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文檔簡介
1、第1章 半導(dǎo)體存器件1.1 在如圖1.4所示的各個(gè)電路中,已知直流電壓V,電阻k,二極管的正向壓降為0.7V,求Uo。圖1.4 習(xí)題1.1的圖分析 Uo的值與二極管的工作狀態(tài)有關(guān),所以必須先判斷二極管是導(dǎo)通還是截止。若二極管兩端電壓為正向偏置則導(dǎo)通,可將其等效為一個(gè)0.7的恒壓源;若二極管兩端電壓為反向偏置則截止,則可將其視為開路。解 對圖1.4(a)所示電路,由于V,二極管VD承受正向電壓,處于導(dǎo)通狀態(tài),故:(V)對圖1.4(b)所示電路,由于V,二極管VD承受反向電壓截止,故:(V)對圖1.4(c)所示電路,由于V,二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通,故:(V)1.2 在如圖1.5所示的各個(gè)電路中
2、,已知輸入電壓V,二極管的正向壓降可忽略不計(jì),試分別畫出各電路的輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形。分析 在ui和5V電源作用下,分析出在哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)二極管正向?qū)?,哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)二極管反向截止。在忽略正向壓降的情況下,正向?qū)〞r(shí)可視為短路,截止時(shí)可視為開路,由此可畫出各電路的輸入、輸出電壓的波形。圖1.5 習(xí)題1.2的圖解 對圖1.5(a)所示電路,輸出電壓uo為:ui5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通,UD=0,uo=5V;ui5V時(shí)二極管VD承受反向電壓截止,電阻R中無電流,uR=0,uo= ui。輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形如圖1.6(a)所示。圖1.6 習(xí)題1.2解答用圖對圖1.5(b
3、)所示電路,輸出電壓uo為:ui5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通,UD=0,uo= ui;ui5V時(shí)二極管VD承受反向電壓截止,電阻R中無電流,uR=0,uo=5V。輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形如圖1.6(b)所示。對圖1.5(c)所示電路,輸出電壓uo為:ui5V時(shí)二極管VD承受反向電壓截止,電阻R中無電流,uR=0,uo= ui;ui5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通,UD=0,uo=5V。輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形如圖1.6(c)所示。1.3 在如圖1.7所示的電路中,試求下列幾種情況下輸出端F的電位UF及各元件(R、VDA、VDB)中的電流,圖中的二極管為理想元件。(1)V。(
4、2),V。(3)V。圖1.7 習(xí)題1.3的圖分析 在一個(gè)電路中有多個(gè)二極管的情況下,一些二極管的電壓可能會(huì)受到另一些二極管電壓的影響,所以,在判斷各個(gè)二極管的工作狀態(tài)時(shí),應(yīng)全面考慮各種可能出現(xiàn)的因素。一般方法是先找出正向電壓最高和(或)反向電壓最低的二極管,正向電壓最高者必然導(dǎo)通,反向電壓最低者必然截止,然后再根據(jù)這些二極管的工作狀態(tài)來確定其他二極管承受的是正向電壓還是反向電壓。解 (1)因?yàn)閂而UCC=6V,所以兩個(gè)二極管VDA、VDB承受同樣大的正向電壓,都處于導(dǎo)通狀態(tài),均可視為短路,輸出端F的電位UF為:(V)電阻中的電流為:(mA)兩個(gè)二極管VDA、VDB中的電流為:(mA)(2)因?yàn)?/p>
