南郵模擬電子第8章功率放大電路習(xí)題答案

1、習(xí)題1. 設(shè)2AX81的ICM=200mA，PCM=200mW，U(BR)CEO=15V；3AD6的PCM=10W（加散熱板），ICM=2A，U(BR)CEO=24V。求它們在變壓器耦合單管甲類功放中的最佳交流負(fù)載電阻值。解：當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定后，適當(dāng)選取交流負(fù)載電阻值，使Q點(diǎn)位于交流負(fù)載線位于放大區(qū)部分的中點(diǎn)，則可輸出最大不失真功率，此時的稱為最佳交流負(fù)載電阻。忽略三極管的飽和壓降和截止區(qū)，則有。同時應(yīng)滿足以下限制：，。(1)對2AX81而言，應(yīng)滿足，。取。當(dāng)時，此時最大，；當(dāng)，時，此時最小，；故最佳交流負(fù)載電阻值為：。(2)對3AD6而言，應(yīng)滿足，。取。當(dāng)時，此時最大，；當(dāng)時， ，此時最小

2、，；故最佳交流負(fù)載電阻值為：。2. 圖題8-2為理想乙類互補(bǔ)推挽功放電路，設(shè)UCC=15V，UEE=15V，RL=4，UCE(sat)=0，輸入為正弦信號。試求(1) 輸出信號的最大功率；(2) 輸出最大信號功率時電源的功率、集電極功耗（單管）和效率；(3) 每個晶體管的最大耗散功率PTm是多少？在此條件下的效率是多少？圖題8-2解：(1) (2) (3) 3. 電路如圖題8-2所示，設(shè)UCC=12V，UEE=12V，RL為8的揚(yáng)聲器，輸入充分激勵時可得最大不失真的輸出功率。(1) 計(jì)算Pom；(2) 如再并上一個8的揚(yáng)聲器，輸出功率有什么變化？(3) 在電源電壓不變的條件下，能否使每個揚(yáng)聲器

3、發(fā)出和原來一樣大小的聲音？解：（1）（2），輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍。（3）在電源電壓不變的條件下，每個揚(yáng)聲器獲得的功率不變，發(fā)出和原來一樣大小的聲音。4. 互補(bǔ)推挽功放電路如圖題8-4所示，其中負(fù)載電流iL=0.45cost(A)，如忽略R6和R7的影響，試求(1)負(fù)載上獲得的功率Po；(2)電源供給的平均功率PE；(3) 每管的管耗PT；(4) 每管的最大管耗PTm；(5)放大器效率。圖題8-4解：(1) （2）（3）（4）（5） 5. 單管甲類功放電路如圖題8-5所示，輸出變壓器的匝比n=3，其初級直流電阻r1=10，次級直流電阻r2=1，采用3AX61管（參數(shù)為ICM=500mA，PCM

4、=500mW，U(BR)CEO=30V，=80），忽略UCE(sat)。調(diào)節(jié)上偏電阻RB1可使RL獲得最大不失真輸出功率為多少？圖題8-5解：由題意知：當(dāng)Q點(diǎn)位于交流負(fù)載線位于放大區(qū)部分的中點(diǎn)時，可輸出最大不失真功率。所以，即。解得，獲得最大不失真輸出功率為RL獲得最大不失真輸出功率為。 6. 變壓器耦合單管甲類功放電路如圖題8-5所示，設(shè)UCC=12V，UCQ=12V，ICQ=0.5mA，電路的最大輸出功率（理想情況）。(1)如把電源電壓UCC提高一倍，而保持ICQ和其它條件不變，輸出功率如何變化？(2)如提高ICQ，其它條件不變，輸出功率又如何變化？解：發(fā)射極電阻（10）和變壓器初級線圈的

5、直流損耗一般很小，忽略不計(jì)，則直流負(fù)載線是與橫坐標(biāo)垂直的直線，此時。等效的交流負(fù)載電阻用表示。當(dāng)電路輸出最大功率時，滿足，故。（1）如把電源電壓UCC提高一倍，而保持工作點(diǎn)和其它條件不變，導(dǎo)致加倍，但最大不失真輸出電壓振幅仍為，最大不失真輸出電流振幅仍為，故輸出功率不變。（2）如提高ICQ，其它條件不變，則不變，最大不失真輸出電壓振幅仍為，最大不失真輸出電流振幅仍為，故輸出功率不變。7. 電路如圖題8-7所示，試問(1)靜態(tài)時，A點(diǎn)電位等于多少？電容器C2兩端電壓為多少？調(diào)整哪個電阻才能達(dá)到上述要求？(2)如V1和V2的ICM=200mA，PCM=200mW，U(BR)CEO=24V，晶體管的

