电工学 第15章习题课

第14章晶体管起放大作用的外部条件，发射结必须正向偏置，集电结反向偏置。

晶体管放大作用的实质是利用晶体管工作在放大区的电流分配关系实现能量转换。

2．晶体管的电流分配关系晶体管工作在放大区时，其各极电流关系如下：C B I I β≈(1)E B C B I I I I β=+=+C C BB I I I I ββ∆==∆3．晶体管的特性曲线和三个工作区域 〔1〕晶体管的输入特性曲线：晶体管的输入特性曲线反映了当UCE 等于某个电压时，B I 和BE U 之间的关系。

晶体管的输入特性也存在一个死区电压。

当发射结处于的正向偏压大于死区电压时，晶体管才会出现B I ，且B I 随BE U 线性变化。

〔2〕晶体管的输出特性曲线：晶体管的输出特性曲线反映当B I 为某个值时，C I 随CE U 变化的关系曲线。

在不同的B I 下，输出特性曲线是一组曲线。

B I =0以下区域为截止区，当CE U 比较小的区域为饱和区。

输出特性曲线近于水平部分为放大区。

〔3〕晶体管的三个区域：晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管工作在放大区。

此时，C I =b I β，C I 与b I 成线性正比关系，对应于曲线簇平行等距的部分。

晶体管发射结正偏压小于开启电压，或者反偏压，集电结反偏压，晶体管处于截止工作状态，对应输出特性曲线的截止区。

此时，B I =0，C I =CEO I 。

晶体管发射结和集电结都处于正向偏置，即CE U 很小时，晶体管工作在饱和区。

此时，C I 虽然很大，但C I ≠b I β。

即晶体管处于失控状态，集电极电流C I 不受输入基极电流B I 的控制。

14．3 典型例题例14．1 二极管电路如例14．1图所示，试判断二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出电压值。

设二极管导通电压D U =0.7V 。

25610VD1(a)(b)(c)(d)例14.1图解：○1图〔a 〕电路中的二极管所加正偏压为2V ，大于DU =0.7V ，二极管处于导通状态，则输出电压0U =A U —D U =2V —0.7V=1.3V 。

第15章　基本放大电路15.1　复习笔记一、共发射极放大电路的组成1．电路结构图15-1是共发射极接法的基本交流放大电路。

图15-1 共发射极基本交流放大电路2．性能指标（1）输入电阻放大电路的输入端用一个等效电阻r i 表示，它称为放大电路的输入电阻，是信号源的负载，即（2）输出电阻放大电路的输出端也可用一电压源表示，它是负载电阻R L 的电源，其内阻r o 称为放大电路的输出电阻。

放大电路的输出电压与输入电压之比，称为放大电路的电压放大倍数。

即o U &iU &二、放大电路的静态分析1．用放大电路的直流通路确定静态值图15-2是图l5-1放大电路的直流通路。

画直流通路时，电容C 1和C 2可视为开路。

图15-2 图15-1交流放大电路的直流通路①由直流通路，可得出静态时的基极电流②由I B 可得出静态时的集电极电流③静态时的集-射极电压则为晶体管集电极电流I C与集-射极电压U CE之间的伏安特性曲线即为输出特性曲线（图15-3）。

在图15-2所示的直流通路中，晶体管与集电极负载电阻R C串联后接于电源U CC。

可列出或图15-3 用图解法确定放大电路的静态工作点这是一个直线方程，其斜率为，在横轴上的截距为U CC，在纵轴上的截距为。

这一直线很容易在图15-3上作出，称为直流负载线。

负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点Q，称为放大电路的静态工作点，由它确定放大电路的电压和电流的静态值。

I B通常称它为偏置电流，简称偏流。

产生偏流的电路，称为偏置电路。

R B称为偏置电阻。

通常是改变R B的阻值来调整偏流I B的大小。

三、放大电路的动态分析1．微变等效电路法放大电路的微变等效电路，就是把非线性元件晶体管所组成的放大电路等散为一个线性电路，也就是把晶体管线性化，等效为一个线性元件。