5、,V而UCC=6V,所以二極管VDB承受的正向電壓最高,處于導(dǎo)通狀態(tài),可視為短路,輸出端F的電位UF為:(V)電阻中的電流為:(mA)VDB導(dǎo)通后,VDA上加的是反向電壓,VDA因而截止,所以兩個(gè)二極管VDA、VDB中的電流為:(mA)(mA)(3)因?yàn)閂而UCC=6V,所以兩個(gè)二極管VDA、VDB承受同樣大的正向電壓,都處于導(dǎo)通狀態(tài),均可視為短路,輸出端F的電位UF為:(V)電阻中的電流為:(mA)兩個(gè)二極管VDA、VDB中的電流為:(mA)1.4 在如圖1.8所示的電路中,試求下列幾種情況下輸出端F的電位UF及各元件(R、VDA、VDB)中的電流,圖中的二極管為理想元件。(1)V。(2)V
6、,。(3)V。圖1.8 習(xí)題1.4的圖分析 本題與上題一樣,先判斷出兩個(gè)二極管VDA、VDB的工作狀態(tài),從而確定出輸出端F的電位,再根據(jù)輸出端F的電位計(jì)算各元件中的電流。解 (1)因?yàn)閂,所以兩個(gè)二極管VDA、VDB上的電壓均為0,都處于截止?fàn)顟B(tài),電阻R中無電流,故:(mA)輸出端F的電位UF為:(V)(2)因?yàn)閂,V,所以二極管VDA承受的正向電壓最高,處于導(dǎo)通狀態(tài),可視為短路,輸出端F的電位UF為:(V)電阻中的電流為:(mA)VDA導(dǎo)通后,VDB上加的是反向電壓,VDB因而截止,所以兩個(gè)二極管VDA、VDB中的電流為:(mA)(mA)(3)因?yàn)閂,所以兩個(gè)二極管VDA、VDB承受同樣大的
7、正向電壓,都處于導(dǎo)通狀態(tài),均可視為短路,輸出端F的電位UF為:(V)電阻中的電流為:(mA)兩個(gè)二極管VDA、VDB中的電流為:(mA)1.5 在如圖1.9所示的電路中,已知V,V。試用波形圖表示二極管上的電壓uD。分析 設(shè)二極管為理想元件,則二極管導(dǎo)通時(shí)uD=0,二極管截止時(shí)因電阻R中無電流,因此,判斷出二極管VD在ui和E作用下哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)導(dǎo)通,哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)截止,即可根據(jù)uD的關(guān)系式畫出其波形。解 設(shè)二極管為理想元件,則當(dāng)0,即eV時(shí)二極管導(dǎo)通,uD=0;當(dāng),即V時(shí)二極管截止,V。由此可畫出uD的波形,如圖1.10所示。圖1.9 習(xí)題1.5的圖 圖1.10 習(xí)題1.5解答用圖1.6 在如圖
8、1.11所示的電路中,已知V,。穩(wěn)壓管VDZ的穩(wěn)定電壓V,最大穩(wěn)定電流mA。試求穩(wěn)壓管中通過的電流IZ,并判斷IZ是否超過IZM?如果超過,怎么辦?分析 穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)時(shí),電流雖然在很大范圍內(nèi)變化,但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小,所以能起穩(wěn)壓的作用。但與穩(wěn)壓管配合的電阻要適當(dāng),否則,要么使穩(wěn)壓管的反向電流超過允許值而過熱損壞,要么使穩(wěn)壓管因?yàn)闆]有工作在穩(wěn)壓區(qū)而不能穩(wěn)壓。圖1.11 習(xí)題1.6的圖解 設(shè)穩(wěn)壓管VDZ工作正常,則電阻R1和R2中的電流分別為:(mA)(mA)穩(wěn)壓管中通過的電流IZ為:(mA)可見。如果IZ超過IZM,則應(yīng)增大R1,也可減小R2。但R2一般是負(fù)載電阻,不能隨意改變
9、,若R1不能變,則應(yīng)限制R2的最大值,或另選穩(wěn)壓管。1.7 有兩個(gè)穩(wěn)壓管VDZ1和VDZ2,其穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V,正向壓降都是0.5V,如果要得到0.5V 、3V 、6V 、9V和14V幾種穩(wěn)定電壓,這兩個(gè)穩(wěn)壓管(還有限流電阻)應(yīng)該如何連接,畫出各個(gè)電路。分析 穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí),管子兩端電壓等于其穩(wěn)定電壓;穩(wěn)壓管工作在正向?qū)顟B(tài)時(shí),管子兩端電壓等于其正向壓降。因此,可通過兩個(gè)穩(wěn)壓管的不同組合來得到不同的穩(wěn)定電壓。解 應(yīng)按如圖11.12(a)(e)所示各個(gè)電路連接,可分別得到上述幾種不同的穩(wěn)定電壓,圖中的電阻均為限流電阻。圖1.12 習(xí)題1.6的圖1.8 在一放大電路中,
