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1、 107 第9章 晶体三极管及基本放大电路第8章 晶体三极管及基本放大电路【思8.1.1】不能互换。因为集电区的掺杂浓度比发射区的掺杂浓度低。【思8.1.2】不相同，在饱和区时其集电极电流基本上达到最大值，在截止区时其集电极电流很小，近似为零，这两种情况下电流放大系数均很小，在放大区时，电流放大系数最大。【思8.1.3】选用前一个三极管较好，虽然它的电流放大系数小，但它的穿透电流小，所以，它的热稳定性就较好。【思8.1.4】能确定它的直流电流放大系数，50，但不能确定它的交流电流放大系数。因为交流放大倍数是晶体管工作在动态(有输入信号)时IC与IB的比值。通常有。【思8.2.1】调节RB使基极
2、电位VB升高，则IB增大，IC也增大，UCE则减小，VC也减小。【思8.2.2】当三极管放大电路加上直流电源后，若输入信号为零，此时电路中存在的直流成分在输出特性曲线上所对应的点叫静态工作点，合适的静态工作点可使放大电路减少非线性失真。【思8.2.3】若RC不变，则tan1/RC也不变，所以直流负载线的斜率不变，此时增大UCC则直流负载线平行向右上方移动，减小UCC，则直流负载线平行向左下方移动，如图9-2所示曲线(1)。若UCC不变，则直流负载线在输出特性横轴上的截距不变，此时增大RC，则tan1/RC减小，直流负载线变平坦，减小RC，则直流负载线变陡，如图8-2所示曲线(2)。图8-2 思
3、考题8.2.3的电路图直流负载线的斜率为tan1/RC(此时RL不加考虑)，它反映了静态电流IC与电压UCE之间的变化关系。而交流负载线反映的是动态时电流iC和电压uCE之间的变化关系，它的斜率为tan1/RL，因为RC，所以交流负载线比直流负载线要陡些。直流负载线和交流负载线都必须经过静态工作点。【思8.2.4】因为三极管放大电路的输入电阻ri越大，从信号源上分得的电压就越高，同时也减轻了信号源的负担，所以，三极管放大电路的输入电阻高些好。若三极管放大电路的输出电阻ro越小，其带负载后，ro上分压就越小，负载变化时负载两端电压变化小，即带负载能力强，所以，三极管放大电路的输出电阻低些好。三极
4、管放大电路的带负载能力是指三极管放大电路带负载后，其输出电压下降的变化量，输出电压下降越多，带负载能力就越弱，输出电压下降越少，带负载能力就越强。【思8.2.5】在分压式偏置电路中，若I2IB和VB UBE，一般情况下，对硅管而言，当I2(510)IB、VB(510)UBE时，可使静态工作点稳定。其稳定静态工作点的过程为T()ICIEVEUBE(VBVE)IBIC。发射极电阻的旁路电容CE的作用是对直流而言，可看成断路不起作用，电路通过RE的作用能使静态工作点稳定；对交流而言，它因与RE并联且可看成短路，所以RE不起作用，使电路的电压放大倍数不会因为其负反馈作用而下降。【思8.2.6】在分压式
5、偏置电路中，因为，VBUCC，ICIE，所以，IC和VB一样，与三极管的参数无关，不受温度变化的影响，即更换同一类型的三极管对放大电路的静态值无影响。【思8.3.1】放大电路在高频段，由于三极管存在极间电容和联线分布电容，它们等效到输出端的电容Co不能看成开路，对高频段信号的容抗将减小，Co与输出端的电阻并联后，可使总输出阻抗减小，因而使输出电压减小；再就是在高频段，载流子从发射区到集电区需要一定的时间，若频率很高，在正半周载流子尚未全部到达集电区时，输入信号就已改变了极性，这就使集电极电流的变化幅度下降，因而值降低，即电压放大倍数将下降，所以，电压放大倍数将随着信号频率的升高而降低。放大电路
