模电第8章功率放大电路习题答案
模电课件8.3乙类双电源互补对称功率放大电路
20- 4
8.1 功 率 放 例大 电题 路分的 析一 般 问 题
例.如图，设BJT的β＝100，VBE=0.7V，VCES=0.5V，ICEO=0， 电容C对交流视为短路。输入信号vi为正弦波。(1) 计算电路 可能达到的最大不失真输出功率Pom；(2)此时Rb应调节到什 么数值？(3)此时电路的效率η＝？试与工作在乙类的互补
20- 6
8.1 功 率 放 例大 电题 路分的 析一 般 问 题
例.如图，已知VCC=12V，RL=16Ω，vi为正弦波，(1) 在BJT的
饱8.3和.2压分降析可计以忽算略不计的情况下，负载上可能得到的最大输
出功率Pom， (2)每只管子允许的管耗PCM至少应为多少？(3) 每个管子的耐压应为多大？
对称电路比较。
解.(1) v0(t)=V0+Vomsinωt，V0为直流分量， Vm为交流振幅
Rb vi C
12V RL 8Ω
v0 T
最大不失真功率：
Pom
V2 O
RL
1 RL
V0m
2
2
1 8
VCC 2
VCES 2
2
2.07
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
8.1 功 率 放 大 电 路 的 一 般 问 题
模拟电子技术基础
第四十四讲
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
20- 1
8.1 功 率 放 大 电 路 的 一 般 问 题
北京交通大学模拟电子技术习题及解答第八章功率放大电路
第八章功率放大电路8-1 已知电路如题图8-1所示，VT 1和VT 2管的饱和管压降V U CES 2=，0=BE U ，V V CC 15=，R L =8Ω，输入电压u i为正弦波。
选择正确答案填入空内。
（1）静态时，晶体管发射极电位U EQ B 。
A. >0VB. =0VC. <0V（2）最大输出功率P OM A 。
A. ≈11WB. ≈14 WC. ≈20W（3）电路的转换效率η C 。
A. >78.5% B. =78.5% C. <78.5%（4）为使电路能输出最大功率，输入电压峰值应为 B 。
A. 15VB. 13VC. 2V（5）正常工作时，三极管能够承受的最大反向电压U CEmax 为 B 。
A. 30VB. 28VC. 4V（6）若三极管的开启电压为0.5V ，则输出电压将出现 C 。
A. 饱和失真B. 截止失真C. 交越失真 8-2 如题图8-1所示电路，已知V V CC 12=，R L =16Ω，VT 1和VT 2管的饱和管压降VU CES 0=，u i 为正弦波。
如何选择功率晶体管？解：根据公式（8-4）2222()1124.5222216omC C C ES C Com L L L U V U V P WR R R -=∙====⨯根据公式（8-16）可求出每只管子的反向击穿电压U (BR )CEO()221224BR C EO C C U V V>=⨯=根据公式（8-17）可以求出每只管子允许的最大集电极电流I CM12 1.58C C C M om LV I I AR >===根据公式（8-15）可以求出每个管子的最大集电极功耗 0.20.24.50.CMo m P P W ≥=⨯= 8-3 如题图8-1所示电路，已知V V CC 20=，R L =8Ω，VT 1和VT 2管的饱和管压降VU CES 0=，V t u i ωsin 102=。
模电课后习题第八章
习题八8-1 由三个理想运放组成的电路如图题8-1所示，i u =5t ωsin ，t =0时，积分电容上的电压为零，试画出对应的u 、u 和u 的波形，并在图上标出幅值的大小。
解：本电路由三级运放组成，第一级是反相输入比例放大电路，输入为i u =5t ωsin ，根据反相放大器的工作特性，可得：1o u ＝21i R u R -=10sin t ω- 其波形如图题解8-1（b ）所示。
第二级为过零比较器，信号由反相输入端输入，输出端用稳压管双向限幅，电压为±5V ，故2o u 的波形如图题解8-1（c ）所示。
第三级为积分电路，其输入信号2o u 为方波，积分电路的输出3o u 可分段算出：当t ＝0～0.1s ，2o u ＝5V 时，0.1s 末的3o u 为3o u ＝0.12031o u dt R C-⎰ ＝3650.1100100.510-⨯-⨯⨯⨯＝－10V当t ＝0.1～0.2s ，2o u ＝－5V 时，0.2s 时的3o u 为3o u ＝－100.220.131o u dt R C -⎰＝－10－3650.1100100.510--⨯⨯⨯⨯＝0V因此，可得3o u 的波形如图题解8-1（d ）所示。