10、測得某晶體管3個(gè)電極的對地電位分別為-6V、-3V、-3.2V,試判斷該晶體管是NPN型還是PNP型?鍺管還是硅管?并確定3個(gè)電極。分析 晶體管的類型(NPN型還是PNP型,硅管還是鍺管)和管腳可根據(jù)各極電位來判斷。NPN型集電極電位最高,發(fā)射極電位最低,即,;PNP型集電極電位最低,發(fā)射極電位最高,即,。硅管基極電位與發(fā)射極電位大約相差0.6或0.7V;鍺管基極電位與發(fā)射極電位大約相差0.2或0.3V。解 設(shè)晶體管3個(gè)電極分別為1、2、3,即V、V、V。因?yàn)?、3兩腳的電位差為0.2V,可判定這是一個(gè)鍺管,且1腳為集電極。由于集電極電位最低,可判定這是一個(gè)PNP型管。又由于2腳電位最高,應(yīng)為
11、發(fā)射極,而3腳為基極。因?yàn)榘l(fā)射極與基極之間的電壓V,基極與集電極之間的電壓V,可見發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,晶體管工作在放大狀態(tài)。綜上所述,可知這是一個(gè)PNP型的鍺晶體管。1.9 晶體管工作在放大區(qū)時(shí),要求發(fā)射結(jié)上加正向電壓,集電結(jié)上加反向電壓。試就NPN型和PNP型兩種情況討論:(1)UC和UB的電位哪個(gè)高?UCB是正還是負(fù)?(2)UB和UE的電位哪個(gè)高?UBE是正還是負(fù)?(3)UC和UE的電位哪個(gè)高?UCE是正還是負(fù)?分析 晶體管工作在放大區(qū)時(shí),要求發(fā)射結(jié)上加正向電壓,集電結(jié)上加反向電壓。對NPN型晶體管,電源的接法應(yīng)使3個(gè)電極的電位關(guān)系為。對PNP型晶體管,則應(yīng)使。解 (1)對NPN型晶體
12、管,由可知:,;,。(2)對PNP型晶體管,由可知:,;,。1.10 一個(gè)晶體管的基極電流A,集電極電流mA,能否從這兩個(gè)數(shù)據(jù)來確定它的電流放大系數(shù)?為什么?分析 晶體管工作在不同狀態(tài)時(shí),基極電流和集電極電流的關(guān)系不同。工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí),;工作在放大狀態(tài)時(shí);工作在飽和狀態(tài)時(shí)。解 不能由這兩個(gè)數(shù)據(jù)來確定晶體管的電流放大系數(shù)。這是因?yàn)榫w管的電流放大系數(shù)是放大狀態(tài)時(shí)的集電極電流與基極電流的比值,而題中只給出了基極電流和集電極電流的值,并沒有指明這兩個(gè)數(shù)據(jù)的測試條件,無法判別晶體管是工作在放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài),所以不能由這兩個(gè)數(shù)據(jù)來確定晶體管的電流放大系數(shù)。1.11 若晶體管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都加正向
13、電壓,則集電極電流IC將比發(fā)射結(jié)加正向電壓、集電結(jié)加反向電壓時(shí)更大,這對晶體管的放大作用是否更為有利?為什么?分析 晶體管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都加正向電壓時(shí)工作在飽和狀態(tài),IC不隨IB的增大而成比例地增大,晶體管已失去了線性放大作用。解 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都加正向電壓時(shí)對晶體管的放大作用不是更為有利,而是反而不利。這是因?yàn)檫@時(shí)晶體管工作在飽和狀態(tài),集電極電流IC雖然比發(fā)射結(jié)加正向電壓、集電結(jié)加反向電壓(即放大狀態(tài))時(shí)更大,但是IC已不再隨IB線性增大,IB對IC已失去控制作用,所以已沒有放大能力。另一方面,晶體管工作在飽和狀態(tài)時(shí)集電極與發(fā)射極之間的電壓V,雖然IC更大,但晶體管的輸出電壓反而更小,所以