6、飽和壓降為0.5V，電路的最大輸出功率為多少？(3)如晶體管的=50，當(dāng)二極管開路時將產(chǎn)生什么后果？(4)動態(tài)時，若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整哪個電阻？如何調(diào)整？圖題8-7 解：（1）靜態(tài)時，A點(diǎn)電位等于6V，電容器C2兩端電壓為6V，調(diào)整電阻R1 、 R3能達(dá)到上述要求。 (2)核算：由此可見：最大輸出功率受器件Icm的限制不能得0.945W，應(yīng)為（3）由上計(jì)算可看出，當(dāng)二極管開路時會造成功放管V1和V2的損壞。（4）動態(tài)時，若輸出電壓波形出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整電阻R2，增大R2的阻值，使功放管的靜態(tài)偏置電壓UBEQ升高。8. 功放電路如圖題8-8所示，試問(1) 指出電路中的反饋通路，

7、并判斷反饋組態(tài)；(2) 估算電路在深度負(fù)反饋時的閉環(huán)電壓增益；(3) 設(shè)晶體管的飽和壓降為0.5V，電路的最大輸出功率為多少？晶體管的參數(shù)ICM、PCM、U(BR)CEO如何選??？(4) 如要求輸出電壓Uom=8V，輸入信號Uim=？圖題8-8(1)100k、1 k電阻構(gòu)成了互補(bǔ)乙類功放電路和運(yùn)放構(gòu)成的同相比例放大器之間的反饋通路。引入了級間電壓串聯(lián)負(fù)反饋。(2) ，根據(jù)，所以得(3) 晶體管的參數(shù)應(yīng)滿足如下條件： (4)因?yàn)?，所?. 圖題8-9所示三種甲類功放的輸出電路，晶體管和UCC相同，飽和壓降和穿透電流均為0，圖(c)中的變壓器效率為1。比較三種電路中哪種電路的輸出功率最大？哪種電路

8、的效率最低？（C1、C、C2為耦合電容，設(shè)輸入激勵充分）圖題8-9解：(1)題圖(a)： 題圖(b)：題圖(c)： 由以上計(jì)算可見，雖然這三種電路的等效交流負(fù)載電阻都為5k，但圖(c)電路的輸出功率最大。(2) 題圖(a)： 題圖(b)：題圖(c)：由以上計(jì)算可見，雖然這三種電路的等效交流負(fù)載電阻都為5k，但圖(a)電路的效率最低。10. OCL功放電路如圖題8-10所示，輸入電壓為正弦波信號。已知當(dāng)輸入信號幅度達(dá)到最大時，V3、V4管的最小壓降uCE(min)= 2V。(1)求V3、V4管承受的最大電壓uCE(max)；(2)求V3、V4管流過的最大集電極電流iC(max)；(3)求V3、V

9、4每個管子的最大管耗PTm；(4)若R3、R4上的電壓及V3、V4的最小管壓降uCE(min)忽略不計(jì)，則V3、V4管的參數(shù)ICM、PCM、U(BR)CEO應(yīng)如何選擇？圖題8-10解：(1)V3、V4管承受的最大電壓uCE(max)(2)V3、V4管流過的最大集電極電流iC(max)=(UCC- uCE(min) /(R3+RL) =13/8.5=1.53A。(3)V3、V4每個管子的最大管耗PTm(4)若R3、R4上的電壓及V3、V4的最小管壓降uCE(min)忽略不計(jì)，則V3、V4管的參數(shù)ICM、PCM、U(BR)CEO如下：， ， 11. OTL和OCL功放電路效率都較高，但電源的利用率

10、較低，當(dāng)電源電壓分別為UCC和±UCC時，負(fù)載上獲得的最大電壓分別為UCC/2和UCC。若采用由兩組互補(bǔ)推挽電路組成橋式推挽電路（BTL:Balanced Transformer Less），則負(fù)載上得到的最大電壓可增大一倍。圖題8-11所示為單電源BTL電路，V1V4特性相同，靜態(tài)時，uA= uB=UCC/2，uo=0。動態(tài)時，外加信號u1和u2極性相反。試證明在理想情況下（UCE(sat)=0），uo的峰值電壓可達(dá)UCC，輸出最大功率為0.5。圖題8-11解：為清晰起見，圖題8-11中未畫出左、右兩輸入信號中的直流成分0.5 UCC ，但在以下分析過程中，必須考慮這一點(diǎn)。當(dāng)u1處

11、于正半周時，u2處于負(fù)半周，則V1、V4導(dǎo)通，V2、V3截止。由于UCE(sat)=0，則RL左端電位最大值為UCC，RL右端電位最小值為0，故RL兩端的電壓最大值可達(dá)UCC。同理，當(dāng)u1處于負(fù)半周時，u2處于正半周，則V1、V4截止，V2、V3導(dǎo)通。RL兩端的電壓最小值可達(dá)-UCC。故RL兩端的電壓為一完整的正弦波，uo的峰值電壓可達(dá)UCC，輸出最大功率為0.5。12. OCL功放電路如圖題8-12所示，分析電路回答下列問題。(1) V4、R4、R5在電路中起什么作用？(2) 若要穩(wěn)定電路的輸出電壓，應(yīng)引入何種組態(tài)的負(fù)反饋？試在圖上畫出反饋支路；(3) 若要求電路輸入信號幅度Uim=140mV時，負(fù)載RL獲得最大不失真輸出功率，則反饋支路中的元件應(yīng)如何取值？設(shè)管子的飽和壓降UCE(sat)=1V。圖題8-12解：（1）V4、R4、R5在電