電子電路習題及參考答案

1、電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)第七章參考答案第7頁習題七7-1什么是靜態(tài)工作點？如何設(shè)置靜態(tài)工作點？若靜態(tài)工作點設(shè)置不當會出現(xiàn)什么問 題？估算靜態(tài)工作點時，應(yīng)根據(jù)放大電路的直流通路還是交流通路？答：所謂靜態(tài)工作點就是輸入信號為零時，電路處于直流工作狀態(tài)，這些直流電流、 電壓的數(shù)值在三極管特性曲線上表示為一個確定的點，設(shè)置靜態(tài)工作點的目的就是要保證在被被放大的交流信號加入電路時，不論是正半周還是負半周都能滿足發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置的三極管放大狀態(tài)?？梢酝ㄟ^改變電路參數(shù)來改變靜態(tài)工作點，這就可以設(shè)置靜態(tài)工作點。若靜態(tài)工作點設(shè)置的不合適，在對交流信號放大時就可能會出現(xiàn)飽和失真(靜態(tài)工作 點偏高)或截止失

2、真(靜態(tài)工作點偏低)。估算靜態(tài)工作點是根據(jù)放大電路的直流通路。7-2試求題圖7-1各電路的靜態(tài)工作點。設(shè)圖中的所有三極管都是硅管。+24Vb 1ReRcRcLXJL120k L1k2k2kVReRcRb230k2kr12kT60k-+24V+12V-6V3 =50 pl h=100Rb3V+24V+6VB =206V(e)Re 2k3 =1001X3ReRb1T 2k30k L_l(d)=80(a)(b)(c)題圖7-1習題7-2電路圖解：圖(a)靜態(tài)工作點240.7,RI b3 ：0.194mA =194.二AI c I b = 50 0.194 =9.7mA120 10333Uce 二Uc

3、c - lcRc =24 -9.7 101 103 =14.3V圖(b)和圖(c)的發(fā)射結(jié)反向偏置，三極管截止，所以Ib=0, Ic=B lb 0，三極管工作在截止區(qū)，U ce U cc°圖(d)的靜態(tài)工作點6-0.7Ie,I e3 - 2.65 mAI b -0.026mA = 26丄AI c : I = 2.65mA2 :<10P +133Uce ：T6 -(-6) -lc(Rc Re) =-12 -2.65 10(12 2) 103 _ _(12 _37.1)依此Ic電流，在電阻上的壓降高于電源電壓，這是不可能的，由此可知電流要小于此值,三極管工作在飽和狀態(tài)。圖(e)的靜

4、態(tài)工作點Ub24(30 60) 10333 103 =8VIe8-0.73.85mA2 103-Ie =3.85 b 一 一： 1 一 80 1=0.0475mAUce 二Ucc -leRe =24 -3.85 103 2 10=16.3/7-3放大電路的輸入電阻與輸出電阻的含義是什么？為什么說放大電路的輸入電阻可以用來表示放大電路對信號源電壓的衰減程度？放大電路的輸出電阻可以用來表示放大電 路帶負載的能力？答：輸入電阻就是將放大電路看為一個四端元件，從輸入端看入的等效電阻。即輸入 端的電壓與輸入端的電流之比。輸出電阻也是將放大電路看作一個四端元件，從輸出端看的等效電阻。即戴維南等效電路的內(nèi)阻

5、。因為信號源為放大電路提供輸入信號，由于信號源內(nèi)阻的存在，因此當提供給放大電 路的信號源是電壓源串電阻的形式時，輸入電阻越大，則放大電路對信號源的衰減越??；若信號源是電流源與電阻并聯(lián)，則輸入電阻越小，放大電路對信號源的衰減越小。放大電路我們可以根據(jù)戴維南等效電路將其化簡為一個電壓源與電阻的串聯(lián)形式，輸 出電阻可以看作一個電源的內(nèi)阻，因此，輸出電阻越小，放大電路的帶負載能力越強。請參看下圖，可以增強對上面文字描述的理解。1*:IiC1 Rs”:Uiri(RsLUiri)Us- 11D1-»心+UoRlO Us-H -7-4放大電路組成的原則有哪些？利用這些原則分析題圖 并說明理由。7-

6、2各電路能否正常放大,(e)(c)(f)題圖7-2 習題7-4電路圖解：組成放大電路的原則是：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。(a) 滿足集電結(jié)反向偏置，但是不滿足發(fā)射結(jié)正向偏置，所以該電路無放大作用。(b) 電路滿足發(fā)射結(jié)正向偏置，但不滿足集電結(jié)反向偏置(基極電位為0,集電極電位也為0)。(c) 該電路靜態(tài)滿足發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置，靜態(tài)工作點設(shè)置正確，但是由 于電容Cc在動態(tài)情況下將 Rc短路，因此，動態(tài)放大信號無法從集電極取出，故也無放大作 用(因為Rc與負載并聯(lián)，若 Rc短路，則負載電阻 R'也為0)。(d) 盡管該電路具備了發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，但由于基極沒

7、有限流電阻， 所以基極電流很大，導(dǎo)致放大電路工作在飽和區(qū)，所以也不能正常放大信號。(e) 耦合電容具有隔直作用，所以Ci將加在發(fā)射結(jié)的正向偏置隔離，電路無放大功能。(f) 該電路的靜態(tài)工作點設(shè)置既滿足了發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，但是由于Cb對于交流信號可以看作短路， 所以該電路盡管靜態(tài)工作點具備了放大功能，但是，交流輸入信號無法加入放大電路，所以該電路也沒有放大功能。7-5電路如題圖7-3(a)所示，三極管的輸出特性曲線如題圖7-3(b)所示：(1) 作出直流負載線；(2) 確定Rb分別為10M Q、560k Q和150k Q時的 也、Uceq ；(3) 當Rb=560k Q , Rc改

