电工与电子技术08章 陶桓齐 课后习题答案
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1 第8章习题解答 8-1 选择合适的答案填空 (1)当三极管工作在放大区时,其发射结的偏置电压和集电结的偏置电压应为 。 A.发射结反偏,集电极反偏 B.发射结正偏,集电极反偏 C.发射结正偏,集电极正偏 (2)晶体三极管是一种 控制型器件。 A.电压 B.电流 C.光电转换 (3)稳定静态工作点的电路是 。 A.固定偏置电路 B.分压式偏置电路 C.共集电极电路 解:(1)B (2)B (3)B 8-2 填空 (1)放大电路如果要求噪声低、温度稳定性好,应采用 电路。 (2)为了提高放大电路的输入阻抗,应选用 电路作为输入级。 (3)设某一固定偏置电路原来没有失真现象,现增大偏置电阻RB,则静态工作点将向 方移动,容易引起 失真。 解:(1)场效应管 (2)场效应管 (3)下,截止 8-3 有两个三极管,一个管子的β=180,ICEO=180μA;另一个管子的β=60,ICEO=10μA,两管的其他的参数相同。如果选一个管子组成放大电路,试分析哪一个合适。 解:选用β=60、ICEO=10μA的管子,因其β适中、ICEO较小,因而温度稳定性较另一只管子好。 8-4 用万用表测得两只三极管的直流电位如题图8-4所示,试判断两个三极管的类型、三个管脚的名称,管子用何种材料制成,并在圆圈中画出管子。
-7V-2.7-210V5V
5.2V
(a)(b)
-7V-2.7-210V5V
5.2VCB
EBCE
题图8-4 解题图8-4 解:首先确定UBE,以判断是硅管还是锗管。通常,硅管的UBE=0.6 ~ 0.8V;锗管的 UBE=0.2~ 03V;在图(a)中,上管脚和下管脚的电位相差0.7V,可知此管为硅管;在图(b)中,上管脚和下管脚的电位相差0.2V,可知此管为锗管。 然后,判断管子的类型。通常当三极管正常放大时,对NPN型管有VC>VB>VE,对PNP型管VC<VB<VE。在图(a)中,中间脚的电位最低,并与其它两脚的电位相差几伏,故此脚为C极,由VB<VE可确定上管脚为B极、下管脚为E极,管子为PNP型硅管。同理可确定图(b)中的管子为NPN型锗管。完整的三极管见解题图8-4所示。 8-5 试判断题图8-5所示电路中各三极管的工作状态。 2
5012V1K50K6V(a)20+5V30K3K(b)30>-6V15K15K2K+15V(c) 题图8-5 解:设UBE=0.7V,(a)∵0.106mA500.76IB,7mA1113012ICS..
234mA050711IICSBS..,由于0<IB<IBS ∴ 三极管工作在放大状态。
(b)∵0.143mA300.75IB,0.08mA2030.35IICSBS 由于IB>IBS ∴ 三极管工作在饱和状态。 (c)∵ 3V1515156VB,IB=0 ∴三极管工作在截止状态。 8-6 简述题图8-6所示各电路对于正弦交流信号有无电压放大作用,如果不能放大电压,能否稍加改动让其具有放大作用。
BRCRCCU1C2Ciuou(a)BRCRCCU1C2Ciuou(b)BR1C2CCCU
iuou(c)
CCCU
BRCR2C1Couiu(d)(e)
iuouDRGRSR
DDU
题图8-6 解:(a)不能放大。因为输入信号被C1短路。将C1去掉即可。 (b)不能放大。因为三极管是PNP型的,需要用负电源,将UCC换为-UCC即可。 3
(c)不能放大。因为无集电极负载不能放大电压。加一个适当的集电极负载电阻RC即可。 (d)不能放大。因为基极没有静态偏置电流。将RB接地的那一点接UCC即可。 (e)不能放大。因为场效应管截止 8-7基本放大电路和三极管的输出特性曲线如题图8-7所示,已知β=80,试分别用估算法和图解法求解电路的静态工作点。设UBE=0.6V。
CCUCRBR
1C2C500KO3KO10V123
4
2486100VuCE/mAiC/
A10IBA20A30A40A50
(a)???(b)??????????