8-2 试求图题8-2所示振荡电路的振荡频率osc f 和满足振幅起振条件所需f R 的最小值，运放为理想运放。
R f图题解8-1图8.24解：振荡器的震荡频率由RC 串并联连选项频网络确定。
在选频网络中，Ω===K R R R R 5//432，C=0.01F μ,，由此可得Hz RC f osc 3631018.31001.01052121⨯=⨯⨯÷⨯==-ππ放大器有两级构成，增益为14241)(R R R R R R R A f f f =--=•当osc f f =时，31max ==F F 为满足振幅起振条件1>••F A ，则A>3据此可以满足振幅起振条件所需的R 1的最小值，则412R R R f >3，R f >413R R =17.22k Ω R f 的最小值为17.22k Ω8-3 正弦波振荡电路如图8.25所示，已知=4k Ω，2R =5k Ω，p R 在0~5k Ω范围内可调，设运放是理想的，振幅稳定后二极1R 管的动态电阻近似为d r =500Ω，求p R 的阻值。
模拟电子-功放电路习题解答
习题七 功放电路一、判断题 1．低频电压放大器的主要任务是把微弱的信号电压放大，输出功率并不一定大。
（ √ ） 2．多级放大器的末级能输出足够大的功率来驱动负载，这类主要用于向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大器。
（ √ ） 3．电压放大器是向负载提供不失真的电压信号，讨论的主要是失度真的大小、效率和功率等指标。
（ ⨯ ）4．低频功率放大器主要是要求输出足够大的不失真（或失真小）的功率信号。
（ √ ） 5．从音频功率放大器的框图来看，它可以简单地视作电压放大器与电流放大器的组合。
（ √ ）6．能作为电压放大级的电路，除了通常采用的共发射极电压放大器，还有共集电极放大器。
（ ⨯ ） 7．一般来说，稳定工作点电压放大器比射极跟随器的基极偏置电阻大，所以，前者的基极电流相对于偏置电路的电流可以忽略不计。
（ √ ） 8．对于射极跟随器来说，加重负载或增大输入信号时，输出信号负半波会出现削波失真。
（ ⨯ ）9．互补输出功率放大器，NPN 管负责输出正半周，PNP 管负责输出负半周，两个半周波形叠加，在负载上得到完整的输出波形；既撇开了单管工作时发射极电阻无谓的功耗，又解决了单一型管工作（负载重）时出现的半波削波问题，可谓一举两得。
（ √ ） 10．乙类互补对称功放电路存在交越失真。
（ √ ） 11．甲乙类互补对称功放电路不能消除交越失真。
（ ⨯ ） 12．OTL 互补对称功放由单电源供电，OCL 互补对称功放由正负双电源供电。
（ √ ）13．静态时，OTL 互补对称功放电路的输出电容两端压降等于电源电压的一半。
（ √）14．功率管热击穿的本质原因是其b-e 间电压BE U 的负温度特性。
（ √ ）15．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）都使输出功率大于输入功率。
（ √ ）二、选择题1．下列哪种电路不是功率放大器的组成部分。
模电课后习题答案4,5,6,8习题
第四章局部习题解答4．1．3 某BJT 的极限参数I CM =100mA ，P CM =150mW ，V 〔BR 〕CEO =30V ，假设它的工作电压V CE =10V ，则工作电流I C 不得超过多大？假设工作电流I C =1mA ，则工作电压的极限值应为多少？解: BJT 工作时，其电压和电流及功耗不能超过其极限值，否则将损坏。
当工作电压V CE 确定时，应根据P CM 及I CM 确定工作电流I C ，即应满足I C V CE ≤P CM 及I C ≤I CM 。
当V CE =10V 时，此值小于I CM =100mA ，故此时工作电流不超过15mA 即可。
同理，当工作电流I c 确定时，应根据I C V CE ≤P CM 及V CE ≤V 〔BR 〕CEO 确定工作电压V CE 的大小。
当I C =1mA 时，为同时满足上述两个条件，则工作电压的极限值应为30V 。
4．3．3 假设将图题3.3.1所示输出特性的BJT 接成图题3.3.3所示电路，并设V CC =12V ，R C =1k Ω，在基极电路中用V BB =2.2V 和R b =50k Ω串联以代替电流源i B 。
求该电路中的I B 、I C 和V CE 的值，设V BE =0.7V 。