6、在低频段，虽然耦合电容和发射极旁路电容的容量较大，但由于低频段信号频率较低，耦合电容和旁路电容的容抗较大，其分压作用不能忽略，故放大倍数要下降，所以，电压放大倍数将随着信号频率的降低而下降。【思8.3.2】通频带BW表明了放大电路对不同频率输入信号的响应能力。通常要求低频放大电路的通频带要宽一些，让非正弦信号中幅值较大的各次谐波频率都在通频带的范围内，其放大倍数不变，尽量减小频率失真。同时对测量仪器(如晶体管电压表)测量不同的频率信号时，电压放大倍数应该尽量做到一样，以免引起误差，所以放大电路的通频带要宽一些。【思8.3.3】一般情况下，虽然多级放大电路的电压放大倍数增加了，但它的通频带却变窄
7、了，而且比组成它的任何一级单个放大电路的通频带都要窄，其幅频特性如图8-3所示。其中曲线(1)为两个单级放大电路的频率特性，曲线(2)为组成两级放大电路后的频率特性。图8-3 多级和单级放大电路频率特性的比较【思8.3.4】放大电路对不同频率的信号在幅度和相位上的放大效果是不完全一样的，输出信号不能重现输入信号的波形，造成输出信号的幅度失真叫幅频失真，造成输出信号的相位失真叫相频失真，二者统称为频率失真。例如广播的语言和音乐信号、电视的图像和伴音信号以及非电量通过传感器变换所得的信号等都含有基波和各种频率的谐波分量。又由于在放大电路中，含有各种不同容量的电容元件(如耦合电容、旁路电容、三极管的
8、结电容及联线分布电容)，它们对不同频率的信号所呈现的容抗值是不相同的。所以，造成幅频失真和相频失真。【思8.4.1】(1) 要求输出电压Uo基本稳定，并能提高输入电阻，应引入电压串联负反馈；(2) 要求输出电压Uo基本稳定，并能减小输入电阻，应引入电压并联负反馈；(3) 要求输出电流Ic基本稳定，并能提高输入电阻，应引入电流串联负反馈；(4) 要求输出电流Ic基本稳定，并能减小输入电阻，应引入电流并联负反馈；【思8.4.2】在上题8.4.1中，第(1)问答案，引入电压串联负反馈能同时提高输入电阻和减小输出电阻。【思8.4.3】若输入信号本身为一个失真的正弦波，加入负反馈后不能改善输出波形的失真
9、，因为，负反馈是把失真了的输出波形反送到输入端后，与没有失真的输出波形叠加，改变了输入端的净输入波形，经放大后，可改善输出波形的失真。【思8.4.4】在负反馈放大电路中，因为，若反馈系数发生变化，闭环放大电路电压放大倍数则不能保持稳定。【思8.4.5】保持收音机收听的音量不变时，不能在收音机的放大电路中引入负反馈来减小外部干扰信号的影响，但负反馈能抑制放大电路出现的内部干扰信号。因为引入负反馈后，有用信号电压、内部噪声和内部干扰信号将同时减小，而有用信号减小后，可通过增大输入信号进行弥补，但噪声和干扰信号不会再增大，从而提高了信噪比。【思8.5.1】甲类状态的静态工作点大致在交流负载线的中点，
10、在甲类状态不论有无输入信号，电源供给的功率PEUCCIC总是不变的。当无输入信号时，电源功率全部消耗在管子和电阻上(以管子的集电极损耗为主)，当有输入信号时，其中一部分转换为有用的输出功率Po，信号愈大，其输出功率也愈大。所以，在甲类状态，管耗大、效率低(50%)，但输出波形基本上不失真。甲乙类状态是在UCC一定的条件下，使静态电流减小，即将静态工作点Q沿负载线下移，以达到减小电源供给的功率，显然这种工作状态管耗减小了，效率也提高了，但也产生了输出波形的失真。乙类状态是当将静态工作点下移到IC0处，则管耗更小，效率更高(78.5%)，但输出波形的失真更大(相当于半波)。【思8.5.2】由于三极
11、管输入特性有一段死区电压，当输入信号小于三极管死区电压时，三极管的基极电流基本为零，处于截止状态，输出电流和输出电压均为零，因此输出电流、输出电压及基极电流在经过零点附近时，将产生严重的波形失真，这种失真叫交越失真。为了避免交越失真，可使静态工作点稍高于截止点，避开死区段，让放大电路工作在甲乙类状态。【思8.5.3】在OTL电路中，为了不使CL放电过程中(此时uC相当于一个电源)其电压下降过多，所以，CL的电容量必须足够大，且当CL为电解电容时，应注意它的极性。【思8.5.4】在OTL和OCL电路中，输出端静态时的电位分别为UCC/2和0。【思8.6.1】(1)当串联型可调式稳压电路的输出功率