14、也不能把電流放大作用轉(zhuǎn)換為電壓放大作用。1.12 有兩個(gè)晶體管,一個(gè)管子的、A,另一個(gè)管子的、A,其他參數(shù)都一樣,哪個(gè)管子的性能更好一些?為什么?分析 雖然在放大電路中晶體管的放大能力是一個(gè)非常重要的指標(biāo),但并非越大就意味著管子性能越好。衡量一個(gè)晶體管的性能不能光看一、兩個(gè)參數(shù),而要綜合考慮它的各個(gè)參數(shù)。在其他參數(shù)都一樣的情況下,太小,放大作用??;太大,溫度穩(wěn)定性差。一般在放大電路中,以左右為好。ICBO受溫度影響大,此值越小,溫度穩(wěn)定性越好。ICBO越大、越大的管子,則ICEO越大,穩(wěn)定性越差。解 第二個(gè)管子的性能更好一些。這是因?yàn)樵诜糯箅娐分?,固然要考慮晶體管的放大能力,更主要的是要考慮放
15、大電路的穩(wěn)定性。1.13 有一晶體管的mW,mA,V,試問在下列幾種情況下,哪種為正常工作狀態(tài)?(1)V,mA。(2)V,mA。(3)V,mA。分析 ICM、U(BR)CEO和PCM稱為晶體管的極限參數(shù),由它們共同確定晶體管的安全工作區(qū)。集電極電流超過ICM時(shí)晶體管的值將明顯下降;反向電壓超過U(BR)CEO時(shí)晶體管可能會(huì)被擊穿;集電極耗散功率超過PCM時(shí)晶體管會(huì)被燒壞。解 第(1)種情況晶體管工作正常,這是因?yàn)?,。其余兩種情況晶體管工作不正常1.14 某場效應(yīng)管漏極特性曲線如圖1.13所示,試判斷:(1)該管屬哪種類型?畫出其符號。(2)該管的夾斷電壓UGS(off) 大約是多少?(3)該管
16、的漏極飽和電流IDSS大約是多少?分析 根據(jù)表1.2所示絕緣柵型場效應(yīng)管的漏極特性曲線可知,N溝道場效應(yīng)管當(dāng)UGS由正值向負(fù)值變化時(shí)ID減小,P溝道場效應(yīng)管當(dāng)UGS由正值向負(fù)值變化時(shí)ID增大;耗盡型場效應(yīng)管在時(shí),增強(qiáng)型場效應(yīng)管在時(shí)。解 由圖1.13可知,因?yàn)樵摴墚?dāng)UGS由正值向負(fù)值變化時(shí)ID減小,且時(shí),所以該管屬N溝道耗盡型場效應(yīng)管,并且夾斷電壓V,漏極飽和電流mA,其符號如圖1.14所示。圖1.13 習(xí)題1.14的圖 圖1.14 習(xí)題1.14解答用圖1.15 試由如圖1.13所示的場效應(yīng)管漏極特性曲線,畫出V時(shí)的轉(zhuǎn)移特性曲線,并求出管子的跨導(dǎo)gm。分析 根據(jù)場效應(yīng)管漏極特性曲線畫轉(zhuǎn)移特性曲線
17、的方法是:首先根據(jù)UDS在漏極特性曲線上作垂線,然后確定出該條垂線與各條漏極特性曲線的交點(diǎn)所對應(yīng)的ID值和UGS值,最后根據(jù)各個(gè)ID值和UGS值畫出轉(zhuǎn)移特性曲線。解 根據(jù)V在漏極特性曲線上作垂線,如圖1.15(a)所示。該條垂線與各條漏極特性曲線的交點(diǎn)所對應(yīng)的ID值和UGS值如表1.4所示。根據(jù)表1.4畫出的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖1.15(b)所示。表1.4 習(xí)題1.15解答用表UGS(V)-4-202ID(mA)481216(a)漏極特性曲線 (b)轉(zhuǎn)移特性曲線圖1.15 習(xí)題1.15解答用圖第2章 單級交流放大電路2.1 根據(jù)組成放大電路時(shí)必須遵循的幾個(gè)原則,分析如圖2.7所示各電路能否正常放大
18、交流信號?為什么?若不能,應(yīng)如何改正?分析 判斷電路能否正常放大交流信號,只要判斷是否滿足組成放大電路時(shí)必須遵循的幾個(gè)原則。對于定性分析,只要判斷晶體管是否滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的條件,以及有無完善的直流通路和交流通路即可。解 如圖2.7所示各電路均不能正常放大交流信號。原因和改進(jìn)措施如下:圖2.7(a)中沒有完善的交流通路。這是因?yàn)?,恒定,所以輸入端對交流信號短路,輸入信號不能送入。?yīng)在電源UBB支路中串聯(lián)電阻RB。圖2.7(b)中沒有完善的直流通路。這是因?yàn)殡娙軨1的隔直作用,晶體管無法獲得偏流,。應(yīng)將C1改接在交流信號源與RB之間。圖2.7 習(xí)題2.1的圖圖2.7(c)中發(fā)射結(jié)零偏,