图题3.3.1解: 由题3.3.1已求得β=200，故I C =βI B =200×0.03mA=6mA V CE =V CC -I C R c =6V4.3.5 图题3.3.6画出了某固定偏流放大电路中BJT 的输出特性及交、直流负载线，试求：〔1〕电源电压V CC ，静态电流I B 、I C 和管压降V CE 的值；〔2〕电阻R b 、R e 的值；〔3〕输出电压的最大不失真幅度；〔4〕要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？解:〔1〕由图题3.3.6可知，直流负载线与横坐标轴的交点即V CC 值的大小，故V CC =6V 。
模电(第四版)习题解答
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R大的特点。
( √)其GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
( ×) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。
模电第08章功率放大器(康华光)
Po (5) 效率 : = PV
（1-22）
2
5.缺点:不易调整Q点(VBE)
6. 电路的改进
O
iC
O
VCE
t
——晶体管导通的时 间大于半个周期,导通 角>180º 静态IC 0,管 , 耗较小效率较高,不失 真,一般功放常采用。
4.丙类工作状态——导通角小于180°
（1-4）
§8.2 甲类功率放大器实例
一. 共射极放大器
Rb R b1
ui vi
– vo +
+V +VCC CC
交流通路
+ vi –
若忽略VCES
: Pom 1 VCQ I CQ 1 VCC VCC 2 2 2 2 RL
=PVC静
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(2)动态时电源提供的平均功率PVC
1 PVC 2
2
0
1 VCC iC d ( t ) 2
2
0
VCC ( I CQ I Cm sin t )d t =ICQ· CC V
2 (VCC VCES ) VCC PVC VCC 2 RL 2 RL
VCC VCES 当Q在中点时: I CQ 2 RL (3)电路的效率 定义: = Po/PVC 电路的最高效率: m=Pom/PVC 0.25
(4)甲类功率放大器的优缺点 优点:信号不失真。 缺点:静态功率大,输出功率小,效率低。
模电第8章功率放大电路习题答案
习题1. 设2AX81的I CM =200mA ，P CM =200mW ，U (BR)CEO =15V ；3AD6的P CM =10W （加散热板），I CM =2A ，U (BR)CEO =24V 。
求它们在变压器耦合单管甲类功放中的最佳交流负载电阻值。
解：当静态工作点Q 确定后，适当选取交流负载电阻值LR '，使Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点，则可输出最大不失真功率，此时的LR '称为最佳交流负载电阻。
忽略三极管的饱和压降和截止区，则有LC Q C C R I U '=。
同时应满足以下限制：C M C Q C C P I U ≤⋅，2(BR)CEOCC U U ≤，2CMCQ I I ≤。
(1)对2AX81而言，应满足mW 200C Q C C ≤⋅I U ，V 5.7CC ≤U ，mA 100C Q ≤I 。
取mW 200C Q C C =⋅I U 。
当V 5.7CC =U 时，mA 7.26C Q =I ，此时LR '最大，Ω=='k 28.07.265.7L(max)R ； 当mA 100CQ =I ，V 2CC =U 时，此时LR '最小，Ω=='k 02.01002L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值LR '为：ΩΩk 28.0~k 02.0。
(2)对3AD6而言，应满足W 10C Q C C ≤⋅I U ，V 12CC ≤U ，A 1C Q ≤I 。
取W 10C Q C C =⋅I U 。
当V 12CC =U 时，A 83.0C Q =I ，此时LR '最大，Ω=='46.1483.012L(max)R ； 当A 1C Q =I 时， V 10CC =U ，此时LR '最小，Ω=='10110L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值LR '为：ΩΩ46.14~10。
