第章习题解答
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自测题 10.1 分析下列说法是否正确,用“√”、“×”表示判断结果填入括导内。
1. 在功率放大电路中,输出功率愈大,输出级晶体管的管耗也越大,所以放大器效率也越小。( )
2. 功率放大电路的最大输出功率是指电源提供的最大功率。 ( ) 3. 最大输出功率仅与电源电压VCC和负载电阻RL有关,与管子的参数无关。 ( ) 4. 功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下,负载上可能获得的最大交流功率。 ( )5. 当OCL电路的最大输出功率为1W时,功率管的集电极最大耗散功率应大于1W 。 ( )
6. 功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是 (1)都使输出电压大于输入电压。 ( ) (2)都使输出电流大于输入电流。 ( ) (3)都使输出功率大于信号源提供的输入功率。 ( ) 7. 功率放大电路与电压放大电路的区别是 (1)前者比后者电源电压高。 ( ) (2)前者比后者电压放大倍数数值大。 ( ) (3)前者比后者效率高。 ( ) (4)在电源电压相同的情况下,前者比后者的最大不失真输出电压大。 ( ) (5)前者比后者的输出功率大。 ( ) 8. 功率放大电路与电流放大电路的区别是 (1)前者比后者电流放大倍数大。 ( ) (2)前者比后者效率高。 ( ) (3)在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。 ( ) 9. OCL电路中输入信号越大,交越失真也越大。 ( ) 10. 只有当两个晶体管的类型相同时才能组成复合管。 ( ) 【解10.1】 1.× 2.× 3. × 4. √ 5. × 6. ×,×,√ 7. ×,×,√,√,√ 8. ×,√,√ 9. × 10. ×
10.2 选择题 1. 甲类功放效率低是因为 。 A.只有一个功率管 B.静态电流过大 C.管压降过大 2. 功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时,输出基本不失真情况下,负载上可能获得的最大 。
A.交流功率 B.直流功率 C.平均功率 3. 功率放大电路的转换效率是指 。 A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比 B.最大输出功率与电源提供的直流功率之比 C.晶体管所消耗的功率与电源提供的直流功率之比 4. 功率放大电路的效率主要与 有关。 A.电源供给的直流功率 B.电路输出最大功率 C.电路的工作状态 5. 在OCL乙类功率放大电路中,若最大输出功率为1W,则电路中功率管的集电极最大功耗约为 。
A. 1W B. 2W C. 0.2W 6. 在选择功率放大电路中的晶体管时,应当特别注意的参数有 。 A. β B. ICM C. ICEO D.U(BR)CEO E. PCM F. fT 7. 在OCL功率放大电路中,输入为正弦波,输出波形如图T10.2.7所示,这说明该电路产生了 。
A.饱和失真 B.截止失真 C.频率失真 D.交越失真 图T 10.2.7 8. 为改善图T10.2.7中的失真现象,电路上应当 。 A.进行相位补偿 B.适当增大功率管静态|UBE|,使之处于微导通状态 C.适当减小功率管静态|UBE|,使之处于微导通状态 D.适当增加负载电阻RL的阻值
【解10.2】: 1.B 2.A 3.B 4.C 5.C 6.B D E 7.D 8.B 10.3 OCL电路如图T10. 3所示。回答下列问题: (1)静态时,流过负载电阻RL的电流有多大? (2)R1、R2、R3、VD1、VD2各起什么作用? (3)若VD1、VD2中有一个接反,会出现什么后果? 图T 10.3 【解10.3】:(1)静态时,流过负载电阻RL的电流0LI。 (2)静态时,通过调节R1 或R3使0ou即0LI。R2、VD1、VD2用于消除交越失真。 (3)若VD1、VD2中有一个接反,会导致VT1、VT2基极偏置电流IB过大,使工作电流IC过大。晶体管功耗可能远大于其额定功耗而使VT1、VT2烧毁。
10.4 什么是功率放大电路?与一般电压放大电路相比,对功率放大电路有何特殊要求?