19、晶體管無法獲得偏流,。應(yīng)將RB接電源UCC與晶體管基極之間。圖2.7(d)中電容C1接在電源UCC與晶體管基極之間帶來兩個(gè)問題:一是由于C1的隔直作用,晶體管無法獲得偏流,;二是由于C1對交流信號短路,輸入信號不能送入。應(yīng)將C1改接成電阻。圖2.7(e)中電源UCC和電容C1、C2的極性連接錯(cuò)誤。應(yīng)將它們的極性對調(diào)。圖2.7(f)中電容C2連接錯(cuò)誤。應(yīng)將C2由與負(fù)載并聯(lián)改成與負(fù)載串聯(lián)。2.2 在如圖2.8(a)所示的放大電路中,已知V,k,k,三極管的。(1)試用直流通路估算靜態(tài)值IB、IC、UCE。(2)三極管的輸出特性曲線如圖2.8(b)所示,用圖解法確定電路的靜態(tài)值。(3)在靜態(tài)時(shí)C1和
20、C2上的電壓各為多少?并標(biāo)出極性。分析 放大電路的靜態(tài)分析有估算法和圖解法兩種。估算法可以推出普遍適用于同類電路的公式,缺點(diǎn)是不夠直觀。圖解法可以直觀形象地看出靜態(tài)工作點(diǎn)的位置以及電路參數(shù)對靜態(tài)工作的影響,缺點(diǎn)是作圖過程比較麻煩,并且不具備普遍適用的優(yōu)點(diǎn)。解 (1)用估算法求靜態(tài)值,得:(mA)(mA)(V)圖2.8 習(xí)題2.2的圖(2)用圖解法求靜態(tài)值。在圖2. 8(b)中,根據(jù)mA、V作直流負(fù)載線,與A的特性曲線相交得靜態(tài)工作點(diǎn)Q,如圖2.9(b)所示,根據(jù)點(diǎn)Q查坐標(biāo)得:mAV(3)靜態(tài)時(shí),V。C1和C2的極性如圖2.9(a)所示。圖2.9 習(xí)題2.2解答用圖2.3 在上題中,若改變RB,
21、使V,則RB應(yīng)為多大?若改變RB,使mA,則RB又為多大?并分別求出兩種情況下電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。分析 設(shè)計(jì)放大電路的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是RB、RC等元件的選擇。選擇電阻RB、RC的常用方法是根據(jù)晶體管的參數(shù)等和希望設(shè)置的靜態(tài)工作點(diǎn)(靜態(tài)值IC、UCE)計(jì)算出RB、RC的阻值。解 (1)V時(shí),集電極電流為:(mA)基極電流為:(mA)基極電阻為:(k)(2)mA時(shí),基極電流為:(mA)基極電阻為:(k)(V)2.4 在如圖2.8(a)所示電路中,若三極管的,其他參數(shù)與2.2題相同,重新計(jì)算電路的靜態(tài)值,并與2.2題的結(jié)果進(jìn)行比較,說明三極管值的變化對該電路靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。分析 影響靜態(tài)工作點(diǎn)的有電
22、路參數(shù)RB、RC和UCC以及晶體管的參數(shù)ICBO、和UBE。在其他參數(shù)不變的情況下,增大將使晶體管集電極電流的靜態(tài)值IC增大,靜態(tài)工作點(diǎn)上移。解 用估算法求靜態(tài)值,得:(mA)(mA)(V)(V)集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都加正向電壓,晶體管飽和。實(shí)際上這時(shí)UCE和IC分別為:(V)(mA)與2.2題的結(jié)果比較可知,在其他參數(shù)不變的情況下,三極管值由40變?yōu)?00時(shí),IB不變,但I(xiàn)C和UCE分別由2mA和6V變?yōu)?mA和0.3V,靜態(tài)工作點(diǎn)從放大區(qū)進(jìn)入了飽和區(qū)。2.5 在如圖2.8(a)所示電路中,已知V,三極管的。若要使V,mA,試確定RC、RB的值。解 由得:(k)由得:(mA)基極電阻為:(k)2.
