《模拟电子技术》胡宴如主编耿苏燕版第四版题解答第章.docx
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《模拟电子技术》胡宴如主编耿苏燕版第四版题解答第章
第2章
2.1放大电路中某三极管三个管脚
测得对地电位-8V,-3V,-3.2V和3V、12V、3.7V,试判别此管的三个电极,并说明它是NPN管还是PNP管,是硅管还是锗管?
解:
放大电路中的发射结必定正偏导通,其压降对硅管为0.7V,对锗管则为0.2V。
(1)三极管工作在放大区时,UB值必介于UC和UE之间,故-3.2V对应的管脚
为基极,UB=-3.2V,
脚电位与
脚基极电位差为-0.2V,所以
脚为发射极,则
脚为集电极,该管为PNP锗管。
(2)由于
脚电位为3.7V介于3V和12V之间,故
脚为基极,
脚电位低于
脚0.7V,故
脚为发射极,则
脚为集电极,该管为NPN硅管。
2.2对图P2.2所示各三极管,试判别其三个电极,并说明它是NPN管还是PNP管,估算其β值。
图P2.2
解:
(a)因为iB 由电流流向可知是NPN管: (b)①、②、③脚分别为基极、集电极和发射极。 由电流流向知是PNP管 2.3图P2.3所示电路中,三极管均为硅管,β=100,试判断各三极管的工作状态,并求各管的IB、IC、UCE。 图P2.3 解: (a) 设三极管工作在放大状态,则 IC=βIB=100×0.1=10mA UCE=16V-10mA×1kΩ=6V 由于UCE=6V>UCE=0.3V,三极管处于放大状态,故假设成立。 因此三极管工作在放大状态,IB=0.1mA,IC=10mA,UCE=6V。 (b) 设三极管工作在放大状态,则得 IC=βIB=100×0.077=7.7mA 则 UCE=-(5V-7.7mA×3kΩ)=-(5V-23.1V)>0 说明假设不成立,三极管已工作在饱和区,故集电极电流为 因此三极管的IB=0.077mA,IC=1.57mA,UCE=UCES≈0.3V (c)发射结零偏置,故三极管截止,IB=0,IC=0,UCE=5V。 2.4图P2.4(a)所示电路中,三极管的输出伏安特性曲线如图P2.4(b)所示,设UBEQ=0,当RB分别为300kΩ、150kΩ时,试用图解法求IC、UCE。 图P2.4 解: (1)在输出回路中作直流负载线 令iC=0,则uCE=12V,得点M(12V,0mA);令uCE=0,则iC=12V/3kΩ=4mA,得点N(0V,4mA),连接点M、N得直流负载线,如图解P2.4所示。 图解P2.4 (2)估算IBQ,得出直流工作点 当RB=300kΩ,可得IBQ1= =40μA 当RB=150kΩ,可得IBQ2= =80μA 由图解P2.4可见,IB=IBQ1=40μA和IB=IBQ2=80μA所对应的输出特性曲线,与直流负载线MN分别相交于Q1点和Q2点。 (3)求IC、UCE 由图解P2.4中Q1点分别向横轴和纵轴作垂线,即可得: UCEQ1=6V,ICQ1=2mA 同理,由Q2点可得UCEQ2=0.9V,ICQ2=3.7mA。 2.5硅晶体管电路如图P2.5所示,已知晶体管的β=100,当RB分别为100KΩ、51KΩ时,求出晶体管的IB、IC与UCE。 图P2.5 解: (1)RB=100KΩ, IB=(3-0.7)V/100KΩ=0.023mA IC=100×0.023=2.3mA UCE=12-3×2.3=5.1V (2)RB=51KΩ IB=(3-0.7)V/51KΩ=0.045mA IBS==0.04mA 因IB﹥IBS,所以晶体管饱和,则 IB=0.045mA IC=12V/3KΩ=4mA UCE≈0 2.6图P2.6所示电路中,晶体管为硅管,β=60,输入ui为方波电压,试画出输出电压uo波形。 