电工学(下册)电子技术基础 第3章 习题解答讲解

第3章晶体三极管及其放大电路

3.1 测得放大电路中的晶体三极管3个电极①、②、③的电流大小和方向如图3.1所示，试判断晶体管的类型（NPN或PNP），说明①、②、③中哪个是基极b、发射极e、集电极c，求出电流放大系数 。

图3.1 习题3.1图

解：(a) ①-c ②-b ③-e PNP β=1.2/0.03=40

(b) ①-b ②-e ③-c NPN β=1.5/0.01=150

3.2 试判断图3.2所示电路中开关S放在1、2、3哪个位置时的I B最大；放在哪个位置时的I B最小，为什么？

+V CC

图3.2 习题3.2图

解：在①时，发射极相当于一个二级管导通，此时I B就等于此导通电流。

在②时，三极管相当于两个并联的二极管，此时I B等于两个二级管导通电流之和，所以此时的电流最大。

在③时，发射极导通，集电结反偏，集电结收集电子，所以I B电流下降，此时电流最小。

3.3.测得某放大电路中晶体三极管各极直流电位如图3.3所示，判断晶体管三极管的类型（NPN或PNP）及三个电极，并分别说明它们是硅管还是锗管。

解：(a) ①-e ②-c ③-b 硅NPN

(b) ①-b ②-c ③-e 锗PNP

(c) ①-b ②-e ③-c 锗PNP

图3.3 习题3.3图

3.4 用万用表直流电压挡测得晶体三极管的各极对地电位如图3.4所示，判断这些晶体管分别处于哪种工作状态（饱和、放大、截止或已损坏）。

2.7V

(a)

(b)

－5V

－－0.6V

(c)

－

(d)

9V

－6V

(e)0V

(f)

图3.4 习题3.4图

解：(a) 截止 (b) 饱和 (c) 放大 (d) 饱和 (e) 截止 (f) 损坏

3.5 某晶体管的极限参数为I CM = 20mA 、P CM = 200mW 、U (BR)CEO = 15V ，若它的工作电流I C = 10mA ，那么它的工作电压U CE 不能超过多少？若它的工作电压U CE = 12V ，那么它的工作电流I C 不能超过多少？

解：)V (1510200,15min ,

min C CM (BR)CEO CE =⎭

⎬⎫

⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩

⎨⎧

=I P U U )mA (67.1612200,20min ,min CE CM CM C =⎭⎬⎫

⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩

⎨⎧=U P I I

3.6 图3.5所示电路对正弦信号是否有放大作用？如果没有放大作用，则说明理由并将错误加以改正（设电容的容抗可以忽略）。

解：(a) 无放大作用。电容C 使得集电结反偏不成立。应将电容C 改为阻值合适的电阻。 (b) 无放大作用。V BB 使得交流输入信号无法加到三极管上。应在此支路串联一阻值合适的电阻。

(c) 无放大作用。PNP 三极管要求V C

(d) 无放大作用。发射极正偏不成立。将电阻R b 接地那一端改为接到V CC 。

图3.5 习题3.6电路图

3.7 确定图3.6所示电路中的静态工作点I CQ 和U CEQ 的值

图3.6 习题3.7电路图

解：(a) )μA (6.22500

7

.012b

BE(on)

CC BQ ≈-=

-=

R U V I )mA (39.3BQ

CQ ==I I β

)V (61.8139.312C CQ CC CEQ =⨯-=-=R I V U

(b) )V (77.2108

.17.48

.1BQ =⨯+=V

)mA (88.11

.17

.077.2e BE(on)BQ EQ CQ

=-=-=≈R U V I I

)V (29.2)1.13(88.110CEQ =+⨯-=U

3.8 在图3.6（a ）所示电路中，假设电路其它参数不变，分别改变以下某一项参数时：（1）增大R b ；（2）增大V CC ；（3）增大β。试定性说明放大电路的I BQ 、I CQ 和U CEQ 将增大、

3.9 图3.7所示为放大电路的直流通路，晶体管均为硅管，判断它的静态工作点位于哪个区（放大区、饱和区、截止区）。

R b R b

R 100k Ω

(+12V)

300k 2k (a)(b)

(c)

图3.7 习题3.9电路图

解：(a) 发射结正偏导通，假设处于放大区

)μA (57.82

2011007

.05BQ =⨯+-=

I

)mA (71.1BQ CQ =⋅=I I β

)V (56.15)(5e c CQ CEQ -=+-=R R I U

∴假设错误，三极管处于饱和区。 (b) 发射结正偏导通，假设处于放大区

)μA (2.325

.01013007

.012BQ =⨯+-=

I

)mA (22.3BQ CQ =⋅=I I β

)V (95.3)5.02(22.312CEQ =+⨯-=U

∴假设成立，三极管处于放大区。

(c) 发射结反偏截止，所以三极管处于截止区。

3.10 画出图3.8所示电路的直流通路和微变等效电路，并注意标出电压、电流的参考方向。设所有电容对交流信号均可视为短路。

图3.8 习题3.10电路图

解:

(a)

R R CC

(b)

R R CC

o

U +

－

(c)

R R

CC

(d) c

R R e

CC

o

U +

－

3.11 放大电路如图3.9(a)所示。设所有电容对交流均视为短路，BEQ U = 0.7V ，50β=。（1）估算该电路的静态工作点Q ；（2）画出小信号等效电路；（3）求电路的输入电阻i R 和

输出电阻o R ；（4）求电路的电压放大倍数u

A ；（5）若o u 出现如图3.9（b ）所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应该调整电路中哪个元件，如何调整？

图3.9 习题3.11电路图

解：(1) )μA (7.37300

7

.012BQ =-=

I )mA (88.1BQ CQ =⋅=I I β )V (35.6388.112CEQ

=⨯-=U

(2) )k (0.188

.126

51300be Ω=⨯

+=r

o

U +

－

U

(3) )k (0.1//be be b i Ω=≈=r r R R )k (3c o Ω==R R

(4) 600

.12//350'//be L be b L c b u -=⨯-=⋅-=-==r R r I R R I U U A i o ββ

(5) 此为截止失真，为减小失真，应减小R b 使Q 点上移。 3.12 图3.10所示NPN 三极管组成的分压式工作点稳定电路中，假设电路其它参数不变，分别改变以下某一项参数时，试定性说明放大

电路的I BQ 、I CQ 、U CEQ 、r be 和u

A 将增大、减小还是基本不变。

(1)增大R b1； (2)增大R b2； (3)增大R e ； (4) 增大β。

u i

u o

BEQ 100β=。U CES =0.5V （1）估算电路的静态工作点（I CQ ，U CEQ ）；（2）求电路的输入

电阻i R 和输出电阻o R ；（3）求电路的电压放大倍数u

A 和源电压放大倍数us A ；（4）求不失真的最大输出电压omax U 。

图3.11 习题3.13电路图

解：(1) )V (412603030

BQ =⨯+=V

)mA (65.12

7

.04EQ CQ =-=≈I I )V (4.5)22(65.112CEQ =+⨯-=U

(2) )k (89.165

.126

101300be Ω=⨯

+=r

o

U +

－

U

(3) )k (73.1////be b2b1i Ω==r R R R )k (2c o Ω==R R

(4) 55.7089.14//2100'//be

L be b L c b u -=⨯-=⋅-=-==r R r I R R I U U A i o ββ

73.68u

s

i i us -=+=A R R R A (5)

{}{}

{})

V (2.24//265.1,5.04.5min ',min ,min L CQ CES CEQ R F max

o =⨯-=⋅-==R I U U U U U

3.14 放大电路如图3.12所示，设所有电容对交流均视为短路。已知BEQ 0.7V U =，

100β=。（1）估算静态工作点（I CQ ，U CEQ ）；（2）画出小信号等效电路图；（3）求放

大电路输入电阻i R 和输出电阻o R ；（4）计算交流电压放大倍数u

A 源电压放大倍数us A 。

图3.12 习题3.14电路图

解：(1) )V (412201010

BQ =⨯+=V

)mA (65.12

.08.17

.04EQ CQ =+-=

≈I I )V (4.5)2.08.12(65.112CEQ =++⨯-=U

(2) )k (89.165

.126

101300be Ω=⨯

+=r

o

U +

－

U

(3) )k (12.5])1(//[//e1be b2b1i Ω=++=R r R R R β )k (2c o Ω==R R

(4) 04.62.010189.14//2100)1('])1([//e1be L e1be b L c b u -=⨯+⨯-=++⋅-=++-==R r R R r I R R I U U A i o ββββ

05.5u

s

i i us -=+=A R R R A 3.15 电路如图3.13所示，设所有电容对交流均视为短路。已知BEQ 0.7V U =，100β=，

r ce 可忽略。（1）估算静态工作点Q （I CQ 、I BQ 和U CEQ ）；（2）求解u

A 、i R 和o R 。

图3.13 习题3.15电路图

解：(1) )V (412603030BQ =⨯+=

V )mA (65.12

7

.04EQ CQ =-=≈I I

)V (7.8265.112CEQ =⨯-=U )μA (5.16CQ BQ ==β

I

I

(2) )k (89.165

.126

101300be Ω=⨯

+=r

U

(3) )k (45.17]//)1(//[//L e be b2b1i Ω=++=R R r R R R β )(8.271//////

s

b1b2be e o Ω=++=β

R R R r R R

(4)