（1）晶体管的微变等效电路图15-4（b）所示就是晶体管微变等效电路（a ）（b ）图15-4 晶体管及其微变等效电路其中①晶体管的输入电阻②晶体管的电流放大系数③晶体管的输出电阻（2）放大电路的微变等效电路由晶体管的微变等效电路和放大电路的交流通路可得出放大电路的微变等放电路。

1 电路的基本概念与定律电源有载工作、开路与短路电源发出功率P E =在图2中，已知I1= 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。

校验整个电路的功率是否平衡。

[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出图 2: 习题图−I1 + I2 −I3=−3 + 1 −I3=可求得I3= −2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。

根据基尔霍夫电流定律可得U3 = (30 + 10 ×103 ×3 ×10−3 )V= 60V其次确定电源还是负载：1 从电压和电流的实际方向判定：电路元件3 80V元件30V元件电流I3从“+”端流出,故为电源;电流I2从“+”端流出，故为电源；电流I1从“+”端流出，故为负载。

2 从电压和电流的参考方向判别：电路元件3 U3和I3的参考方向相同P= U3I3 = 60 ×(−2) ×10−3W =−120 ×10−3W （负值），故为电源；80V元件U2和I2的参考方向相反P = U2I2 = 80 ×1 ×10−3W =80 ×10−3W （正值），故为电源；30V元件U1和I1参考方向相同P= U1I1 = 30 ×3 ×10−3 W =90 ×10−3W （正值），故为负载。

两者结果一致。

最后校验功率平衡：电阻消耗功率:2 2P R= R1I= 10 ×3 mW = 90mW12 2P R= R2I= 20 ×1 mW = 20mW2电源发出功率:P E = U2I2 + U3I3 = (80 + 120)mW =200mW负载取用和电阻损耗功率:P = U1I1 + R1 I2 + R2I2 = (90 + 90 + 20)mW =200mW1 2两者平衡基尔霍夫定律试求图6所示部分电路中电流I、I1和电阻R，设U ab = 0。

人教版物理初三全册-第十五章-电流和电路-课后练习一、单选题1.如图所示，要使灯泡L1和L2组成并联电路，应（）A. 只闭合S2B. 只闭合S3C. 只闭合S1和S3D. 只闭合S2和S32.下列常见的物体通常情况下都属于导体的是（）A. 人体和汽油B. 大地和石墨C. 铁和塑料D. 食盐水溶液和陶瓷3.如图所示是小明研究并联电路电流特点的实物图，保持电源电压不变，先闭合开关S，再闭合开关S1，闭合S1后（）A. 甲表示数变大，乙表示数变大B. 甲表示数变小，乙表示数变小C. 甲表示数变大，乙表示数不变D. 甲表示数变小，乙表示数不变4.如图所示的电路连接中会烧坏电流表的是（）A. B.C. D.5.投影仪主要由散热风扇和高亮度灯泡组成，灯泡工作时会释放大量的热量，要及时散热，即使灯泡熄灭以后散热风扇还要继续工作一段时间，以保护投影仪．因此，关闭投影仪时不能直接拔下电源插头．下列的四个简化电路图中，能起到类似保护作用的最优电路是（）A. B. C. D.6.如图所示，当带电体接触验电器的金属球时，下列说法正确的是（）A. 若带电体带正电荷，则这些正电荷就通过金属杆全部转移到金属箔上B. 若带电体带负电荷，则这些负电荷就通过金属杆全部转移到金属箔上C. 若带电体带正电荷，则验电器就有一部分电子转移到带电体上D. 若带电体带负电荷，则验电器就有一部分正电荷转移到带电体上7.两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中，以下哪个特点可以确认两灯是并联的（）A. 两灯亮度不同B. 两灯两端的电压相等C. 通过两灯的电流相等D. 通过两灯的电流不相等8.如图所示，电路元件及导线连接均完好，闭合开关S1、S2，则（）A. L l不能发光，L2能发光B. L l能发光，L2不能发光C. L1、L2都能发光D. L1、L2都不能发光9.为了生活方便，卧室里的同一个照明灯通常用两个开关控制.一个安装在进门处，另一个在床头附近，操作任意一个开关均可以开灯、关灯.下面四幅图是小明用电池作为电源设计的四个电路模型，能满足要求的是（其中A图中的S1、S2及C图中的S1为单刀双掷开关）（）A. B. C. D.二、多选题10.对如图所示电路的分析，正确的是（）A. 当断开S1、S2，闭合S3时，R1与R2为串联B. 当断开S3，闭合S1、S2时，R1与R2为并联C. 当断开S1，闭合S2、S3时，R1与R2为串联D. 只要同时闭合S1、S2，就会出现短路现象11.如图为通电电路中一段导线内的电荷分布示意图。

