模电第2章_作业答案

模拟电子技术作业答案

班级_________ _ 学号_____ __ 姓名_____________ 第2章半导体三极管及其放大电路

1．简答题：

（1）放大电路中为何设立静态工作点？静态工作点的高、低对电路有何影响？

答：设立静态工作点的目的是使放大信号能全部通过放大器。Q点过高易使传输信号部分进入饱和区；Q点过低易使传输信号部分进入截止区，其结果都是信号发生失真。

（2）说明利用三极管组成放大电路的基本原则。

答：不论那种组态的放大电路，如果希望能够正常放大信号，必须遵守以下原则。

①有极性连接正确的直流电源、合理的元件参数，以保证三极管发射结正偏、集电结反偏和合适的静态工作点，使三极管工作在放大区。

②信号能够从放大电路的输入端加到三极管上，经过三极管放大后，又能传给放大电路的下一级或负载。

(3) 分析放大电路有哪几种方法？几种方法分别有什么特点？

答：分析放大电路有近似法、微变等效法和图解法。近似法简洁、精确，工程上常用来分析放大电路的静态工作点；微变等效法方便分析放大电路的动态；图解法直观，可同时用于分析放大电路的静态和动态。

（4）共射、共集和共基表示BJT的三种电路接法，而反相电压放大器，电压跟随器和电流跟随器则相应地表达了输出量与输入量之间的大小与相位关系，如何从物理概念上来理解？

答：共射电路有电压放大作用，且输出电压与输入电压相位相反。为此，称这种放大电路为反相电压放大器。共集电路没有电压放大作用且输出电压与输入电压同相位。因此，可将这种放大电路称为电压跟随器。共基电路有输出电流与输入电流接近相等。为此，可将它称为电流跟随器。

2．图1所示电路中，已知硅型晶体三极管发射结正向导通电压为0.7V， =100，临界放大饱和时三极管压降（集电极-发射极之间）为0.3V。判断电路中各晶体管的工作状态。

(a) (b) (c)

图1

解：分析：判断晶体三极管的工作状态并计算各级电流问题的分析方法如下。

方法一：

1． 对于NPN 管，若U BE <0.7V ，则管子截止；对于PNP 管，若U BE >-0.7V ，或U EB <0.7V

则管子截止；

2． 若NPN 管，U BE >0.7V ，PNP 管U EB >0.7V ，则说明三极管处于放大状态或饱和状态。

对于NPN 管，如果假设三极管工作在放大区，计算结果得管子压降U CE >0.3V （设小功率三极管饱和压降为0.3V ），说明管子确实工作在放大状态。如果计算结果得管子压降U CE <0.3V ，说明管子工作在饱和区。

对于PNP 管，如果假设三极管工作在放大区，计算结果得管子压降U EC >0.3V ，说明管子确实工作在放大状态。如果计算结果得管子压降U EC <0.3V ，说明管子工作在饱和区。 方法二：

当确定三极管处于非截止状态时，计算三极管的基极电流I B 及饱和电流集电极电流I CS

（U EC =0.3V ），如果βI B I CS ，说明电路处于饱和状态。

方法二似乎更为简单。 解：

1． 列写输入回路方程，计算基极电流

BE B B 220.7

130μA 10U I R --=

==

电路饱和时，集电极电流mA R U V I C CES CC CS 17.110

3.012=-=-=

因为βI B >I CS

所以晶体管处于饱和状态。

2．计算基极电流

BE B B 0.80.80.710μA 10U I R --=

==

电路饱和时，集电极电流mA R U V I C CES CC CS 17.110

3

.012=-=-=

因为βI B ＜I CS

所以晶体管处于放大状态。

3．计算基极电流

()()EE BE B B E 50.741.8μA

1211001

V U I R R β--=

==++++⨯

电路饱和时，集电极电流mA R R U V V I E C CES EE CC CS 88.01

103

.055=+-+=+-+=

因为βI B >I CS

所以晶体管处于饱和状态。

3．已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图2所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。

(a) (b)

图2

解：答案如图所示。

4．已知某一晶体三极管的共基极电流放大倍数α=0.99。

（1）在放大状态下，当其发射极的电流I E =5mA时，求I B的值；

（2）如果耗散功率P CM =100mW，此时U CE最大为多少是安全的？

（3）当I CM =20mA时，若要正常放大，I B最大为多少？

解：（1）0.995 4.95

C E

I I mA

α

==⨯=

5 4.950.0550

B E C

I I I mA A

μ

=-=-==

（2）

100

20.2

4.95

CM

CE

C

P

U V

I

===

U CE最大为20.2V

（3）

0.99

99

110.99

α

β

α

===

--

20

0.202202

99

CM

BM

I

I mA A

μ

β

====

5．试分析图3所示各电路对正弦交流信号有无放大作用，并简述理由。设各电容的容抗可忽略。