986

.04

//210189.14

//2101')1(')1(]//)1([//)1(L

be L L e be b L

e b u =⨯+⨯=

++⋅+=

+++==R r R R R r I R R I U U A i

o

ββββ

3.16 一放大电路如图3.14(a)所示，已知晶体管的U BEQ = 0.7V 、β = 50、r bb' = 100Ω，各电容值足够大。试求：

(1) 静态工作点的值；

(2) 该放大电路的电压放大倍数u A 、源电压放大倍数us A 、输入电阻R i 及输出电阻R o ； (3) C e 开路时的静态工作点及u

A 、us A 、R i 、R o 。 (4) 若o u 出现如图3.14（b ）所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？

u

S

(b)

图3.14 习题3.16电路图

解：(1) BQ 812 2.4(V)328V =-

⨯=-+ CQ EQ 2.40.7

1.7(mA)1I I -+≈==- CEQ

12 1.7(31) 5.2(V)U =-+⨯+=-

(2) )k (88.07

.126

51100be Ω=⨯

+=r

o

U +

－

U

)k (774.0////be b2b1i Ω==r R R R )k (3c o Ω==R R

2.8588

.03//350'//be

L be

b L

c b u -=⨯-=⋅-=-==r R r I R R I U U A i

o ββ 2.37u s

i i us

-=+=A R R R A

(3) C

开路时的静态工作点及r 不变。

o

U +

－

U

)k (7.5])1(//[//e be b2b1i Ω=++=R r R R R β )k (3c o Ω==R R

45.115188.03//350)1('])1([//e be L e be b L c b u -=⨯+⨯-=++⋅-=++-==R r R R r I R R I U U A i o ββββ 23.1u

s

i i us -=+=A R R R A （4）饱和失真

3.17 电路如图3.15所示，设所有电容对交流均视为短路，U BEQ = －0.7V ，β = 50。

试求该电路的静态工作点Q 、u

A 、R i 和R o 。

图3.15 习题3.17电路图

解：(1) )μA (3.4351

2.12007

.012BQ =⨯+-=

I )mA (16.2BQ CQ =⋅=I I β

)V (24.7)2.11(16.212CEQ -=+⨯+-=U

(2) )k (914.016

.226

51300be Ω=⨯

+=r

U

(3) )k (7.31]//)1(//[L e be b1i Ω=++=R R r R R β )(3.361////

s

b1be e o Ω=++=β

R R r R R

(4)

98

.08

.1//2.151914.08

.1//2.151')1(')1(]//)1([//)1(L

be L L e be b L

e b u =⨯+⨯=

++⋅+=

+++==R r R R R r I R R I U U A i

o

ββββ

3.18 电路如图3.16所示，设所有电容对交流均视为短路，已知BEQ 0.7V U =，20β=，

r ce 可忽略。（1）估算静态工作点Q ；（2）求解u

A 、i R 和o R 。

C u o

图3.16 习题3.18电路图

解：(1) )V (8241055BQ =⨯+=

V )mA (04.34

.27

.08EQ CQ =-=≈I I )V (4.9)4.24.2(04.324CEQ =+⨯-=U

(2) )(6.47904

.326

21300

be Ω=⨯

+=r o U b

I β+

－

(3) )(8.221//

be

e i Ω=+=βr R R )k (4.2

c o Ω==R R (4) 504796

.04.2//4.220'//be

L be

b L

c b u =⨯=⋅=--==r R r I R R I U U A i

o ββ 3.19 阻容耦合放大电路如图3.17所示，已知1250ββ==，BEQ 0.7V U =，指出每级各是什么组态的电路，并计算电路的输入电阻i R 。

图3.17 习题6.19电路图

解：第一级为共集放大电路，第二级为共射放大电路

(1) )μA (1.515

51257

.015BQ1=⨯+-=

I )m (56.2BQ 1CQ 1A I I =⋅=β

)V (2.2556.215e1CQ 1CC CEQ 1=⨯-=⋅-=R I V U

)(81856

.226

51300be1Ω=⨯

+=r (2) )V (5.215501010

BQ2=⨯+=

V )m A (64.111.07.05.2EQ CQ2=+-=≈I I

)V (5)11.05(64.115CEQ 2=++⨯-=U

)k (1.164

.126

51300be2Ω=⨯

+=r (3) )k (56.3])1(//['//'e222be b2b12i Ω=++=R r R R R β

)k (26.20]//)1(//[2i e111be b1i Ω=++=R R r R R β