19309201-15A两级放大电路如图6所示，晶体管的B1 = B2 = 40，Tbe1 = 1:37k，Tbe2= 0:89k。

计算ri 和ro解：ri = ri1 = RB1//RB2//[rbe1 + (1 + B1)R’’E1= 4:77k-ro = ro2=(rbe2 + RC1)/B2=272-前级的集电极电阻RC1即为后级的基极电阻。

从两级放大电路看，提高了输入电阻，降低了输出电阻。

19309201-15A计算题出处:秦曾煌编,电工学辅导资料选编(第6版)下册,P56。

19309201-15B填空题：固定偏置放大电路的特点是什么？解：工作点不稳定，电压放大倍数高。

19309201-15A计算题出处:秦曾煌编,电工学(第6版)下册,P60。

19309202-15A两级放大电路如图所示，晶体管的β1=β2=40，r bel=1.37kΩ，r be2=0.89kΩ。

（1）估算各级电路的静态值；（2）计算r i和r o。

19309202-15A计算题出处:秦曾煌编,电工学(第6版)下册,P88。

19309202-15B晶体管用微变等效电路来代替，条件是什么？在输入为小信号的情况下，静态工作点附近的晶体管特性曲线非常接近于直线。

19309202-15B计算题出处:秦曾煌编,电工学(第6版)下册,P47。

19309203-15A思考题：通常希望放大电路的输入电阻高一点好，还是低一点好？对输出电阻?放大电路的带负载能力是指什么？19309203-15A解答：通常希望放大电路的输入电阻能高一些，输出级的输出电阻低一些。

当负载变化时，输出电压变化小，则负载能力好，输出电压变化和输出电阻r0 有关，r0 小，放大电路带负载能力好。

19309203-15A思考题出处:秦曾煌编,电工学(第6版)下册电子技术高等教育出版社P48 15.3.919309203-15B 计算题：在如图的射级输出器中，已知R s =50Ω,R B1=100K Ω,R B2=30K Ω,R E =1K Ω,晶体管的ß=50， r be =1K Ω,试求r i ，r o 和A u 。

1 电路的基本概念与定律1.5 电源有载工作、开路与短路1.5.1在图1中,五个元件代表电源和负载。

电流和电压的参考方向如图中所示。

今通过实验测量得知图1: 习题1.5.1图I1 = ¡4A I2 = 6A I3 = 10AU1 = 140V U2 = ¡90V U3 = 60VU4 = ¡80V U5 = 30V1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。

2 判断哪些元件是电源？哪些是负载？3 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？[解]:2 元件1，2为电源；3，4，5为负载。

3 P1 = U1I1 = 140 £(¡4)W = ¡560WP2 = U2I2 = (¡90) £6W = ¡540WP3 = U3I3 = 60 £10W = 600WP4 = U4I1 = (¡80) £(¡4)W = 320WP5 = U5I2 = 30 £6W = 180W电源发出功率P E =P1 + P2 = 1100W负载取用功率P = P3 + P4 + P5 = 1100W两者平衡1.5.2在图2中，已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。

校验整个电路的功率是否平衡。

3[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出图2: 习题1.5.2图¡I1 + I2 ¡ I3 = 0¡3 + 1 ¡ I3 = 0可求得I3 = ¡2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。

根据基尔霍夫电流定律可得U3 = (30 + 10 £103 £3 £10¡3)V = 60V其次确定电源还是负载：1 从电压和电流的实际方向判定：电路元件380V元件30V元件电流I3从\+"端流出,故为电源;电流I2从\+"端流出，故为电源；电流I1从\+"端流出，故为负载。

