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1、第 9 章自测题、习题解答自测题 9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别，但也有其特殊问题，试简述功率放大器的特 点。解：功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别， 功率放大电路既不是单纯追求输出 高电压， 也不是单纯追求输出大电流， 而是追求在电源电压确定的情况下， 输出尽可能大的 不失真的信号功率， 功率放大器的特点： 1. 输出功率要大 2. 转换效率要高 3. 非线性失真要 小。二、分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“V”，凡错者在括号内打“X” 。（ 1）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。（ ）（ 2）功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能
2、获得的最大 交流功率。 （ ）（ 3）功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片，功率管的散热片接触面是 粗糙些好。 （ ）（ 4）当 OCL 电路的最大输出功率为 1W 时，功放管的集电极最大耗散功率应大于 1W。 （）（ 5）乙类推挽电路只可能存在交越失真，而不可能产生饱和或截止失真。（ ）（ 6）功率放大电路，除要求其输出功率要大外，还要求功率损耗小，电源利用率高。（）（ 7）乙类功放和甲类功放电路一样，输入信号愈大，失真愈严重，输入信号小时，不 产生失真。 （ ）（ 8）在功率放大电路中，电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。（ ）（9）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电
3、路的共同点是1）都使输出电压大于输入电压； （ ）2）都使输出电流大于输入电流； （ ）3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。（ ）（10）功率放大电路与电压放大电路的区别是1）前者比后者电源电压高； （ ）2）前者比后者电压放大倍数数值大； （ ）3）前者比后者效率高； （ ）4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；(11) 功率放大电路与电流放大电路的区别是1 )前者比后者电流放大倍数大；()2)前者比后者效率高；()解：X,当输出电压峰值为 0.6Vcc时，功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。，X,功率管的散热片接触面是平面，有利于钝化涂黑，侧边粗糙些好
4、。X,最大输出功率与管耗不是1:1的关系，而是5: 1的关系。X,功率管也有三种工作状态：放大，饱和，截止，取决于直流电路的情况。，X,甲类功率放大，不论信号多小，都存在失真。，X、电流放大电路的输出电压不一定大于输入电压。 X、电压放大电路的输出电流不一定大于输入电流。 ，X、电源电压没有可比性，可以大，相等，也可以小。 X、功率放大电路重点在输出功率，电压放大倍数不一定比电压放大电路的放大倍 数高。 / ，(11)X、功率放大电路重点在输出功率，电流放大倍数不一定比电流放大电路的放大 倍数高。三、功率放大器如图T9-3所示，已知各晶体管的3 =50 , U BE |=0.6V , Uces
5、 =0.5V。(1 )说明R4和C2的作用；(2 )设静态时|Ube3 |=|Ube2|,试计算各电阻中的静态电流，并确定R3的阻值；(3 )在输出基本不失真的情况下，估算电路的最大输出功率。图 T9-3解：(1) R4提供静态偏压，O通交流，习题9U ces I = 3V, Ucc = 15V ,Rl = 89 . 1已知电路如图P9-1所示，Ti和T2管的饱和管压降IQ ,选择正确答案填入空内。(1)电路中D1和D2管的作用是消除A.饱和失真B.截止失真C.交越失真(2)静态时，晶体管发射极电位Ueq。A.大于0V B .等于OV C.小于0V(3)最大输出功率 Pom。A.约等于 28W
6、 B.等于18WC.等于9W解：(1)乙类功率放大电路存在交越失真,通过D1,D2克服交越失真。(2)静态时，由于电路对称，U eqP(U cc -Uces)POM 二2Rl2(153)2 * 8=9W9. 2在图P9-1所示电路中，已知Vcc= 16V, Rl = 4 Q , Ti和T2管的饱和管压降丨Uces I=2V，输入电压足够大。试问:(1)最大输出功率 Pom和效率各为多少?(2)晶体管的最大功耗PTmax为多少?(3)为了使输出功率达到 Pom，输入电压的有效值约为多少?解:(1 )最大输出功率和效率分别为(U -U )2CCCESP 24.5Wom2RLn U cc |U ce
7、sn = .L4U cc:-69 .8%(2 )晶体管的最大功耗(3)输出功率为UUmPTmax 0.2 PoMOUTUces |)2=4.9W2RlPom时的输入电压有效值U CC |U CES:9.9V9.3 在甲类、乙类、甲乙类功放电路中，功放管的导通角分别是多少？解：甲类功率放大电路功放管的导通角度为360，iC在一个周期内一直大于0;乙类共放的导通角度为180,只有半个周期大于0，甲乙类功率放大电路的导通角大于180而小于360 。9. 4试证明，在理想情况下甲类功放的效率不会超过50%。证明：在理想情况下，忽略晶体管基极回路的损耗，则电源提供的功率为 Pv=ICqUCC甲类功率放大
