模拟电子技术作业答案班级_________ _ 学号_____ __ 姓名_____________第2章半导体三极管及其放大电路1．简答题：（1）放大电路中为何设立静态工作点？静态工作点的高、低对电路有何影响？答：设立静态工作点的目的是使放大信号能全部通过放大器。
Q点过高易使传输信号部分进入饱和区；Q点过低易使传输信号部分进入截止区，其结果都是信号发生失真。
（2）说明利用三极管组成放大电路的基本原则。
答：不论那种组态的放大电路，如果希望能够正常放大信号，必须遵守以下原则。
①有极性连接正确的直流电源、合理的元件参数，以保证三极管发射结正偏、集电结反偏和合适的静态工作点，使三极管工作在放大区。
②信号能够从放大电路的输入端加到三极管上，经过三极管放大后，又能传给放大电路的下一级或负载。
(3) 分析放大电路有哪几种方法？几种方法分别有什么特点？答：分析放大电路有近似法、微变等效法和图解法。
近似法简洁、精确，工程上常用来分析放大电路的静态工作点；微变等效法方便分析放大电路的动态；图解法直观，可同时用于分析放大电路的静态和动态。
（4）共射、共集和共基表示BJT的三种电路接法，而反相电压放大器，电压跟随器和电流跟随器则相应地表达了输出量与输入量之间的大小与相位关系，如何从物理概念上来理解？答：共射电路有电压放大作用，且输出电压与输入电压相位相反。
为此，称这种放大电路为反相电压放大器。
共集电路没有电压放大作用且输出电压与输入电压同相位。
因此，可将这种放大电路称为电压跟随器。
共基电路有输出电流与输入电流接近相等。
为此，可将它称为电流跟随器。
2．图1所示电路中，已知硅型晶体三极管发射结正向导通电压为0.7V， =100，临界放大饱和时三极管压降（集电极-发射极之间）为0.3V。
判断电路中各晶体管的工作状态。
(a) (b) (c)图1解：分析：判断晶体三极管的工作状态并计算各级电流问题的分析方法如下。
方法一：1．对于NPN管，若U BE<0.7V，则管子截止；对于PNP管，若U BE>-0.7V，或U EB<0.7V 则管子截止；2．若NPN管，U BE>0.7V，PNP管U EB>0.7V，则说明三极管处于放大状态或饱和状态。
对于NPN管，如果假设三极管工作在放大区，计算结果得管子压降U CE>0.3V（设小功率三极管饱和压降为0.3V），说明管子确实工作在放大状态。
如果计算结果得管子压降U CE<0.3V，说明管子工作在饱和区。
对于PNP管，如果假设三极管工作在放大区，计算结果得管子压降U EC>0.3V，说明管子确实工作在放大状态。
如果计算结果得管子压降U EC<0.3V，说明管子工作在饱和区。
方法二：当确定三极管处于非截止状态时，计算三极管的基极电流I B及饱和电流集电极电流I CS （U EC=0.3V），如果βI B <I CS，说明电路处于放大状态；如果βI B>I CS，说明电路处于饱和状态。
方法二似乎更为简单。
解：1． 列写输入回路方程，计算基极电流BE B B 220.7130μA 10U I R --===电路饱和时，集电极电流mA R U V I C CES CC CS 17.1103.012=-=-=因为βI B >I CS所以晶体管处于饱和状态。
2．计算基极电流BE B B 0.80.80.710μA 10U I R --===电路饱和时，集电极电流mA R U V I C CES CC CS 17.1103.012=-=-=因为βI B ＜I CS所以晶体管处于放大状态。
3．计算基极电流()()EE BE B B E 50.741.8μA1211001V U I R R β--===++++⨯电路饱和时，集电极电流mA R R U V V I E C CES EE CC CS 88.01103.055=+-+=+-+=因为βI B >I CS所以晶体管处于饱和状态。
3．已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图2所示。
分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。
(a) (b)图2解：答案如图所示。
4．已知某一晶体三极管的共基极电流放大倍数α=0.99。
（1）在放大状态下，当其发射极的电流I E =5mA时，求I B的值；（2）如果耗散功率P CM =100mW，此时U CE最大为多少是安全的？（3）当I CM =20mA时，若要正常放大，I B最大为多少？解：（1）0.995 4.95C EI I mAα==⨯=5 4.950.0550B E CI I I mA Aμ=-=-==（2）10020.24.95CMCECPU VI===U CE最大为20.2V（3） 0.9999110.99αβα===-- 200.20220299CMBM I I mA A μβ==== 5．试分析图3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。