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习题1. 设2AX81的I CM =200mA ，P CM =200mW ，U (BR)CEO =15V ；3AD6的P CM =10W （加散热板），I CM =2A ，U (BR)CEO =24V 。
求它们在变压器耦合单管甲类功放中的最佳交流负载电阻值。
解：当静态工作点Q 确定后，适当选取交流负载电阻值LR '，使Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点，则可输出最大不失真功率，此时的LR '称为最佳交流负载电阻。
忽略三极管的饱和压降和截止区，则有LCQ CC R I U '=。
同时应满足以下限制：CM CQ CC P I U ≤⋅，2(BR)CEOCC U U ≤，2CMCQ I I ≤。
(1)对2AX81而言，应满足mW 200CQ CC ≤⋅I U ，V 5.7CC ≤U ，mA 100CQ ≤I 。
取mW 200CQ CC =⋅I U 。
当V 5.7CC =U 时，mA 7.26CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='k 28.07.265.7L(max)R ； 当mA 100CQ =I ，V 2CC =U 时，此时L R '最小，Ω=='k 02.01002L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值LR '为：ΩΩk 28.0~k 02.0。
(2)对3AD6而言，应满足W 10CQ CC ≤⋅I U ，V 12CC ≤U ，A 1CQ ≤I 。
取W 10CQ CC =⋅I U 。
当V 12CC =U 时，A 83.0CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='46.1483.012L(max)R ； 当A 1CQ =I 时， V 10CC =U ，此时LR '最小，Ω=='10110L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值LR '为：ΩΩ46.14~10。
2. 图题8-2为理想乙类互补推挽功放电路，设U CC =15V ，U EE =－15V ，R L =4Ω，U CE(sat)=0，输入为正弦信号。
试求(1) 输出信号的最大功率；(2) 输出最大信号功率时电源的功率、集电极功耗（单管）和效率； (3) 每个晶体管的最大耗散功率P Tm 是多少在此条件下的效率是多少o图题8-2解：(1) W 13.2841521212L 2CC om=⨯==R U P (2) W 83.35415π2π22L CC CC Em=⨯=⋅=R U U PW 85.3)13.2883.35(21)(21o E T =-⨯=-=P P P%5.784π4π===ξη(3) W 63.513.282.02.0om Tm =⨯==P P%50π24π4π=⨯==ξη 3. 电路如图题8-2所示，设U CC =12V ，U EE =－12V ，R L 为8Ω的扬声器，输入充分激励时可得最大不失真的输出功率。
(1) 计算P om ；(2) 如再并上一个8Ω的扬声器，输出功率有什么变化(3) 在电源电压不变的条件下，能否使每个扬声器发出和原来一样大小的声音解：（1）22CC om L 11129W 228U P R ==⨯=（2）22CC om L 111218W 224U P R '==⨯='，输出功率变为原来的2倍。
（3）在电源电压不变的条件下，每个扬声器获得的功率不变，发出和原来一样大小的声音。
4. 互补推挽功放电路如图题8-4所示，其中负载电流i L =Ωt(A)，如忽略R 6和R 7的影响，试求(1)负载上获得的功率P o ； (2)电源供给的平均功率P E ； (3) 每管的管耗P T ；(4) 每管的最大管耗P Tm ； (5)放大器效率η。
R L 35Ωo图题8-4解：(1) 22o Lm L 110.4535 3.54W 22P I R ==⨯⨯= （2）Lm E CC 3520.50.45 5.02W ππI P U =⨯⋅=⨯= （3）T E o 11()(5.02 3.54)0.74W 22P P P =-=⨯-= （4）22CC Tmom L (0.5)1(0.535)0.20.20.10.88W 235U P P R ⨯==⨯⨯=⨯=（5）o E 3.5470.5%5.02P P η=== 5. 单管甲类功放电路如图题8-5所示，输出变压器的匝比n =3，其初级直流电阻r 1=10Ω，次级直流电阻r 2=1Ω，采用3AX61管（参数为I CM =500mA ，P CM=500mW ，U (BR)CEO =30V ，β=80），忽略U CE(sat)。