8、电路在理想情况下的最大输出功率Po Icq UCC =-icquccJ2 J22在理想情况下，甲类功率放大电路的最大效率二 Pom =50%Pv即甲类功率放大电路的效率不会超过50%9. 5双电源互补对称电路如图P9-5所示，已知电源电压 12伏，负载电阻10欧，输入信号为正弦波。求(1)在晶体管Uces忽略不计的情况下，负载上可以得到的最大输出功率。(2)每个功放管上允许的管耗是多少?3)功放管的耐压又是多少?36 - vcc图 P9-5解:(1)Pom2CC12= 7.2W2Rl2 * 10(2 )每个管耗的允许值即为管耗的最大值，即为最大输出功率的五分之一，为 7.2/5=1.44W.(
9、3)双电源互补对称电路在同一时刻只有一个管子导通，所以功放管的耐压为管子的最大管压降CE max=2U cc9.6在图P9-6所示电路中，已知二极管的导通电压Ud = 0.7V,晶体管导通时的|Ube |= 0.7V ,T2和T4管发射极静态电位 Ueq= 0V。试问：(1) Ti、T3和T5管基极的静态电位各为多少?(2)设R2 = 10kQ, R3 = 100QO若T1和T3管基极的静态电流可忽略不计，则T5管集rju z Z R/fD tu- 1Tr-JK电极静态电流为多少？静态时Ui=?(3 )若静态时iB1 iB3，则应调节哪个参数可使iB1 = iB2 ?如何调节？(4)电路中二极
10、管的个数可以是1、2、3、4吗？你认为哪个最合适？为什么？解:(1 )、T3和T5管基极的静态电 位分别为U B1 =2 |U be 1=1.4V,U B3 - -|U BE k -0.7V U B5 =u BE (18) - -17.3V图 P9-6(2) 静态时T5管集电极电流和输入电压分别为U CC U B1I cq1.66 mAR2u 1 :、u B5 = -17 .3 V(3 )若静态时iB1 i B3 ,则应增大R3。(4)采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适，也可只用三只 二极管。这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态，可以消除交越 失真；另一方面在交流通路中，D1和
11、D2管之间的动态电阻又比较小，可忽略 不计，从而减小交流信号的损失。9.7在图P9-6所示电路中，已知 T2和T4管的饱和管压降|Uces|= 2V,静态时电源电流可忽略不计。试问负载上可能获得的最大输出功率Pom和效率n各为多少？解:最大输出功率和效率分别为Pom(UCC-UCES=4W7tCC2Rl-UCES:69.8%CC9.8为了稳定输出电压，减小非线性失真，请通过电阻Rf在图T9-6所示电路中引入合适的负反馈；并估算在电压放大倍数数值约为10的情况下，Rf的取值。解:应引入电压并联负反馈，由输出端经反馈电阻R接T5管基极，如解图P9. 8所示。在深度负反馈情况下，电压放大倍数Rf“A
12、uf 怎一Auf 10R1R1 = 1 k Q ,所以 Rf 10 k Q o9.9估算图P9-6所示电路T2和T4管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗。 解：功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为C maxUccCES二 0.54 ARlU CE max 2U CC 一 U CES=35.3V2U CCPTmax： 0 .2 一 ： 1W2Rl9.1 0在图P9-10所示电路中，已知 Ucc= 15V, Ti和T2管的饱和管压降丨Uces I = 2V，输入电压足够大。求解：(1)最大不失真输出电压的有效值；(2) 负载电阻Rl上电流的最大值；(3) 最大输出功率 Po
13、m和效率n。解:(1 )最大不失真输出电压有效值Rl(U CC U CES ):8.65 VR4 Rlom(2)负载电流最大值i LmaxUcc_uCES1.53A图 P9-10R4Rl(3)最大输出功率和效率分别为2U omPom9.35 W2Rln U CC - U CES - U R 4:64 %CC9.11在图P9-10所示电路中，R4和R5可起短路保护作用。试问：当输出因故障而短路时, 晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少？解：当输出短路时，功放管的最大集电极电流和功耗分别为U CC U CES:26 AR4CC2n R49.1 2在图P9-12所示电路中，已知 Ucc= 15V,
14、Ti和T2管的饱和管压降|Uces I = 1V，集(1) 若输入电压幅值足够大，则电路的最大输出功率为多少？(2) 为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入哪种组态的交流 负反馈？画出图来。(3) 若Ui = 0.1V时，输出电压为5V，则反馈网络中电阻的取值约为多少？解：(1 )输出电压幅值和最大输出功率分别为uOmax 汀 13 VPom (uOmax:-10.6WRl(2)应引入电压串联负反馈，电路如解图P9.1 0所示。55 %255 %2(3)在深度负反馈条件下，电压放大倍数为uUo十RfUiRiAu厶二50Ui55 %255 %2R1 = 1k Q ,所以 R 49 k Q。9.1 3 OTL电路如图P9-13所
