交流信号源直接并联的，而输入信号源内阻为零，所以信号源会将V B B 短路，V B B 因电流过大而烧毁。

V B B 实际上不能给三极管提供基极偏置电压。

另一方面，由于V B B 的内阻也为零，同样会将信号源短路，信号也无法加到三极管发射结上起控制作用。

也就不可能有放大信号输出。

为使电路正常放大，可在输入信号端与V B B 之间加隔直耦合电容，并将基极偏置电阻移到V B B 支路上。

同时为了避免负载电阻对电路工作点的影响，最好在输出端与负载之间也加隔直耦合电容。

如图2.50.1所示。

b 0.7V
c 6V
0V
b -1V
c 12V
3V
b 2V
c 2.2V
e 2.3V (a) (b) (c)
图2.49 题2.3图
图2.50 题2.4图
VT
VT
VT
V BB
（b ）能。

本电路采用单电源供电，不仔细看，容易认为不能放大。

注意该电路中的三极管为P NP 型，且发射极在上面，发射正偏。

只要R b 和R c 取值合适，集电结也反偏，满足放大偏置条件。

另外，信号既可以输入起控制作用，放大后的信号也可以顺利取出供给负载。

故可以正常放大。

（c ）不能。

由于信号源内阻为零，基极直流电压会被输入信号源短路，三极管处在截止状态，故不能正常放大。

可在输入信号端与三极管基极之间加隔直耦合电容，如图2.50.2所示。

2.5 电路如图2.51所示，已知：V C C ＝12V ，晶体管饱和管压降U C E S ＝0.5V ，电流放大系数β＝50，输入信号u I 为理想电压源。

在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位分别为多少？
(1)R b 1短路； (2)R b 1开路； (3)R b 2开路； (4)R C 短路； (5)正常情况。

分析与提示：该题是考察电路参数变化对三极管工作状态的影响的。

三极管有三种工作状态。

截止比较好判断，但对放大状态和饱和状态的判断有一定难度。

有两种方法可以采用：
1．比较电流法：
（1）先假设三极管饱和，并求出集电极饱和电流I CS 。

（2）由基极偏置电路求出实际的基极电流I B ，并根据放大关系求出集电极电流I C =I B 。

（3）比较I CS 和I C 的大小，判断实际工作状态。

若I C ＞I CS ，则假设正确，三极管实际上也是处在饱和状态；若I C ＜I CS ，则假设错误，三极管实际上是处在放大状态；若I C =I CS ，则三极管处在临界饱和状态。

2．比较电压法：
（1）假设三极管正常放大。

（2）依次求出基极电流I BQ ，集电极电流I C 和集射极电压U CEQ 。

（3）比较集射极电压U CEQ 和基极电压U BEQ 的大小，判断实际工作状态。

若U CEQ ＞U BEQ ，则假设正确，三极管处在放大状态；若U CEQ ＜U BEQ ，则假设错误，三极管实际上处在饱和状态，U CEQ =U CES ；若U CEQ =U BEQ ，则三极管处在临界饱和状态。

[注]上述讨论是以NPN 型三极管为例进行的，若为PNP 型三极管，由于它与NPN 型的工作电压极性相反，所以各电极的电压极性也正好相反，上述各电压的下标顺序也应互换。

如集射极电压应表示为U EC 。

解：(1)若R b 1短路，则基极偏置电压变为零，三极管将截止，I C Q =0，U C E Q =V C C =12V ；
(2) 若R b 1开路，则电路成为固定偏置电路，此时由于偏置电阻R b 2阻值较小，将使基极静态电流过大，三极管饱和。