调节上偏电阻R B1可使R L 获得最大不失真输出功率为多少R LΩo图题8-5解：由题意知：Ω=++⨯=++='9110)18(9)(12L 2Lr r R n R CQ E 1CQ CC CEQ 206)(I R r I U U -=+-=当Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点时，可输出最大不失真功率。
所以，LCQ CEQ R I U '=，即CQ CQ 91206I I =-。
解得mA 54A 054.0CQ ==I ，V 91.4CEQ =ULR '获得最大不失真输出功率为W 13.0054.091.42121CQ CEQ o =⨯⨯=='I U P R L 获得最大不失真输出功率为2L o o L 720.130.10W 91n R P P R '==⨯='。
8. 功放电路如图题8-8所示，试问(1) 指出电路中的反馈通路，并判断反馈组态； (2) 估算电路在深度负反馈时的闭环电压增益； (3) 设晶体管的饱和压降为，电路的最大输出功率为多少晶体管的参数I CM 、P CM 、U (BR)CEO如何选取(4) 如要求输出电压U om =8V ，输入信号U im =100k Ω图题8-8(1)100k Ω、1 k Ω电阻构成了互补乙类功放电路和运放构成的同相比例放大器之间的反馈通路。
引入了级间电压串联负反馈。
(2) o f 11001U U +=，根据f i U U =，所以得10111100io f =+==U U A u (3) W 52.48)5.09(21)(21212L 2CE(sat)CC L 2om om =-⨯=-==R U U R U P晶体管的参数应满足如下条件：2CCCMLCC CE(sat)om CM L L (BR)CEO CC CE(sat)10.20.2 5.06 1.01W28.51.06A 82180.517.5VU P R U U U I R R U U U ≥⨯=⨯=-≥===≥-=-=(4)因为V 8,101om f ==U A u ，所以mV 2.79V 1018f om im ===u A U U 9. 图题8-9所示三种甲类功放的输出电路，晶体管和U CC 相同，饱和压降和穿透电流均为0，图(c)中的变压器效率为1。
比较三种电路中哪种电路的输出功率最大哪种电路的效率最低（C 1、C 、C 2为耦合电容，设输入激励充分）U CCR LoU CCoU(a)(b)(c)图题8-9解：(1)题图(a)：LC L CC CC CC CEQ CQ LCC CQ C CQ C L222CC oa CQ L CC L oa 2//5k Ω,mA 10515111100.022mW()22152R R R U U UU I R U I R I R R U P I R U R P '=='==-==='++'==⨯⨯=得到的是 题图(b)：LC L CC CC CC CEQ CQ LCC CQ C CQ C L222CC ob CQ L CC L ob 25k Ω,mA 55101150.025mW()2210R R R U U UU I R U I R I R R U P I R U R P '==='==-==='++'==⨯⨯=得到的是 题图(c)：LCC CC CCCEQ CQ LCC CQ L 222CC oc CQ L CC L oc 25k Ω,mA 551150.1mW()225R U U U U I R U I R U P I R U R P '='=====''==⨯⨯=得到的是由以上计算可见，虽然这三种电路的等效交流负载电阻都为5k Ω，但图(c)电路的输出功率最大。
(2) 题图(a)：2CC CCE CC CQ CC 22o CC CC2CC E E15150.0110.0110.16515U U P U I U P U U U P P η======= 题图(b)：2CC CCE CC CQ CC 22o CC CC2CC E E 10100.0110.0250.2510U U P U I U P U U U P P η======= 题图(c)：2CC CCE CC CQ CC 22o CC CC2CC E E550.10.10.55U U P U I U P U U U P P η======= 由以上计算可见，虽然这三种电路的等效交流负载电阻都为5k Ω，但图(a)电路的效率最低。