【解10.4】:主要用于向负载提供一定交流功率的电路称为功率放大电路。对功率放大电路的特殊要求:安全地提供尽可能大的输出功率;提供尽可能高的功率转换效率;允许一定的非线性;失真分析方法采用图解法;要考虑功率管的散热和保护问题;注意负载匹配问题。 10.5 甲类放大电路,信号幅度越小,失真就越小;而乙类功率放大电路,信号幅度小时,失真反而明显。请说明理由。
【解10.5】:甲类放大电路,信号幅度越小,可使电路工作于晶体管的放大区,不致进入饱和区和截止区,所以失真就越小。而乙类功率放大电路,信号幅度小时,可能达不到晶体管的阈值电压,在过零点附近就会出现交越失真。
10.6 功率管为什么有时用复合管代替?复合管的组成原则是什么? 【解10.6】:在实际中,要找到性能相同、型号相反的一对大功率管比较困难,因而一般可以采用复合管代替互补对称管,构成OCL准互补对称推挽功率放大电路。复合管的组成原则:①复合后,管子的β为两管β的乘积;②要保证两管都工作在放大区,前一管的c极和e极 不能跨接在后一管的发射结上,否则前一管将工作在接近饱和区;③复合后管子等效的类型与前一个管子的类型一致。
10.7 某人设计了一个OTL功率放大电路如图T10.7所示。 (1)为实现输出最大幅值正负对称,静态时A点电位应为多大?若不合适,应调节哪一个元件?
(2)若VT3、VT5饱和压降UCES为3V,电路的最大不失真输出功率(Po)M为多少?效率η为多少?
(3)晶体管VT3、VT5的PCM、U(BR)CEO和ICM应如何选择? 图T 10.7 【解10.7】:(1)静态时A点电位UA=10V。若不合适,应调节电阻R1。 (2)最大不失真输出功率
效率%55203102212ηCCCESCC
V
UV
(3)W27.1810121122L2CC2CMRVP
10.8 在甲类、乙类和甲乙类放大电路中,晶体管的导通角分别等于多少?它们中哪一类放大电路效率最高?
【解10.8】:甲类放大电路晶体管的导通角θ=360°;乙类放大电路晶体管的导通角θ=180°;甲乙类放大电路晶体管的导通角180<360°。
10.9 某收音机末级采用单管甲类功率放大电路,当音量开大时或关小时哪一种情况下输出功率大?哪一种情况管耗大?
【解10.9】:当音量开大时输出功率大;当音量关小时管耗大。 习题解答 10.1 一双电源互补对称电路(OCL电路)如图P10.1所示,设已知VCC=18V,RL=12Ω,ui为正弦波。求:
(1)在饱和压降UCES可以忽略不计的条件下,负载上可能得到的最大输出功率(Po)M、效率η、管耗PV;
(2)每个管子允许的最大管耗PCM至少应为多少? (3)每个管子的耐压U(BR)CEO应大于多少? 图P 10.1 【解10.1】:(1)最大输出功率W5.1312182121)(2L2CCMoRVP
电源提供的直流功率W2.171218222L2CCCCRVP
V
效率%5.78%1002.175.13)(ηCCMo
VP
P
管耗W7.35.132.17)(MoCCPPP
VV
(2)每个管子允许的最大管耗W7.25.132.0)(2.0MoMCPP
(3)每个管子的耐压V361822CC(BR)CEOVU
10.2 在图P10.1所示电路中,设ui为正弦波,RL=12Ω,要求最大输出功率(Po)M =13W。在晶体管的饱和压降UCES可以忽略不计的条件下,求:
(1)正、负电源VCC的最小值; (2)根据所求VCC最小值,计算相应的ICM和U(BR)CEO最小值; (3)输出功率最大((Po)M =13W)时,电源供给的功率CCVP; (4)每个管子允许的管耗PCM的最小值; (5)当输出功率最大((Po)M =13W)时的输入电压有效值。 【解10.2】:(1)L2CCMo21)(RVPV7.1712132)2(LMoccRPV,取V18ccV
(2)A5.112132)(221)(LMoCML2CMMoRPIRIP
(3)电源供给的功率W2.171218222L2CCCCRVP
V
(4)每个管子允许的管耗W6.2132.0)(2.0MoMCPP
(5)输入电压有效值V18CComimVUU7V.122182imiUU
10.3 在图P10.1所示电路中,RL=16Ω,已知负载上的最大不失真输出功率为560mW,管子饱和管压降UCES=0V。
(1)试计算电源VCC的电压值; (2)试核算使用下列功率管是否满足要求: VT2 3BX85A,PCM=300mW,ICM=300mA,U(BR)CEO=20V VT3 3AX81A,PCM=300mW,ICM=300mA,U(BR)CEO=20V 【解10.3】:(1)V2.41656.02)2(LMoccRPV
(2)管子允许的管耗mW1125602.0)(2.0MoCMPP
最大集电极电流mA5.262162.4LCCCMRVI, 管子的耐压V4.82.422CC(BR)CEOVU,根据VT2 ,VT3的参数可知功率管均满足