实际上，假设此时三极管饱和，则
mA 2 5.1k
5)V
.012(R U -V I C CES CC CS ≈-==
；
图2.51 题2.5图
图2.50.1
+
V BB
_
+
+
+
VT
i u
o u
R C
+V CC
C 1
C 2
_
R b +
V BB
_
+
+
+
VT
i u
u
R e
-V CC
C 1
C 2
_
R b
图2.50.2
由基极偏置电路可求得实际的基极电流：mA 2.0k
51)V
7.012(R Q U -V I 2b BE CC BQ
≈-==
；
若正常放大，则实际集电极电流：mA
10mA 0.250I I BQ CQ =⨯=β=；
显然有I CQ > I CS ，三极管饱和，U C E Q = U C E S =0.5V 。

(3)若R b 2开路，则基极点位也为零，三极管截止，I C Q =0，U C E Q =V C C =12V ； (4)若R C 短路，则集电极和电源直接相连，U C E Q =V C C =12V ；
(5)正常情况下，图2.51的直流通路如图2.51.1所示，将基极偏置电路用戴维南定理等效，等效以后的电路如图2.51.2所示。

在图2.51.2种，由戴维南定理可得：
0.77V
12V 51
3.53.5
V R R R V CC b2b1b1BB ≈⨯+=+=
Ω≈Ω+⨯=+⋅=
k 3.3k 51
3.551
3.5R R R R R b2b1b2b1b
A 211mA 02.03.3k 0.7)V
-(0.77R U -V I b
BEQ
BB BQ μ=≈Ω
=
=
假设三极管正常放大，则：
1.05mA
A 1050A 2150I I BQ CQ =μ=μ⨯=β=
6.6V
5.1)V 1.05-(12R I -V U C CQ CC CEQ ≈⨯=⋅=
显然BEQ CEQ
U U >，即，正常情况下三极管处在放大状态，测得集电极直流电压约为6.6V 。

2.6 在图2.14所示放大电路中，已知：三极管为NPN 型硅管，电流放大倍数β＝100，输出特性曲线如图2.52所示。

V 6V CC =，Ω=176k R b ，
Ω=1k R c ，分别用图解法和近似估算法求其静态工作点Q 。

解：（1）近似估算法
图2.14.1为图2.14的直流通路，由此可求出：
图2.50.1
R
R V CC
V C
V CC 图2.50.2
CE
图2.52 题2.6图
A 30176k 0.7)V
-(6R U -V I b
BEQ
CC BQ μ≈Ω
=
=
3mA A 3000A 30100I I BQ CQ =μ=μ⨯=β=
3V 1)V 3-(6R I -V U C CQ CC CEQ =⨯=⋅=
（1）图解法
① 由基极偏置电路求出静态基极电流
A 30176k 0.7)V
-(6R U -V I b
BEQ
CC BQ μ≈Ω
=
=
② 根据集电极回路方程C CQ CC CEQ
R I -V U ⋅=，在输出特性曲线上作
直流负载线MN ，如图2.52.1所示。

点M(0，6)和N(6，0)分别是直流负载线和坐标轴的交点。

③ 直流负载线MN 和对应于基极电流为30μA 的输出特性曲线的交点Q 即为所求的静态工作点，由图2.52可求出Q 点的横坐标即为静态集电极电压U CEQ =3V ，Q 点的纵坐标为静态集电极电流I CQ =3mA 。

2.7 在图2.14所示的电路中，已知V 12V CC =，Ω=k 560R b ，
Ω=k 5R c ，50=β，Ω='200b b r ,用等效电路法分析
(1) 试估算放大电路的电压放大倍数u A •
、输入电阻i R 和输出电阻o R 。