解: UI=0,管子截止,UO=5V UI=3.6V,IB=(3.6-0.7)V/56KΩ=0.0518mA IBS==0.0163mA﹤IB,所以晶体管饱和,UO≈0 输出电压UO波形与UI波形相反幅度近似为5V,如图解P2.6所示。 图解P2.6 2.7图P2.7所示三极管放大电路中,电容对交流信号的容抗近似为零,ui=10sinωt(mV),三极管参数为β=80,UBE(ON)=0.7V,rbb'=200Ω,试分析: (1)计算静态工作点参数IBQ、ICQ、UCEQ; (2)画出交流通路和小信号等效电路;(3)求uBE、iB、iC、uCE。 图P2.7 解: (1)计算电路的静态工作点 IBQ= =0.024mA=24μA ICQ=βIBQ=80×0.024mA=1.92mA UCEQ=VCC-ICQRC=12V-1.92mA×3.9kΩ=4.51V (2)画出放大电路的交流通路和小信号等效电路如图解P2.7(a)、(b)所示 (3)求uBE、iB、iB、uCE 图解P2.7 由于IEQ≈1.92mA,故可求得 由解图P2.7(b)可得 ic=βib=80×7.7sinωt(μA)≈0.616sinωt(mA) uce=-icRc=-3.9×0.616sinωt(v)≈-2.4sinωt(V) 合成电压和电流为 uBE=UBEQ+ube=(0.7+0.01sinωt)V iB=IBQ+ib=(24+7.7sinωt)μA iC=ICQ+ic=(1.92+0.616inωt)mA uCE=UCEQ+uce=(4.51-2.4sinωt)V 2.8场效应管的转移特性曲线如图P2.8所示,试指出各场效应管的类型并画出电路符号;对于耗尽型管求出UGS(off)、IDSS;对于增强型管求出UGS(th)。 图P2.8 图解P2.8 解: (a)由于uGS>0,故为增强型NMOS管,电路符号如图解P2.8(a)所示,由图P2.8(a)可得UGS(th)=1V。 (b)由于uGS≤0,故为N沟道结型场效应管,其电路符号如图解P2.8(b)所示。 由图P2.8(b)可得UGS(off)=-5V,IDSS=5mA。 (c)由于uGS可为正、负、零,且UGS(off)=2V,故为耗尽型PMOS管,电路符号如图解P2.8(c)所示。 由图P2.8(c)可得UGS(off)=2V,IDSS=2mA. 2.9场效应管放大电路如图P2.9所示,已知场效应管的UGS(TH)=2V,IDO=1mA,输入信号us=0.1sinωt(V),试画出放大电路小信号等效电路并求出uGS、iD、uDS。 解: 画出电路小信号等效电路如图解P2.9所示 图解P2.9 令uS=0,则得UGSQ=10V/2=5V。 所以 由图解P2.9可得 ugs=us/2=0.05sinωt(V) id=gmugs=1.5×0.05sinωt(mA)=0.075sinωt(mA) uds=-idRD=-5×0.075sinωt(V)=-0.375sinωt(V) 合成电压、电流 uGS=UGSQ+ugs=(5+0.05sinωt)V iD=IDQ+id=(2.25+0.075sinωt)mA uds=UDSQ+uds=(20-2.25×5)-0.375sinωtsinωt)V 2.10由N沟道结型场效应管构成的电流源如图P2.10所示,已知场效应管的IDSS=2mA,UGS(th)=-3.5V,试求流过负载电阻RL的电流大小。 当RL变为3KΩ和1KΩ时,电流为多少? 为什么? 解: (1)由于UGS=0,所以ID=IDSS=2mA (2)由于UGS-UGS(off)=0-(-3.5)=3.5V 而当RL=3KΩ时,UDS=12-2*3=6V RL=1KΩ时,UDS=12-2*1=10V 可见RL=1~3KΩ时,UDS均大于UGS—UGS(off);管子工作在放大区,所以ID=2mA可维持不变
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