《模拟电子技术三极管典型例题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术三极管典型例题（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【例例 4-14-1】电路如图所示，晶体管的 100，UBE0.7 V，饱和管压降 UCES0.4 V；稳压管的稳定电压UZ4V，正向导通电压 UD0.7 V，稳定电流 IZ5 mA，最大稳定电流 IZM25 mA。试问：（1）当 uI为 0 V、1.5 V、25 V 时 uO各为多少？（2）若 Rc短路，将产生什么现象？【相关知识相关知识】晶体管工作状态的判断，稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。【解题思路解题思路】（1） 根据 uI的值判断晶体管的工作状态。（2） 根据稳压管的工作状态判断 uO的值。【解题过程解题过程】（1）当 uI0 时，晶体管截止；稳压管的电流在 IZ和
2、 IZM之间，故 uOUZ4 V。当 uI15V 时，晶体管导通，基极电流假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流由于 uOUCES0.4 V，说明假设成立，即晶体管工作在放大状态。值得指出的是，虽然当 uI为 0 V 和 1.5 V 时 uO均为 4 V，但是原因不同；前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区，且稳定电压为 4 V，使 uO4 V；后者因晶体管工作在放大区使 uO4 V，此时稳压管因电流为零而截止。当 uI2.5 V 时，晶体管导通，基极电流假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流在正电源供电的情况下，uO不可能小于零，故假设不成立，说明晶体管工作在饱和状态。实际上，也可以假设晶体管
3、工作在饱和状态，求出临界饱和时的基极电流为IB=0.18 mAIBS，说明假设成立，即晶体管工作在饱和状态。（2）若 Rc短路，电源电压将加在稳压管两端，使稳压管损坏。若稳压管烧断，则 uOVCC12 V。若稳压管烧成短路，则将电源短路；如果电源没有短路保护措施，则也将因输出电流过大而损坏【方法总结方法总结】（1） 晶体管工作状态的判断：对于 NPN 型管，若 uBEUon（开启电压），则处于导通状态；若同时满足 UCUBUE，则处于放大状态，ICIB；若此时基极电流则处于饱和状态，式中 ICS为集电极饱和电流，IBS是使管子临界饱和时的基极电流。（2）稳压管是否工作在稳压状态的判断：稳压管所
4、流过的反向电流大于稳定电流 IZ才工作在稳压区，反向电流小于最大稳定电流 IZM才不会因功耗过大而损坏，因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中 Rc既是晶体管的集电极电阻，又是稳压管的限流电阻。【例例 4-24-2】电路如图所示，晶体管导通时 UBE0.7V，=50。试分析 uI为 0V、1V、1.5V 三种情况下 T 的工作状态及输出电压 uO的值。【相关知识相关知识】晶体管的伏安特性。【解题思路解题思路】根据晶体管的管压降与，以及基极电流和集电极电流的特点，直接可以判别出管子的工作状态，算出输出电压。【解题过程解题过程】（1）当 VBB0 时，T 截止，uO12V。（2）当 VBB
5、1V 时，因为A所以 T 处于放大状态。 （3）当 VBB3V 时，因为A所以 T 处于饱和状态。【例例 4-34-3】 在 T=25时，测得某晶体管的 IC=4mA，IB=45，ICBO=1。若晶体管的温度系数为1%/，在 T=45时，测得 IB=60，这时 IC=？【相关知识相关知识】晶体管的直流参数及温度特性。【解题思路解题思路】根据晶体管的温度特性，求出温度变化后晶体管的、，及。【解题过程解题过程】T=25时的值为T=45时，有故【例例 4-44-4】试问图示各电路能否实现电压放大？若不能，请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。图(a) 图(b)图(c) 图(d)【相关知识相
6、关知识】放大电路的组成原理。【解题思路解题思路】放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力，又要不产生失真。因此，首先要检查电路中的晶体管（非线性器件）是否有合适的直流偏置，是否工作在放大状态（线性状态），其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通，并具有电压放大的能力。【解题过程解题过程】 图(a)电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻，动态时电源相当于短路，输出端没有交流电压信号。图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻，动态时电源相当于短路，输入交流电压信号也被短路。图(c) 电路也不能实现电压放大。电路中晶
7、体管发射结没有直流偏置电压，静态电流，放大电路工作在截止状态。图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真（截止、饱和），当输入信号为正时，应不足以使三极管饱和；当输入信号为负时，应不会使三极管截止。【例例 4-54-5】 电路如图所示。设晶体管的 UBE = 0.7V。试求：(1) 静态时晶体管的 IBQ、ICQ、UCEQ及管子功耗 PC（= ICQUCEQ）值 ；(2) 当加入峰值为 15mV 的正弦波输入电压 ui时的输出电压交流分量 uo；(3) 输入上述信号时管子的平均功耗 PC（av）值，并与静态时管子的功耗比较；(4) 若将电路中的晶体管换成另一只的管子，电路还能否正