(2) 调整基极偏流使CQ I 增大，Q 点将如何变化，电压放大倍数如何变化。

(3) 若换上100=β的三极管，其它参数不变，Q 点将如何变化。

(4) 若换上100=β的三极管，调整电路基极偏置电阻b R ，以保持CQ I 不变，电压放大倍数如何变化。

分析与提示：求电压放大倍数须知道发射结交流等效电阻r be ，而r be 与静态电流有关，所以，要求电压放大倍数，首先要求静态电流。

另外，题目中没有给出负载电阻的值，此时一般认为电路空载，R L =∞，C L C L
R //R R R =='。

解：(1) 首先由图2.14.1求出静态集电极电流
A 20560k 0.7)V
-(12R U -V I b BEQ CC BQ
μ≈Ω
==
1mA
A 1000A 2005I I BQ CQ =μ=μ⨯=β=
图2.14.2为图2.14的交流通路，图2.14.3为图2.14的交流等效电路，由此可求得放大性能参数
Ω=Ω=⨯+=β+=' 1.5k 15001mA
mV
2650200I U r r CQ T b b be -1671.5550r R A be C u ≈⨯-=β
-=•
Ω=≈=+⋅=k 5.1r r //R r R r
R R be be b be
b be b i
Ω==k 5R R c o
i
(mA)CE
图2.52.1
R L
图2.14.1
I R b
(2) 由于本电路空载，交流负载线和直流负载线重合。

放大过程中，随输入信号的变化，工作点Q 将沿着交流负载线移动。

所以当调整基极偏流使CQ I 增大， Q 点将沿交流负载线上移。

随着Q 点上移，工作点将向饱和区移动，但只要Q 点处在正常放大区域，电流放大系数β将为常数，而发射结交流等效电阻r be 却随着I CQ 的增大而减小（CQ
T b b be
I U r r β
+='），所以电压放大倍数将变大。

由此得出结论，适当增加静态电
流，可以在一定程度上改善放大能力。

同时，由图2.52.1不难看出，当Q 点接近饱和区时，相同的基极电流变化引起的集电极电流变化将变小，即电流放大系数β将减小，从而导致电压放大倍数降低。

当Q 点进入饱和区时，集电极电流不再随基极电流变化，β=0，电路不再具备放大能力。

(3) 若换上100=β的三极管，其它参数不变，则基极电流不变，直流负载线也不变，所以集电极电流将增加，Q 点沿交流负载线上移。

(4) 若换上100=β的三极管，即电流放大系数β变为原来的两倍。

调整电路基极偏置电阻b R ，以保持CQ I 不变，则发射结交流等效电阻r be 不变。

所以，电压放大倍数变为原来的两倍。

2.8 按电路组态填写下表。

解：
2.9 电路如图2.53所示，晶体管的β＝80。

（1）求静态工作点I B Q 、I C Q 、U B E Q ； （2）求发射结交流等效电阻r b e ；
（3）分别求出R L ＝∞和R L ＝3k Ω时电路的
u
A 、R i 和R o 。

解： (1) 图2.53的直流通路和直流等效电路如图2.53.1所示，由此可求得静态工作点
A
3.32k 443V
3.14k )381200(V )7.015()R 1(R U V I e
b BEQ CC BQ μ=Ω
=Ω⨯+-=
β++-=
2.6mA
A 32.380I I BQ CQ =μ⨯=β=
电路名称 连接方式（填写e 、c 、b ） 性能比较（填写大、中、小）
公共极 输入极 输出极 A u A i R i R o 其它 共射电路 共集电路 共基电路
电路名称 连接方式（填写e 、c 、b ） 性能比较（填写大、中、小） 公共极 输入极 输出极 A u A i R i R o 其它 共射电路 e b c 大 大 中 中 主要用于放大 共集电路 c b e 小 大 大 小 主要用于隔离 共基电路
b
e
c
大
小
小
中
主要用于振荡
图2.53 题2.9图
图1.34.1
7.2V
3)V 2.6-(15R I V R )I 1(V U e CQ CC e BQ CC CEQ =⨯=-≈β+-=
(3) Ω=Ω=⨯+=β
+='1k 10002.6mA
mV
2680200I U r r CQ T b b be (3) 图2.53的交流通路和微变等效电路如图2.53.2所示，由此可求得放大参数
R L = 3k Ω 时，
992.0(3//3)
811//3381R β)1(r R β)1(A L be L u ≈⨯+⨯='++'+=
•
）
（ Ω≈⨯+='++=75.97k (3//3)]81//[1200]R β)1([r //R R L be b i
Ω≈Ω+=β++≈37812//200)k 1(1//R R r R b S be o
R L =∞时，
699.038113
81β)R 1(r β)R 1(R β)1(r R β)1(A C be C L be L u ≈⨯+⨯=+++='++'+=
•
Ω≈Ω⨯+=++='++=109.9k 3]k 81//[1200]β)R 1([r //R ]R β)1([r //R R C be b L be b i
Ω≈Ω+=β++≈3781
2//200)k 1(1//R R r R b S be o
2.10 设图2.54所示电路,已知：V C C =25V ，β＝50，其它参数如图中所示，输入电压为正弦波。

