《电路与电子技术基础》参考解答 习题七
7-1 什么是静态工作点？如何设置静态工作点？若静态工作点设置不当会出现什么问题？估算静态工作点时，应根据放大电路的直流通路还是交流通路？
答：所谓静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。 可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这就可以设置静态工作点。 若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。
估算静态工作点是根据放大电路的直流通路。
7-2 试求题图7-1各电路的静态工作点。设图中的所有三极管都是硅管。 解：图(a)静态工作点
V
R I U U mA I I A mA I c c cc ce b c b 3.14101107.9247.9194.050194194.0101207.024333=⨯⨯⨯-=-==⨯===≈⨯-=
-βμ 图(b)和图(c)的发射结反向偏置，三极管截止，所以I b =0，I c =βI b ≈0，三极管工作在截止区，U ce ≈U cc 。
图(d)的静态工作点
)1.3712(]10)212(1065.212[)]()6(6[65.226026.0165.21027.06333--=⨯+⨯⨯--=+----≈=≈=≈+==⨯-=-e c c ce e c e b e R R I U mA I I A mA I I mA I μβ 依此I c 电流，在电阻上的压降高于电源电压，这是不可能的，由此可知电流要小于此值，即三极管工作在饱和状态。
图(e)的静态工作点
V R I U U mA I I I I mA I V U e e cc ce e b e c e B 3.161021085.3240475.01
8085.3185.31027.08810310)6030(2433333=⨯⨯⨯-=-==+=+=≈=⨯-==⨯⨯⨯+=-β +24V +12V +24V +6V -6V +24V R b R c R c R c
120k 1k 2k 2k R e R c R b 2 30k 2k 12k 60k β=50 β=20 β=100 R b β=100 β=80 3V 6V R e R b 1 R e 2k 30k 2k
(a) (b) (c) (d) (e)
题图7-1 习题7-2电路图
7-3 放大电路的输入电阻与输出电阻的含义是什么？为什么说放大电路的输入电阻可以用来表示放大电路对信号源电压的衰减程度？放大电路的输出电阻可以用来表示放大电路带负载的能力？
答：输入电阻就是将放大电路看为一个四端元件，从输入端看入的等效电阻。即输入端的电压与输入端的电流之比。输出电阻也是将放大电路看作一个四端元件，从输出端看的等效电阻。即戴维南等效电路的内阻。
因为信号源为放大电路提供输入信号，由于信号源内阻的存在，因此当提供给放大电路的信号源是电压源串电阻的形式时，输入电阻越大，则放大电路对信号源的衰减越小；若信号源是电流源与电阻并联，则输入电阻越小，放大电路对信号源的衰减越小。
放大电路我们可以根据戴维南等效电路将其化简为一个电压源与电阻的串联形式，输出电阻可以看作一个电源的内阻，因此，输出电阻越小，放大电路的带负载能力越强。
请参看下图，可以增强对上面文字描述的理解。
7-4 放大电路组成的原则有哪些？利用这些原则分析题图7-2各电路能否正常放大，并说明理由。
解：组成放大电路的原则是：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
(a)满足集电结反向偏置，但是不满足发射结正向偏置，所以该电路无放大作用。
(b)电路满足发射结正向偏置，但不满足集电结反向偏置（基极电位为0，集电极电位也为0）。
(c)该电路静态满足发射结正向偏置、集电结反向偏置，静态工作点设置正确， +U CC +U CC R c C 2 R c C 2 R b R c C c C 1 C 1 C 1
C 2 R b
U BB R b U EE
(a) (b) (c)
+U CC +U CC +U CC R c R b R c R b R c
C 2
C 1
C b R e C e
(d) (e) (f)
题图7-2 习题7-4电路图
+ I i + U s R s U i r i - - +
R s
+ U i r i
U s
- - + r o + U o R L U s
- -
但是由于电容C c 在动态情况下将R c 短路，因此，动态放大信号无法从集电极取出，故也无放大作用（因为R c 与负载并联，若R c 短路，则负载电阻R’L 也为0）。
(d)尽管该电路具备了发射结正向偏置，集电结反向偏置，但由于基极没有限流电阻，所以基极电流很大，导致放大电路工作在饱和区，所以也不能正常放大信号。
(e)耦合电容具有隔直作用，所以C 1将加在发射结的正向偏置隔离，电路无放大功能。
(f)该电路的静态工作点设置既满足了发射结正向偏置，集电结反向偏置，但是由于C b 对于交流信号可以看作短路，所以该电路尽管静态工作点具备了放大功能，但是，交流输入信号无法加入放大电路，所以该电路也没有放大功能。
7-5 电路如题图7-3(a)所示，三极管的输出特性曲线如题图7-3(b)所示： （1）作出直流负载线；
（2）确定R b 分别为10M Ω、560k Ω和150k Ω时的I CQ 、U CEQ ； （3）当R b =560k Ω,R c 改为20k Ω，Q 点将发生什么样的变化？三极管工作状态有无变化？
解：(1)直流负载线方程为：c ce I U 512-=，直流负载线见图。
(2)由图(b)可知，I b =40μA I C =2mA 。所以5040
2000===b c I I β 当R b =10M Ω
V R I U A A I I A I c CQ CEQ b CQ b 7.11105105.5612125.5613.15013.110107.012366=⨯⨯⨯-=-==⨯===⨯-=
-μμβμ
此时直流工作点位于截止区（参见图）。
当R b =560k Ω
V R I U mA A A I I A I c CQ CEQ b CQ b 7105101121211000205020105607.012333=⨯⨯⨯-=-===⨯===⨯-=
-μμβμ
此时工作点在放大区（参见图）。
当R b =150k Ω
+12V
R c R b 5k
u o
R L u i 5k
(a) 电路图 i c (mA) 5 4 3 2 1 0 题图7-3 习题7-5电路与特性曲线
i B =80μA 60μA 40μA 20μA 2 4 6 8 10 12 u ce (V)
(b) 输出特性曲线
