电子技术基础模拟部分 第五版答案 4双极结型三极管及放大电路基础 4.1BJT 4.1.1测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的对地电位分别为 V,=-9V,V。=-6V,V=-6.2V,试分析A、B、C中哪个是基极b、发 射极e、集电极c,并说明此BJT是NPN管还是PNP管。 解：由于锗BJT的|VE|=O.2V,硅BJT的|VE|=0.7V,已知BJT的 电极B的V。=-6V,电极C的Ve=-6.2V,电极A的V,=-9V,故电极A 是集电极。又根据BT工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的 条件可知，电极B是发射极，电极C是基极，且此BJT为PNP管。 4.1.2某放大电路中BJT三个电极A、B、C的 电流如图题4.1.2所示，用万用表直流电流挡测得1 =-2mA,1g=-0.04mA,1e=+2.04mA,试分析 A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c,并 说明此管是NPN还是PNP管，它的B=? 解：由Ia=-2mA,1n=-0.04mA可知，图题 4.1.2中电流I、1。的方向与其实际方向相反，即 1,、I。流人管子为正，而1。流出管子为正，故此BT 图题4.1.2 为NPN管。由BJT的电流分配关系知，电极A是集电极，B是基极，C是发 射极。其 2 mA B=0.04m=50 4.1.3某BT的极限参数1ew=100mA,Pcw=150mW,V(co=30V, 若它的工作电压Vc=10V,则工作电流Ic不得超过多大？若工作电流1= 1mA,则工作电压的极限值应为多少？ 解：BT工作时，其电压、电流及功耗不得超过其极限值，否则将损坏。 当工作电压VcE确定时，应根据Pcw及Icw确定工作电流1c,即应满足，Vc≤ Pcm及1&≤1cw,当VcE=10V时，Ie≤Pcw/Vce=15mA,此值小于Icw= 100mA,故此时工作电流不超过15mA即可。同理，当工作电流Ic确定时， 应根据IcVcE≤Pcw及V:≤VcEo确定工作电压Vce的大小。当Ie=lmA时
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为同时满足上述两个条件，则工作电压的极限值应为30V。 4.2基本共射极放大电路 4.2.1试分析图题4.2.1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）。 。V (a) 6) (c) (d) 图题4.2.1 解：图题4.2.1a无放大作用。一方面Vc使发射结所加反偏电压太高，管 子易击穿：另一方面因R,=0,使输入信号心，被短路。 图题4.2.1b电路偏置正常，且交流信号能够传输，有交流放大作用。 图题4.2.1c无交流放大作用，因电容C,隔断了基极的直流通路。 图题4.2.1d无交流放大作用，因电源Vcc的极性接反。 4.2.2电路如图题4.2.2所示，设BJT的B=80,VE=0.6V,1ce0、Vg 可忽略不计，试分析当开关S分别接通A、B、C三位置时，BJT各工作在其 输出特性曲线的哪个区域，并求出相应的集电极电流1c。 解：S与A相连时 1=-06)y=0.03A=0.3mA 40×1030 2
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而 么台-g0nA -o12V 故此时BJT工作在饱和区 500k240k24k2 -爱3 A S与B相连时 4=12-06y-0.00023A=0.23mA 20k2 500×1032 12y 有I。<Is,故此时BJT工作在放大区，Ie=BLB =80×0.023mA=1.84mA。 S与C相连时，BJT的发射结反偏，工作在 图题4.2.2 截止区，Ie≈0。 4.2.3测量某硅BT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域。 (a)Vc=6V Vs =0.7V Vs =0V (b)Ve=6VV。=2VV2=1.3V (c)Vc=6V Vp=6V Ve=5.4V (d)Ve=6V Vn=4V Ve=3.6V (e)Ve=3.6VV。=4Vy=3.4V 解：(a)放大区，因发射结正偏，集电结反偏。 (b)放大区，V0=(2-1.3)V=0.7V,Vco=(6-2)V=4V,发射结 正偏，集电结反偏。 (c)饱和区。 (d)截止区。 (e)饱和区。 4.3放大电路的分析方法 4.3.1BJT的输出特性如图题4.3.1所示。求该器件的B值；当ic= 10mA和ic=20mA时，管子的饱和压降Vcs为多少？ 解：由图题43.1可知，当△。=10A时，△e=2mA,故B=A=20: △i。 当ie=l0mA时，Vces≈0.3V;ie=20mA时，Vces≈0.8V。 4.3.2设输出特性如图题4.3.1所示的BJT接人图题4.3.2所示的电路， 图中Vcc=15V,R。=1.5k0,ig=20片A,求该器件的Q点。 解：由题4.3.1已求得B=200,故图题4.3.2所示电路中的
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1c0=BL0=200×20μA=40004A=4mA VcEo=Vcc-lcoR。=9V ic/mA 20 g:10uA级 -i8=10 HA 10 UCE/V 图题4.3.1 4.3.3若将图题4.3.1所示输出特性的BJT接成图题4.3.2的电路，并 设Vcc=12V,R。=1k,在基极电路中用Va=2.2V oVcc 和R,=50k串联以代替电流源i。求该电路中的Io、 1co和VcEo的值，设VEo=0.7V。 解： -'5@=0.03md R 由题4.3.1已求得B=200,故 1co=B0=200×0.03mA=6mA VCEo Vcc-IcoRe =6 V 4.3.4设输出特性如图题4.3.1所示的BT连接 图题4.3.2 成图题4.3.2所示的电路，其基极端上接Vs=3,2V与电阻R。=20k相串 联，而Vcc=6V,R。=200n,求电路中的Io、1co和Vco的值，设V0=0.7V。 解： =m=0.125mA R 由题4.3.1已求得B=200,故 Ic0=B/o=200×0.125mA=25mA VcEo=Vcc-IcoR。=1V 4.3.5电路如图题4,3.5a所示，该电路的交、直流负载线绘于图题 4.3.5b中，试求：(1)电源电压Vc,静态电流1Q、1ca和管压降Vco的值； (2)电阻R,、R。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？
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ic/mA ,交流负载线 50 40 30 20 一直流负载线 5 6 VCE/V (a) (b) 图题4.3.5 解：(1)由图题4.3.5b可知，直流负载线与横坐标轴的交点即Vcc值的 大小，故Vcc=6V。由Q点的位置可知，1o=20uA,1cg=1mA,Vc0=3V。 (2)由基极回路得 _Vec=300k 由集一射极回路得 n.-Ve k) Ico (3)求输出电压的最大不失真幅度。 由交流负载线与输出特性的交点可知，在输人信号的正半周，输出电压 从3V到0.8V,变化范围为2.2V;在输入信号的负半周，输出电压E从3V到 4.6V,变化范围为1.6V。综合起来考虑，输出电压的最大不失真幅度为1.6V。 (4)基极正弦电流的最大幅值是204A。 4.3.6设PNP型硅BJT的电路如图题4.3.6所示。问在什么变化范围 内，使T工作在放大区？令B=100。 解：从不进入饱和区角度考虑，应有"c≥ 4思) 1V,即应满足 tec=VE-(-Vcc)-ie(R。+R.)≥lV "c=10V+10V-ie(10+5)×1030≥1V 则应有ie≤1.27mA。 又vE=VE-icR.,将ie≤1.27mA代入 此式，则≥10V-1.27×103×10×103V, 即应有e≥-2.7V。 从不进入截止区的角度考虑，应满足 C166) =0.7V,即v=(E-0.7)V,故ta≥53.4V 时，T工作在放大区。 图题4.3.6