23、6 在如圖2.8(a)所示電路中,若輸出電壓uo波形的正半周出現(xiàn)了平頂畸變,試用圖解法說明產(chǎn)生失真的原因,并指出是截止失真還是飽和失真。分析 如圖2.8(a)所示電路的輸出電壓uo(uCE的交流分量uce)與輸入電壓ui(uBE的交流分量ube)反相,而ib、ic與ui同相,所以uo與ib反相。解 由于uo與ib反相,所以uo波形的正半周出現(xiàn)平頂畸變時(shí),iB波形的負(fù)半周出現(xiàn)平頂畸變,可見這是由于靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置得太低,致使iB的負(fù)半周進(jìn)入輸入特性曲線的死區(qū),使iB波形的負(fù)半周不能正常放大而引起失真,屬于截止失真。圖解過程如圖2.10所示。(a)輸入回路 (b)輸出回路圖2.10 題2.6解答用圖
24、2.7 畫出如圖2.11所示各電路的直流通路、交流通路和微變等效電路,圖中各電路的容抗均可忽略不計(jì)。若已知V,k,k,三極管的,求出各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。分析 放大電路的直流通路是直流電源單獨(dú)作用時(shí)的電流通路,在直流通路中電容可視為開路。放大電路的交流通路是交流信號源單獨(dú)作用時(shí)的電流通路,在交流通路中電容和直流電源可視作短路。將交流通路中的晶體管用其微變等效電路代替,便可得到放大電路的微變等效電路。圖2.11 習(xí)題2.7的圖解 如圖2.11(a)所示電路的直流通路、交流通路和微變等效電路分別如圖2.12所示。由直流通路列KVL方程,得:將代入上式,解之得:(mA)(mA)(V)(a) (b) (
25、c)圖2.12 習(xí)題2.7解答用圖如圖2.11(b)所示電路的直流通路、交流通路和微變等效電路分別如圖2.13所示。由直流通路列KVL方程,得:將代入上式,解之得:(mA)(mA)(V)(a) (b) (c)圖2.13 習(xí)題2.7解答用圖2.8 在如圖2.14所示的電路中,三極管是PNP型鍺管。請回答下列問題:(1)UCC和C1、C2的極性如何考慮?請?jiān)趫D上標(biāo)出。(2)設(shè)V, k,如果要將靜態(tài)值IC調(diào)到1.5mA,問RB應(yīng)調(diào)到多大?(3)在調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí),如不慎將RB調(diào)到零,對晶體管有無影響?為什么?通常采取何種措施來防止發(fā)生這種情況?分析 PNP型三極管與NPN型三極管工作原理相似,不同之
26、處僅在于使用時(shí)工作電源極性相反,相應(yīng)地,電容的極性也相反。解 (1)UCC和C1、C2的極性如圖2.15所示。圖2.14 習(xí)題2.8的圖 圖2.15 習(xí)題2.8解答用圖(2)mA時(shí),基極電流為:(mA)基極電阻為:(k)這時(shí)集電極與發(fā)射極之間的電壓為:(V)(3)如不慎將RB調(diào)到零,則12V電壓全部加到晶體管的基極與發(fā)射極之間,使IB大大增加,會(huì)導(dǎo)致PN結(jié)發(fā)熱而損壞。通常與RB串聯(lián)一個(gè)較小的固定電阻來防止發(fā)生這種情況。2.9 在如圖2.8(a)所示的放大電路中,已知V,k,k,三極管的。試分別計(jì)算空載和接上負(fù)載(k)兩種情況下電路的電壓放大倍數(shù)。分析 電路的電壓放大倍數(shù)與RC、RL、及IE等因