(1)?U U A i 1O 1u ≈=•
•
•
,?U U A i 2O 2u ≈=•
•
•
(2)画出输入电压u i 和输出电压u o 1、u o 2 的波形；
解：(1)首先画出直流通路如图2.54.1，并由此求出r b e 。

A 96k 253V
3.24k )351100(V )7.025()R 1(R U V I e b BEQ CC BQ μ≈Ω
=Ω⨯+-=β++-=
R
CC
图2.53.1 共集电极放大电路的直流通路和直流等效电路
(a)直流通路 (b)直流等效电路
(a) (b)
(a) (b) (c)
图2.53.2 基本共集电极放大电路的交流通路和微变等效电路
(a) 交流通路 (b) 微变等效电路 (c) 求输出电阻电路
u s R
L
R L
u s r R S
Ω≈μ+=+=β
+=''471A
96mV
26200I U r I U r r Q B T b b CQ T b b be 图2.54的交流通路和微变等效电路如图2.54.2所示，由此可求得放大参数
1977.035147.0350R )1(r R ]
R )1(r [I R I U U A e be c e be b c c i 1
o 1u -≈-≈⨯+⨯-=β++β-=β++⋅⋅-==
•
•
••
•
1997.03
5147.03
51R )1(r R )1(]
R )1(r [I R I U U A e be c e be b e
e i
2o 2u ≈≈⨯+⨯=β++β+=
β++⋅⋅=
=
•
•
•
•
•
(2) 由以上计算可知，两个输出电压相位正好相反，幅度近似相等，且都近似输入信号的幅度。

各信号波形如图2.54.3所示。

本电路可以用于将某种信号分成两个大小相等，极性相反的信号输出。

2.11 晶闸管的结构有什么特点其导通条件是什么导通后晶闸管的电流大小取决于什么 答：（1）晶闸管类型很多，但不论哪种结构形式的晶闸管，其内部都有一个硅半导体材料做成的管芯，管芯由四层半导体（P 1、N 1、P 2、N 2）组成，形成三个PN 结（J 1、J 2、J 3），分别从P 1、P 2和N 2引出三个电极，依次为阳极A 、控制极G 和阴极K ，如图2.37所示
（2）要使晶闸管导通，必须在阳极和阴极之间加正向电压，同时在门极和阴极之间加正向触发电压。

（3）晶闸管导通后可近似为闭合的开关，所以通过其电流的大小取决于电源电压和负载的大小。

2.12 单结晶体管的伏安特性是怎样的？
图2.54 题2.10图
R e
R b R c
VT
图2.54.1
CC
(a) (b)
图2. 54.2
(a)交流通路 (b)交流等效电路
+
_
+
VT
i u
1o u
R C
_
R e
R b
+
_
2o u
+
_
+
i u
1u
R C
_
R b
R e
r be
2o u
+ _
O
t
π 2π
i
u o1
O
ωt
π
2π
O
ωt
u o2
图2. 54.3
P 1
P 2
N 2
N 1
J 1 J 2 J 3 图2.37晶闸管结构
K
A
G。