電子線路 非線性部分 (第四版)第一章 習(xí)題解答

1、1-2 一功率管，它的最大輸出功率是否僅受其極限參數(shù)限制？為什么？解：否。還受功率管工作狀態(tài)的影響，在極限參數(shù)中，PCM 還受功率管所處環(huán)境溫度、散熱條件等影響。1-3 一功率放大器要求輸出功率P。= 1000 W，當(dāng)集電極效率C由40提高到70時(shí)，試問直流電源提供的直流功率PD和功率管耗散功率PC各減小多少？解：當(dāng)C1 = 40% 時(shí)，PD1 = Po/C = 2500 W，PC1 = PD1 - Po=1500 W當(dāng)C2 = 70% 時(shí)，PD2 = Po/C =1428.57 W，PC2 = PD2 - Po = 428.57 W可見，隨著效率升高，PD下降，(PD1 - PD2) = 1

2、071.43 WPC下降，(PC1 - PC2) = 1071.43 W1- 如圖所示為低頻功率晶體管3DD325的輸出特性曲線，由它接成的放大器如圖1-2-1（a）所示，已知VCC = 5 V，試求下列條件下的PL、PD、C（運(yùn)用圖解法）：（1）RL = 10，Q點(diǎn)在負(fù)載線中點(diǎn)，充分激勵(lì)；（2）RL = 5 ，IBQ同（1）值，Icm = ICQ；（3）RL = 5，Q點(diǎn)在負(fù)載線中點(diǎn)，激勵(lì)同（1）值；（4）RL = 5 ，Q點(diǎn)在負(fù)載線中點(diǎn)，充分激勵(lì)。解：(1) RL = 10 時(shí)，作負(fù)載線(由VCE = VCC - ICRL)，取Q在放大區(qū)負(fù)載線中點(diǎn)，充分激勵(lì)，由圖得VCEQ1 = 2.6V

3、，ICQ1 = 220mA，IBQ1= Ibm = 2.4mA因?yàn)閂cm = VCEQ1-VCE(sat) = (2.6 - 0.2) V =2.4 V，Icm = I CQ1 = 220 mA 1所以PL=VcmIcm=264mW，PD = VCC ICQ1 = 21.1 W，C = PL/ PD = 24%(2) 當(dāng) RL = 5 時(shí)，由VCE = VCC - ICRL作負(fù)載線，IBQ同(1)值，即IBQ2 = 2.4mA，得Q2點(diǎn)，VCEQ2 = 3.8V，ICQ2 = 260mA這時(shí)，Vcm = VCC-VCEQ2 = 1.2 V，Icm = I CQ2 = 260 mA1所以 PL=

4、VcmIcm=156mW，PD = VCC ICQ2 = 1.3 W，C = PL/ PD = 12% 2(3) 當(dāng) RL = 5 ，Q在放大區(qū)內(nèi)的中點(diǎn)，激勵(lì)同(1)，由圖Q3點(diǎn)，VCEQ3 = 2.75V，ICQ3= 460mA，IBQ3 = 4.6mA， Ibm = 2.4mA相應(yīng)的vCEmin = 1.55V，iCmax= 700mA。因?yàn)閂cm = VCEQ3 - vCEmin = 1.2 V，Icm = iCmax - I CQ3= 240 mA1所以PL=VcmIcm=144mW，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 6.26% 2(4當(dāng) RL =

5、5 ，充分激勵(lì)時(shí)，Icm = I CQ3 = 460 mA，Vcm = VCC-VCEQ3 = 2.25 V1所以 PL=VcmIcm=517.5mW，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 22.5% 21-7 如圖所示為三種甲類功率放大器的輸出電路，采用相同的功率管及VCC值。設(shè)VCE(sat) = 0，I CEO = 0，變壓器是理想無耗的，試在同一輸出特性曲線上作出各電路的交、直流負(fù)載線，并求這三種放大器的最大輸出功率之比PLmax(a):PLmax(b):PLmax(c)。1 直流負(fù)載線方程 vCE = VCC - iCRC，負(fù)載線CD，當(dāng)iC = IC

6、Q 時(shí)，VCEQ = VCC 解：(1 - ICQRC。2 交流負(fù)載線中點(diǎn)過Q，斜率為(-1/RL')，RL'=RL/RC=得' Icm = I CQ，Vcm = VCEQ = IcmRL1RC，根據(jù)交流負(fù)載線 AB2代入VCEQ方程中 Vcm = VCC- IcmRC = VCC- ICQRC'= VCC- 2Vcm = VCC- 2IcmRL解得1Vcm=VCC，Icm31VCC3 ='RL即PLmax(a)1VCC2111VCC =VCC=''23RL18RL1VCC ='3RL2 PD=VCCICQ=VCCIcm所以 C=

7、PLmax(a)PD=1 6(2) 交流負(fù)載相同，均為CF ，為獲最大輸出功率，Q處于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，故VVcm = VCEQ = VCC/2，Icm=ICQ=CC 2RL所以 PLmax(b)22VCC11VCC=VcmIcm=；PD=VCCICQ= 28RL2RLC(b)=PLmax(b)PD=1 4')的直線(3) 因?yàn)橹绷髫?fù)載電阻為零，故直流負(fù)載線為CG，交流負(fù)載線斜率為(-1/RLMN，當(dāng)QC處于中點(diǎn)時(shí)，得VVcm = VCEQ = VCC，Icm=ICQ=CC 'RLPLmax(c)22PLmax(c)1VCC11VCC 所以C(c)=VcmIcm=，PD=VCC