题图8-7 解:(1)估算法 由电路图可知,基极电流IB的大小由UCC、UBE和RB决定,即
A2050010RURUUIBCCBBECCB 而集电极电流 1.6mA2080IIBC 集电极与发射极之间的电压为 5.2V31.610RIUUCCCCCE (2)图解法 由(a)图电路可知:CCCCCERIUU 根据此直线方程找两个特殊点:即 取IC=0,则UCE=UCC=10V 取UCE=0,则IC=UCC/RC=3.33mA 然后在输出特性曲线组上做出直流负载线。直流负载线与IB=20μA的输出特性曲线相交于Q,Q为静态工作点,其静态值可在图中读出,见解题图8-7所示。 8-8 放大电路同上题,设UCC=10V,RB=500KΩ,β=80,若要使UCE=6V,集电极负载电阻RC(2.5K)应取多大值?若UCC=12V,β=80,RC=4 KΩ,UCE=6V,偏流电阻RB应取多大值。
解:(1)若要使UCE=6V,则集电极负载电阻Ω2.5K1.6610IUURCCECCC (2)若UCC=12V,β=80,RC=4 KΩ,UCE=6V,
12342486100VuCE/
mAiC/
A10IBA20A30A40A50
Q5.21.6
解题图8-7 4
则1.5mA4612RUUICCECCC;偏流电阻 Ω650KIUIURCCCBCCB/ 8-9 画出题图8-9所示电路的直流通路和交流通路,电路图中的电容对交流信号可视为短路。 CCUB1RB2R1CCR2CECE1RE2RCCUCR1C2CBRER1C2C3C1R2R3RLRCCU
(a)(b)(c) 题图8-9 解:(1)直流通路:将电路中的电容均视为开路即可。 (2)交流通路:题图8-9所示电路的交流通路如解题图8-9所示。
B1RB2RCRE1RCRBRER1R
2
R3R
LR
iUOUiUOU
iUO
U
解题图8-9 8-10 用示波器测量由NPN型管构成的的放大电路时,测得的输出电压波形如题图8-10所示,试说明它们分别属于什么失真,如何消除这些失真。 解:(a)截止失真,应减小偏置电阻RB,使基极电流IB 增加,Q点上移。 (b)饱和失真,应增大偏置电阻RB,使基极电流IB 减小,Q点下移。 (c)同时出现饱和和截止失真,应增大电源电压UCC。
toutoutou
(a)(b)(c)题图8-10 解题图8-10 8-11 电路如题图8-7(a)所示,β=80,试求: (1)三极管的输入电阻rbe (2)放大倍数uA
(3)若输入电压Ui=10mV(有效值),此时在负载端接上内阻为6KΩ的电压表测输出电压,电压表的读数是多少,分析用这个电压表测量是否合理。 解:为了求解放大电路的动态参数,先画出其微变等效电路,如解题图8-11所示。 5
(1)根据题8-7可知,电路发射极的静态电流IE=IC+IB=1.62mA,所以 三极管的输入电阻 Ω)()(15001.622681200ImV261200rEbe
iro
r
r
be
iIbIcIbIOUiU
BRC
RΩ6K
解题图8-11 解题图8-11
(2)放大倍数1601.5380rRUUAbeCiou- (3)用电压表测输出电压,电压表的内阻就是放大器输出端接的负载,因此有 801.564801.5RR80rRUUALCbeLiou////
‘
电压表的读数为:UO=A‘uUi=80×10=800mV=0.8V。 由(2)可知,当放大电路不接负载时,160Au-,所以用内阻为6KΩ的电压表测量放大电路的输出电压,会产生较大的误差。通常,测量输出电压应该用高内阻的电压表。 8-12 固定偏置电路如题图8-12所示,已知rbe=1 KΩ,β=50,试求当输入电压Ui=28.8mV, 输出电压Uo=2V时,放大器的负载电阻RL为多少。设UBE=0.6V。
1C2CTBRCLRouiuCCU2KΩ200KΩ
CR12V
题图8-12 ECLR1C2C
SeSRB
T
B1R
B2R5.6KΩ22KΩ2.5KΩ820ΩCRER
CCU15V
题图 8-13 题图8-12 题图8-13 解:由放大倍数的定义可知69.40.02882UUAiou
而beLurRA,所以Ω“39K1rARbeuL. 根据391RRRRRCLCLL.“ΩK,得Ω56K46102391RL...