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4.3.7在图题4.3.6中，试重新选取R。和R。的值，以便当。=1V时， 集电极对地电压c=0V。 解：因e=1V时，e=0V,E=va+=l.7V,则 e,=Vs-e=10V-1.7V=8.3V,R.=10V 又因B=100>1,则ie=ie,即 是瓷是别 故取R。≈0.83R。,当取R。=5.1k0时，R。≈4.2k。 4.3.8画出图题4.3.8所示电路的小信号等效电路，设电路中各电容容 抗均可忽略，并注意标出电压、电流的正方向 9-cc d 图题4.3.8 解：图题4.3.8所示各电路的小信号等效电路如图解4.3.8所示。 4.3.9单管放大电路如图题4.3.9所示，已知BJT的电流放大系数B= 50。(1)估算Q点；(2)画出简化H参数小信号等效电路；(3)估算BJT的输 人电阻r；(4)如输出端接入4k2的电阻负载，计算A,=,/m,及A.=,/m,。 解：(1)估算Q点
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a d 图解4.38 50 50m1 500D 图题4.3.9 R. 7 图解4.3.9
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hn-是0Aa似w2d VCEo Vcc IcoRe =4 V (2)简化的H参数小信号等效电路如图解4.3.9所示 (3)求r =20n+1+p26e20n+1+5025=863n (4)求A, A=长-8R.-16 Tbe 求A 4-是共要=A风中RA反4R R. R.‖Te ≈-73 4.3.10放大电路如图题4.3.5a所示，已知Vcc=12V,BJT的B=20。 若要求A,≥100，Ico=1mA,试确定R,、R。的值，并计算Vco。设R1=∞。 解：由1co=1mA,求得10=1coB=50μA,则 2wn+15君-0n R=240n 由 A.=-BR≥100 求得 R.≥3.75kn Vceo≤Vcc-IcoR.≤8.25V 4.3.11电路如图题4.3.11所示，已知BT的B=100,V0=-0.7V。 (1)试估算该电路的Q点；(2)画出简化的H参数小信号等效电路；(3)求该 电路的电压增益A,、输入电阻R、输出电阻R。；(4)若。中的交流成分出现 图题4,3.11b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， 应调整电路中的哪个元件？如何调整？ 解：(1)估算Q点 -=40uA81o=8l0=4mA 10=R。 Vo=Vc-leR.=-12V-(-4mA)×2k0=-4V
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o-12V 12 ① 图题4.3.11 (2)简化的H参数小信号等效电路如图解4.3.11所示。 R D e 图解4.3.11 (3)求A,、R、R。 BT的输人电阻 k=20n+1+10y2-857n A=8RR)。-15.6 R,=R,lre≈857n R。≈R。=2kn (4)因图题4.3.11a中的BJT是PNP管，故图题4.3.11b中出现的。失 真是截止失真；应调整R。,使之减小，可消除此失真。 4,3.12在图题4.3.12所示电路中，设电容C,、C,、C,对交流信号可视 为短路。(1)写出静态电流10及电压Vc0的表达式；(2)写出电压增益A,、输 入电阻R,和输出电阻R。的表达式；3)若将电容C,开路，对电路将会产生什 么影响？
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解：(1)1eo、Vco的表达式 Ico =BIao R VcEo Vcc Ico(R2 +R3) (2)A,、R、R的表达式 A=-B(R,∥R) R=R,‖rbeR。≈Rz (3)C,开路后，将使电压增益的大小 增加 A.=-B(R;+R3)IIR:] 图题4.3.12 同时R。也将增加，R。=R,+R。 4.4放大电路静态工作点的稳定问题 4.4.1电路如图题4.4.1所示，如R。=750k2,R。=6.8k2,采用3DG6 型BJT:(1)当T=25℃时，B=60,Ve=0.7V,求Q点；(2)如B随温度的 变化为0.5%/℃，而V熙随温度的变化为-2mV/℃，当温度升高至75℃时， 估算Q点的变化情况；(3)如温度维持在25℃不变，只是换一个B=115的管 子，Q点如何变化，此时放大电路的工作状态是否正常？ 50 uF 图题44.1 解：(1)T=25℃时
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