8、ICQ=，= ''22RLRLPD2所以PLmax(a):PLmax(b):PLmax(c)=111:=4:9:36 1882C(a):C(b):C(c)=:=2:3:61-8 如圖（a）所示為變壓器耦合甲類功率放大電路，圖（b）所示為功率管的理想化輸出特性曲線。已知RL = 8 ，設(shè)變壓器是理想的，RE上的直流壓降可忽略，試運(yùn)用圖解法：' = 50 ，在負(fù)載匹配時(shí)，求相應(yīng)的n、PLmax、C；（1）VCC = 15 V，RL（2）保持（1）中'、Ibm不變，將VCC增VCCIbm不變，將ICQ增加一倍，求PL值；（3）保持（1）中ICQ、RL111642加一倍

9、，求PL值；（4）在（3）條件中，將Ibm增加一倍，試分析工作狀態(tài)。'= 50 ，負(fù)載解：(1) 因?yàn)閂CC = 15 V，RLVCC=0.3A 'RL匹配時(shí)，ICQ1=Icm=由此得知Q1的坐標(biāo)為Q1(15V，0.3A)，Q1點(diǎn)處于交流負(fù)載線AB的中點(diǎn)，其在坐標(biāo)軸上的截距為A(32 V，0)，B(0，0.6A)。由圖可見Icm = ICQ1=0.3A，Vcm = VCC = 15 V 1此時(shí)，PLmax=VcmIcm=2.25W， 2PD=VCCICQ=4.5WC=PLmax2.25=50%，n=PD4.5'RL50=2.5 RL8'是否變化沒說明，故分兩種情

10、況討論 (2) RL1當(dāng)RL'不變時(shí)，因?yàn)镮CQ增加一倍，因此，RL'已不是匹配值，其交流負(fù)載線平行移動(dòng)，為一條過Q2點(diǎn)的直線EF'不變，斜率不變，ICQ增加，Q點(diǎn)升高) (RL'都不變，其PLmax亦不變，為2.25 W 此時(shí)，由于VCC、Ibm、RL(Ibm不變，Icm不變，Vcm不變)但 PD = VCC ICQ = 9 W C = PLmax/ PD = 25%2當(dāng)RL'改變時(shí)，且RL'< 50 ，交流負(fù)載線以Q2為中心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于VCC、Ibm、' PL C Icm不變，因而RL'> 50 ，交流負(fù)載線

11、以Q2為中心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于激勵(lì)不變，輸出將出現(xiàn)飽和當(dāng)RL失真。(3) VCC = 30 V，交流負(fù)載線平移到EF，靜態(tài)工作點(diǎn)為Q3，因?yàn)镮bm不變，所以Vcm不變，Icm不變，因此PL不變，PL= 2.25 W，但VCC = 30 V，所以PD = VCC ICQ = 9 W C = PL/ PD = 25%(4) Ibm= 6 mA，以Q3點(diǎn)為靜態(tài)工作點(diǎn)，出現(xiàn)截止失真。1-9 單管甲類變壓器耦合和乙類變壓器耦合推挽功率放大器采用相同的功率管'等于匹配值，3DD303、相同的電源電壓VCC和負(fù)載RL，且甲類放大器的RL設(shè)VCE(sat) = 0， ICEO= 0，RE忽略不計(jì)。（1

12、）已知VCC = 30 V，放大器的iCmax = 2 A，RL = 8 ，輸入充分激勵(lì)，'、n；試作交流負(fù)載線，并比較兩放大器的Pomax、 PCmax、C、RL（2）功率管的極限參數(shù)PCM = 30 W，ICM = 3 A，V (BR)CEO= 60 V，試求充分利用功率管時(shí)兩放大器的最大輸出功率Pomax。解：(1) 見表1-14 如圖所示為兩級(jí)功放電路，其中，Tl、T2工作于乙類，試指出T4、R2、R3的作用。當(dāng)輸人端加上激勵(lì)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)載電流為iL = 2sint（A），討計(jì)算：（1）當(dāng)RL = 8 時(shí)的輸出功率PL；（2）每管的管耗PC；（3）輸出級(jí)的效率C。設(shè)R5、R6

13、電阻不計(jì)。解：T4、R2、R3組成具有直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋的恒壓源，給T1、T2互補(bǔ)管提供克服交越失真的直流正偏壓。(1) PL=12IcmRL=16W 2(2) PD=(3) =(VCCIcm)P-PL PC=D=25.47W，=4.74W 2Vcm=0.8，C=(/4)=62.83% VCC/21-16 試按下列要求畫單電源互補(bǔ)推挽功率放大器電路：（1）互補(bǔ)功率管為復(fù)合管；（2）推動(dòng)級(jí)采用自舉電路；（3）引入末級(jí)過流保護(hù)電路；（4）采用二極管偏置電路。解：按要求畫出的單電源互補(bǔ)推挽功率放大器電路如圖所示。圖中T1為推動(dòng)級(jí)，T2、T3、T4、T5為準(zhǔn)互補(bǔ)推挽功率級(jí)，D1、D2為末級(jí)偏置電路，T6、T7為過流保護(hù)電路，C2為自舉電容。1-17 兩級(jí)功放原理電路如圖所示。試：（1）簡(jiǎn)述電路工作原理；（2）已知VCC = EE，各管VBE(on