12、较大时，应选用大功率三极管作调整管，但大功率管的较小，影响稳压性能，故常采用复合管，其可提高到12；(2)三极管的穿透电流虽然很小，但经过放大后，其值也会影响稳压性能，所以要减小它的穿透电流。减小穿透电流的措施就是把一个电阻与复合管并联，为复合管的穿透电流提供分流支路，可参考教材图8.6.4(b)。【思8.6.2】具有放大环节的串联型可调式稳压电路含有反馈电路，反馈电压UF取自输出电压UO，且UF和基准电压UZ分别加在运放器的两个输入端，所以，它属于串联电压负反馈。【思8.7.1】W7800和W7900系列均为固定式三端集成稳压器，但W7800系列输出的是正电源，而W7900系列输出的是负电源
13、。W317和W337系列均为可调式三端集成稳压器，但W317系列输出的是正电源，而W337系列输出的是负电源。W7800和W317系列均输出的是正电源，但W7800系列为固定式三端集成稳压器，而W317系列为可调式三端集成稳压器。【思8.7.2】集成三端稳压电源在接成电路时，在其输入端和输出端与公共端之间各并联一个电容Ci和Co，它们的作用是Ci用以抵消输入端接线较长时产生的电感效应，防止产生自激振荡，接线不长时也可不用，Ci一般在0.1F1F之间；Co是为了瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动，一般为1F。【思8.8.1】耗尽型和增强型绝缘栅场效应管的区别是增强型NMOS管只有在U
14、GSUGS(th)时才会出现导电沟道；而耗尽型NMOS管在制造时已在二氧化硅绝缘层中掺入了大量的正离子，当UGS0时，漏、源极之间的P型衬底表面已经出现了反型层，即N型导电沟道，此时，加上正向电压UDS，就有漏极电流ID产生。对于NMOS管，增强型绝缘栅场效应管的开启电压为正值，是使管子由不导通变为导通的临界栅-源电压；而耗尽型绝缘栅场效应管的夹断电压为负值，是使管子由导通变为不导通(导电沟道消失，ID0，管子截止)的电压。其他类型场效应管的开启电压和夹断电压可参见教材表8.8.1所示。【思8.8.2】当绝缘栅场效应管的栅极开路时，有可能出现栅极感应电压过高而造成绝缘层击穿现象，为了避免这种损
15、坏，在保存绝缘栅场效应管时必须将三个电极短接，在电路栅、源极之间应有直流通路，焊接时应使电路具有良好的接地。【思8.8.3】因为自给偏压电路的UGS为负值，而由N沟道增强型绝缘栅场效应管组成的放大电路工作时UGS为正值，所以，增强型绝缘栅场效应管放大电路无法采用自给偏压电路。【思8.8.4】因为在绝缘栅场效应管低频放大电路中，由于其为电压控制元件，输入电流很小(约为零)，输入电阻很大，所以输入端耦合电容通常取值很小。而在三极管低频放大电路中，由于其为电流控制元件，输入电流较大，输入电阻很小，所以输入端耦合电容往往取值较大。三、习 题 解 答【习题8.1】【解】(1)90，IEIBIC3.60.043.64mA。(2)80，IE=(IBICBO)(ICICBO)3.64mA。【习题8.2】【解】是NPN管。6V的为集电极，2.6V的为基极，2V的为发射极。【习题8.3】【解】第1种情况是正常工作，因为其各项指标都未超标。【习题8.4】【解】(1) 从已知电路可画出它的直流通路如图8-4所示。IB=0.05mA，ICIB2mA，UCEUCCICRC6V。(2) 在静态时：UC1UBE0.7V，UC2UCE6V。【习题8.5】【解】(1) 从已知电路可画出它的直流通路如图8-4所示。所以，IC3mA，IB0.075mA。所以，