8、常放大信号，为什么？【相关知识相关知识】晶体管放大电路的工作原理。【解题思路解题思路】利用估算法求解电路的静态工作点，利用微变等效电路法分析输出信号与输入信号的关系，从而求出输出电压的大小，进一步分析电路的静态功耗与动态功耗。当晶体管更换后，重新计算静态工作点，分析电路失真情况。【解题过程解题过程】 (1) (2) 由于，故uo的峰值为 27.7 mV，uo与 ui的相位相反。(3) 管子在放大电路有信号时的功耗可见，动态时管子的功耗有所降低。(4) 当 =150 时，可见，管子工作于饱和状态，故电路不能正常放大信号。【例例 4-64-6】在图(a)所示电路中，已知晶体管的 =100，rbe=
9、1 k；静态时 UBEQ=0.7 V， UCEQ=6 V，IBQ=20 A；输入电压为 20 mV；耦合电容对交流信号可视为短路。判断下列结论是否正确，凡对的在括号内打“”，否则打“”。（1）电路的电压放大倍数 （） （） （） （）（2）电路的输入电阻 （） （） （） （）（3）电路的输出电阻 （） （） （）（4）信号源的电压有效值 （） （）【相关知识相关知识】放大电路的静态和动态的概念，放大电路动态参数的物理意义。【解题思路解题思路】（1）用直流通路求解静态工作点。（2）用交流等效电路求解电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等动态参数。【解题过程解题过程】为了得到正确结论，可首先画出图(
10、a)所示电路的交流等效电路，如图(b)所示；然后按各动态参数的定义分别求解它们的数值。由图可得,，（1）、均用静态量求解，故不正确；当电路带负载时，输出电压应为考虑了负载作用的，为空载时的，故也不正确。结论是：，。（2）、均用静态量求解 Ri，故不正确；放大电路的输入电阻 Ri是放大电路自身的参数，与信号源内阻 Rs无关，故也不正确。结论是：，。（3）输出电阻 Ro是放大电路自身的参数，与负载电阻 RL无关，故不正确；用静态量求解Ro，故也不正确。结论是：，。（4）从图(b)可知，是在 Rs和 Ri回路中 Ri所得的电压，故结论是：，。图(a)图(b)【方法总结方法总结】在大多数放大电路中，总
11、是直流电源和信号源同时作用。（1）直流电源决定静态工作点，需用直流通路求解。（2）信号源为电路的输入回路提供动态电流和电压，通过放大电路对能量的控制和转换作用使负载从直流电源获得放大了的动态信号。电压放大倍数、输入电阻和输出电阻均为动态参数，需用交流等效电路求解。【常见错误常见错误】混淆静态和动态的概念，误用静态参数求解动态参数或者不能正确理解各个动态参数的物理意义【例例 4-74-7】单级放大电路如图所示，已知 Vcc=15V，, 此时调到，晶体管饱和压降 UCES为 1V，晶体管的结电容可以忽略。试求：（1）静态工作点，：（2）中频电压放大倍数、输出电阻、输入电阻；（3）估计上限截止频率和
12、下限截止频率；（4）动态范围=？输入电压最大值 Ui p=？（5）当输入电压的最大值大于 Ui p时将首先出现什么失真？【相关知识相关知识】（1）共射极放大电路。（2）放大电路的频率特性。【解题思路解题思路】（1）根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。（2）根据交流通路可求得放大电路的、。（3）根据高频区、低频区的等效电路可分别求出和。（4）根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围，同时可判断电路出现失真的状况（5）根据电压放大倍数和动态范围可求出 Ui p。【解题过程解题过程】（1）采用估算法求解静态工作点。由图可知 故 （2）利用微变等效电路法，求解放大电路的动态指标。（3）当电路
13、中只有一个惯性环节时，电路的截止频率可以表示为，其中 为电容所在回路的等效电阻。在高频区，根据题意，晶体管的结电容可以忽略，影响电路上限截止频率的电容只有负载等效电容。故电路的上限截止频率为在低频区，影响下限截止频率的电容有、和。可以分别考虑输入回路电容（、）和输出回路电容（）的影响，再综合考虑它们共同作用时对电路下限截止频率的影响。只考虑输出回路电容时只考虑输入回路电容和时，为了简化计算，忽略偏置电阻及射极电阻的影响，把射极旁路电容折算到基极回路，则有由于，所以电路的下限截止频率为（4）由于，即电路的最大不失真输出电压受截止失真的限制，故电路的动态范围输入电压最大值（5）由上述分析可知，当输
14、入电压的最大值大于 U ip时，电路将首先出现截止失真。【例例 4-84-8】 电路如图所示。晶体管 T 为 3DG4A 型硅管，其、rbb=80。电路中的VCC=24V、RB = 96k、RC =RE=2.4k、电容器 C1、C2、C3 的电容量均足够大、正弦波输入信号的电压有效值 Ui=1V。试求：(1) 输出电压 Uo1、Uo2的有效值；(2) 用内阻为 10k 的交流电压表分别测量 uo1、uo2时，交流电压表的读数各为多少？【相关知识相关知识】共射极放大电路、共集电极放大电路。【解题思路解题思路】（1）根据共射极、共集电极放大电路的开路电压放大倍数求。（2）根据时共射极、共集电极放大
15、电路的电压放大倍数求。【解题过程解题过程】(1) (2) 设表内阻为 RL，则由以上计算结果可见，信号由发射极输出时，因电路输出电阻小而带负载能力强。【常见错误常见错误】容易忽视电压表内阻对被测电路的负载效应。【例例 4-94-9】放大电路如图(a)所示，晶体管的输出特性和交、直流负载线如图(b)所示。已知，。试求：（1）电路参数、的数值。（2）在输出电压不产生失真的条件下，最大输入电压的峰值。图(a) 图(b) 【相关知识相关知识】放大电路的静态、动态图解分析方法。【解题思路解题思路】（1）由直流负载线可获得放大电路的静态工作点；（2）由交流负载线可获得放大电路的一些动态参数及输出电压不失真时最大的输入电压。【解题过程解题过程】 （1）从输出特性和直流负载线可以看出，。由交流负载线可看出最大不失真输出电压幅值受截止失真的限制，输出电压幅值的最大值由 可以算出由 可以算出由 可以算出（2）由图 (b)看出，则 所以 输出电压