8、為20kQ , Q點將發(fā)生什么樣的變化？三極管工作狀態(tài)有 無變化？題圖7-3ic(mA)543210(b)輸出特性曲線習題7-5電路與特性曲線解：(1)直流負載線方程為：Uce=12-5lc，直流負載線見圖。住 Ic 2000(2)由圖(b)可知，lb=40 卩 A Ic=2mA。所以 -50Ib 40當 Rb=10M Q1207Ib6 =1.13從Icq =；：lb=50 1.13A=56.5A10 106UCEQ =12-1 CQRc =12-56.5 10“5 103=11.7V此時直流工作點位于截止區(qū)(參見圖)。當 Rb=560kQIb 二 12 _0. =20AlCQf?lb=50

9、20A=1000A=1mA560 103_33Uceq =12-IcqRc =12 -1 105 103 =7V此時工作點在放大區(qū)(參見圖)。當 Rb=150k Q12 _0 7 lb3 =75AlCQ=1；lb=50 75A=3.77mA150 103Uceq =12-ICqRc =12 -3.77 10“5 103 =(12-18.85)因為Uce不可能為負，因此，此種情況意味著 * = 1-1 b，即當lb達到一定程度，Ic已達 到飽和(發(fā)射極發(fā)射的電子已全部被集電極收集，再增加lb將不會引起Ic增加)，在三極管處于飽和狀態(tài)時，Uce 0，三極管工作在飽和區(qū)(參見圖)。(3)當 Rb=5

10、60k Q , Rc改為 20k Q 時，120 7lb3=20AICQ = ：lb=50 20=10003= 1mA560 103Uceq =12-IcqR) =12 -1 10 20 103 =12 -20由此可知，靜態(tài)工作點移到飽和區(qū)。直流負載線如圖(粗線)所示。7-6 電路如題圖 7-4所示，設(shè)耦合電容的容量均足夠大，對交流信號可視為短路, Rb=300k Q , Rc=2.5k Q , Ube=0.7V , 3 =100, r bb=300 Q。(1) 試計算該電路的放大倍數(shù)Au,仃，r。(2) 若將輸入信號的幅值逐漸增大，在示波器上觀察輸出波形時，將首先出現(xiàn)哪一種 失真？(3) 若

11、將電阻調(diào)整合適的話，在輸出端用電壓表測出的最大不失真電壓的有效值是多 少？uiHr1 10k uo題圖7-4習題7-6電路圖解：(1)計算該電路的放大倍數(shù)Au, ri, ro先求靜態(tài)工作點lb 二也 卷=20Alclb=2mA300 103I e = I b lc =2.02mA3_3Uce =Ucc - IcRc =6.7 -2.5 103 2 10 -1.7V'住、26mV “c 一26'小be=bb+W)lemA=300 +101 02T.6kQF面先畫出交流通路，然后依據(jù)交流通路計算動態(tài)參數(shù)10 X2.510010 25 二 -1251.6AurbeUiRblbr be

12、RcRli = Rb /be二觀衛(wèi)=1.59心300 1.6上述電路的交流通路ro = Rc =2.5ki;(2) 由方程及Ic的靜態(tài)工作點知:33uce =ucc lcRc =6.7 2.5lc =6.7 2.5 103 2 10=1.7V所以，若將輸入信號的幅值逐漸增大，在示波器上觀察輸出波形時，首先會出現(xiàn)飽和失真(因為，靜態(tài)工作點偏高，接近飽和區(qū))。(3) 若將電阻調(diào)整合適的話，在輸出端用電壓表測出的最大不失真電壓的有效值是應(yīng) 該是(大約)：即靜態(tài)工作點正好設(shè)置在 Uce的中點，它輸出波形的最大幅值大約如上。7-7共集電極放大電路有哪些特點？共基極放大電路有何特點？試將三種組態(tài)放大電 路

13、的性能進行比較，說明各電路的適合場合。答：共集電極放大電路的電壓放大倍數(shù)近似為1,且輸入與輸出電壓同相，即輸出電壓近似為輸入電壓，故，共集電極電路又稱為射極跟隨器，但對電流具有放大作用，更重要的是它使得輸入電阻增大， 輸出電阻減小，這一特點對改善放大電路的輸入、輸出特性很重要，因此，功集電極放大電路常用作為多級放大電路的中間級、輸入級或輸出級。共集電極放大電路的特點與性能與在上面描述，共發(fā)射極與共基極放大電路對電壓都具有放大作用，且在電路參數(shù)一致的情況下，放大倍數(shù)也相等，但共發(fā)射極電路輸入與輸出反 相，而共基極放大電路的輸入與輸出則同相，另一個不同點是：共基極放大電路的輸入電阻比共發(fā)射極的小，輸出電阻反而大。所以，共發(fā)射極電路使用廣泛，而共基極放大電路適合輸入信號是恒流源或作為恒流源輸出時的場合。7-8用示波器分別測得某NPN型管的共射極基本放大電路的三種不正常輸出電壓波形如圖7-5所示。試分析各屬于何種失真？如何調(diào)整電路參數(shù)來消除失真？題圖7-5習題7-8的電壓波形(c)答：圖的輸出波形說明輸出電壓的正半周導(dǎo)致失真，其原因是靜態(tài)工作點偏低所導(dǎo) 致，所引起的失真是截止