27、數(shù)有關(guān)。RC或RL增大,電壓放大倍數(shù)也增大??蛰d時(shí)電壓放大倍數(shù)最大。解 三極管基極電流靜態(tài)值和集電極電流靜態(tài)值分別為:(mA)(mA)三極管的輸入電阻為:()空載時(shí)電路的電壓放大倍數(shù)為:接上k負(fù)載時(shí)電路的電壓放大倍數(shù)為:其中 k。2.10 在如圖2.16所示的放大電路中,已知V,k,k,k,k,k,k,三極管的,。(1)求靜態(tài)值IB、IC、UCE。(2)畫出微變等效電路。(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro。(4)求電壓放大倍數(shù)和源電壓放大倍數(shù)。分析 分壓式偏置放大電路可以保持靜態(tài)工作點(diǎn)基本穩(wěn)定。這種電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的實(shí)質(zhì),是由于輸出電流IC的變化通過發(fā)射極電阻RE上電壓降()的變化反映出來,而后
28、引回到輸入回路,和UB比較,使UBE發(fā)生變化來抑制IC的變化。RE越大,靜態(tài)工作點(diǎn)越穩(wěn)定。但RE會(huì)對變化的交流信號產(chǎn)生影響,使電壓放大倍數(shù)下降。用電容CE與RE并聯(lián)可以消除RE對交流信號的影響。解 (1)求靜態(tài)值IB、IC、UCE。(mA)(mA)(V)(2)微變等效電路如圖2.17所示。圖2.16 習(xí)題2.10的圖 圖2.17 習(xí)題2.10解答用圖(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro。()(k)(k)(4)求電壓放大倍數(shù)和源電壓放大倍數(shù)。2.11 在如圖2.18所示的放大電路中,已知V,k,k,k,k,k,三極管的,。(1)求靜態(tài)值IB、IC、UCE。(2)畫出微變等效電路。(3)求輸入電阻r
29、i和輸出電阻ro。(4)求電壓放大倍數(shù)和源電壓放大倍數(shù)。分析 由于電阻RE1沒有與電容并聯(lián),所以RE1中既有直流電流通過,又有交流電流通過,對電路的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能都有影響。解 (1)求靜態(tài)值IB、IC、UCE。(V)(mA)(mA)(V)(2)微變等效電路如圖2.19所示。圖2.18 習(xí)題2.11的圖 圖2.19 習(xí)題2.11解答用圖(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro。(k)(k)(k)(4)求電壓放大倍數(shù)和源電壓放大倍數(shù)。2.12 在如圖2.20所示的放大電路中,已知V,k,k,k, k,三極管的。(1)求靜態(tài)值IB、IC、UCE。(2)畫出微變等效電路。(3)求輸入電阻ri和輸出電阻r
30、o。(4)求電壓放大倍數(shù)。分析 與上題一樣,由于電阻RE沒有與電容并聯(lián),所以RE中既有直流電流通過,又有交流電流通過,對電路的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能都有影響。解 (1)求靜態(tài)值IB、IC、UCE。根據(jù)圖2.20可畫出該放大電路的直流通路,如圖2.21(a)所示。由圖2.21(a)可得:而:所以,基極電流的靜態(tài)值為:(mA)集電極電流的靜態(tài)值為:(mA)集-射極電壓的靜態(tài)值為:(V)圖2.20 習(xí)題2.12的圖 (2)畫出微變等效電路。根據(jù)圖2.20可畫出該放大電路的交流通路和微變等效電路,如圖2.21(b)、(c)所示。(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro。晶體管的輸入電阻為:(k)由圖2.21(c