目录第14章二极管和晶体管3第14.3节二极管 (3)第14.3.2题 (3)第14.3.5题 (4)第14.4节稳压二极管. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第14.4.2题 (5)第14.5节晶体管 (5)第14.5.1题 (5)第14.5.3题 (6)第14.5.4题 (7)List of Figures1 习题14.3.2图 (3)2 习题14.3.2图 (3)3 习题14.3.5图 (4)4 习题14.4.2图 (5)5 习题14.5.3图 (6)6 习题14.5.4图 (7)14 二极管和晶体管14.3 二极管14.3.2在图1所示的各电路图中，E = 5V ，u= 10 sin ωtV ，二极管D的正向压降i可忽略不计，试分别画出输出电压u的波形。

[ 解]图1: 习题14.3.2图(a) u i为正半周时，u i> E，D导通；u i < E，D截止。

u i为负半周时，D截止。

D导通时，u0 = E；D截止时，u o = u i。

(b)u i为正半周时；u i > E，D导通；u i < E，D截止。

u i为负半周时，D截止。

D导通时，u0 = u i；D截止时，u0 = E。

u0的波形分别如图2(a)和(b)所示。

图2: 习题14.3.2图× ×−314.3.5在图3中，试求下列几种情况下输出端电位V Y 及各元件中通过的电流。

(1)V A = +10V ，V B = 0V ；(2)V A = +6V ,V B = +5.8V ;(3)V A = V B = +5V .设二极管的正 向电阻为零，反向电阻为无穷大。

[解]图 3: 习题14.3.5图(1) 二极管D A 优先导通，则10V Y = 9 × 1 + 9V = 9VV Y 9 I D A = I R = = A = 1 10 R 9 × 103A = 1mAD B 反向偏置，截止，I D B = 0(2) 设D A 和D B 两管都导通，应用结点电压法计算V Y ：V Y = 6 5.8 + 1 1 1 11 V = 11.8 × 9 V = 5.59V < 5.8V + + 19 1 1 9可见D B 管也确能导通。

电工学下册：第15章答案（第七版秦曾煌）1. 什么是带电平衡？带电平衡是指物体上的正电荷和负电荷数量相等或接近相等的状态。

在带电平衡状态下，物体不会出现明显的静电现象。

2. 什么是静电感应？静电感应是指当一个带电物体靠近一个不带电物体时，由于电荷的相互作用，不带电物体上的电荷分布会发生变化，使得不带电物体上的一侧带有相同符号的电荷，另一侧带有相反符号的电荷。

这种现象称为静电感应。

3. 什么是电容？电容是指导体带电荷时，所能储存的电荷量与导体所带电荷的电压之比。

电容的单位是法拉（F）。

4. 什么是电容器？电容器是一种能够储存电荷的元件，由两个导体板和电介质构成。

当电容器两端施加电压时，导体板上的电荷会相互吸引，电介质中产生电场，形成电容。

常见的电容器有电解电容器，固体电解电容器和陶瓷电容器等。

5. 什么是电势差？电势差是指电场中两点之间的电势能差异。

它是单位正电荷从一个点移动到另一个点所做的功与正电荷的比值。

电势差的单位是伏特（V）。

6. 什么是电动势？电动势是指单位正电荷在闭合电路中沿着电路一周旋转时所做的功。

它是电源供给电路的能力大小的度量。

电动势的单位也是伏特（V）。

7. 什么是欧姆定律？欧姆定律是描述电路中电流、电压和电阻之间关系的基本定律。

它表示为U = IR，其中U表示电压，I表示电流，R表示电阻。

根据欧姆定律，电压与电流成正比，电流与电阻成反比。

8. 什么是串联电路？串联电路是指多个电器或元件按照一条路径连接起来，电流从一个元件流过后再流入下一个元件。

在串联电路中，电流保持不变，而电压等于各个元件电压之和。

9. 什么是并联电路？并联电路是指多个电器或元件按照多个路径连接起来，电流分别通过各个路径流过各个元件，然后再汇集到一起。

在并联电路中，电压保持不变，而电流等于各个元件电流之和。

10. 什么是焦耳定律？焦耳定律是描述电阻发热功率与电流、电压和电阻之间关系的定律。

它表示为P = I^2R，其中P表示发热功率，I表示电流，R表示电阻。