31、)可得:所以輸入電阻為:(k)計(jì)算輸出電阻ro的等效電路如圖2.21(d)所示。由于,有,所以輸出電阻為:(k)(4)求電壓放大倍數(shù)。由圖2.21(c)可得:式中:所以,電壓放大倍數(shù)為:(a)直流通路 (b)交流通路(c)微變等效電路 (d)計(jì)算ro的電路圖2.21 習(xí)題2.12解答用圖2.13 在如圖2.22所示的放大電路中,已知V,k,k,k,三極管的。(1)求靜態(tài)值IB、IC、UCE。(2)畫出微變等效電路。(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro。(4)求電壓放大倍數(shù)。分析 本題電路為射極輸出器,射極輸出器的主要特點(diǎn)是電壓放大倍數(shù)接近于1,輸入電阻高,輸出電阻低。解 (1)求靜態(tài)值IB、IC
32、和UCE,為:(mA)(mA)(V)(2)微變等效電路如圖2.23所示。圖2.22 習(xí)題2.13的圖 圖2.23 習(xí)題2.13解答用圖(2)求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro,為:(k)式中:(k)(k)()式中:()2.14 已知某放大電路的輸出電阻為k,輸出端的開路電壓有效值V,試問該放大電路接有負(fù)載電阻k時(shí),輸出電壓有效值將下降到多少?分析 對于負(fù)載而言,放大電路相當(dāng)于一個(gè)具有內(nèi)阻ro的電源,該電源的電動(dòng)勢就等于放大電路的開路電壓Uo。解 根據(jù)如圖2.24(a)所示放大電路的微變等效電路,應(yīng)用戴維南定理將其等效變化為如圖2.24(b)所示的電路,由此可得接有負(fù)載電阻RL時(shí)的輸出電
33、壓有效值下降到:(V)2.15 比較共源極場效應(yīng)管放大電路和共發(fā)射極晶體管放大電路,在電路結(jié)構(gòu)上有何相似之處。為什么前者的輸入電阻較高?解 如果共源極場效應(yīng)管放大電路采用分壓式偏置電路,則和分壓式偏置電路的共發(fā)射極晶體管放大電路在結(jié)構(gòu)上基本相似,惟一不同之處是為了提高輸入電阻而在場效應(yīng)管柵極接了電阻RG。但因場效應(yīng)管是電壓控制型器件,柵極無電流,故其輸入電阻很高,而電阻RG也可以選得很大,因此場效應(yīng)管放大電路的輸入電阻較高。(a)微變等效電路 (b)圖(a)的等效電路圖2.24 習(xí)題2.14解答用圖2.16 在如圖2.25所示的共源極放大電路中,已知,k,k,k,M,k,k,。(1)求靜態(tài)值I
34、D、UDS。(2)畫出微變等效電路。(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro。(4)求電壓放大倍數(shù)。分析 場效應(yīng)晶體管放大電路的與晶體管放大電路的分析方法完全一樣。靜態(tài)分析采用估算法,可認(rèn)為,從而求出ID和UDS;動(dòng)態(tài)分析則根據(jù)放大電路的微變等效電路來求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解 (1)求靜態(tài)值ID和UDS,為:(V)(mA)(V)(2)微變等效電路如圖2.26所示。圖2.25 習(xí)題2.16的圖 圖2.26 習(xí)題2.16解答用圖(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro,為:(k)(k)(4)求電壓放大倍數(shù),為:(k)2.17 在如圖2.27所示的放大電路中,已知V,M,M,k,k,場效應(yīng)管的mA/V。(1)求靜態(tài)值ID、UDS。(2)畫出微變等效電路。(3)求輸入電阻ri和輸出電阻ro。(4)求電壓放大倍數(shù)。分析 本題電路與上題相比僅少了電阻RG,
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