(a) (b) (c)(d)(e) (f)图3解：（a ）不能。
因为输入信号被V B B 短路。
（b ）可能。
（c ）不能。
因为输入信号作用于基极与地之间，不能加载在静态电压之上，必然失真。
（d ）不能。
晶体管将因发射结电压过大而损坏。
（e ）不能。
因为输入信号被C 2短路。
（f ）不能。
因为输出信号被V CC 短路，恒为零。
6．图4所示为某放大电路及三极管输出特性曲线。
其中V CC =12V ，R C =5k Ω，R B =560k Ω，R L =5k Ω，三极管U BE =0.7V 。
（1）用图解法确定静态工作点并判断三极管所处的状态。
（2）画出交流负载线。
（3）确定最大输出电压幅值U om 。
(a)(b)图4解：A R U V I BBECC B μ20≈-=)(1CC CE CC V U R I --=，I C -U CE 关系曲线为一条直线，该直线与两个坐标轴的交点分别为M （V CC ，0），N （0，V CC /R C ），根据给定的电路参数，实际交点应为M （12V ，0mA ）和N （0V ，2.4mA ），其斜率为（－1/R C ），由集电极电阻R C 确定。
直线MN 与三极管对应于I B =20μA 的输出特性曲线有一交点，才能满足这一要求，该点即为静态工作点Q 。
由Q 点的坐标可读出，I B =20μA ，I C =1mA ，U CE =7V 。
交流负载线与两坐标轴的交点：A （U CE +I C R L '，0），B （0，I C +U CE /R L '）。
根据电路所给的实际元件参数，通过计算可得A 点坐标为（9.5V ，0mA ），B 点坐标为（0V ，3.8mA ）。
U om=min[J'Q'，Q'A]=min[U CE－U CES，I C R'L]=2.5V7．电路如图5(a)所示，晶体管的β＝80，r bb'=100Ω。
（1）分别计算R L＝∞和R L＝3kΩ时的Q点，A us，R i和R o。
（2）由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图4（b）、（c）、（d）所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。
（3）若由PNP型管组成的共射电路中，输出电压波形如图4（b）、（c）、（d）所示，则分别产生了什么失真？(a) (b) (c) (d)图5解（1）在空载和带负载情况下，电路的静态电流、r be均相等，它们分别为Ω≈++=≈=≈--=k 3.1mV26)1(mA76.1 Aμ 22EQbb'be BQ CQ BEQ bBEQCC BQ I r r I I R U R U V I sββ空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为Ω==-≈⋅+≈Ω≈≈=-≈-=≈-=k 593k 3.1308V 2.6 c o bes bebebe b i becc CQ CC CEQ R R A r R r A r r R R r R A R I V U uusu∥β R L ＝5k Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为LCQ cCEQR V I R U V CCCC =--∵∴V 3.2)(L c CQ Lc L CEQ ≈-+=R R I R R V R U CC∥47115bes bebe'L-≈⋅+≈-≈-=uusuA r R r A r R A βΩ==Ω≈≈=k 5k 3.1c o be be b i R R r r R R ∥（2）（a ）饱和失真，增大R b ，减小R c 。
（b ）截止失真，减小R b 。
（c ）同时出现饱和失真和截止失真，应增大V CC 。
（3）（a ）截止失真；（b ）饱和失真；（c ）同时出现饱和失真和截止失真。
8．电路如图6所示，晶体管的β＝100，r bb '=100Ω。
（1）求电路的Q 点，A u ，R i 和R o 。
（2）若电容C e 开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？图6图7解：（1）静态分析：V7.5)( A μ 101mA1V 2e f c EQ CEQEQBQ e f BEQBQ EQ CC b2b1b1BQ =++-≈≈+=≈+-==⋅+≈R R R I V U I I R R U U I V R R R U CC β动态分析：Ω==Ω≈++=-≈++-=Ω≈++=k 5k 7.3])1([7.7)1()(k 73.2mV26)1(c o f be b2b1i fbe L c EQbb'be R R R r R R R R r R R A I r r u ββββ∥∥∥（2）R i 增大，)])(1([e f be b2b1i R R r R R R +++=β∥∥≈4.1k Ω；uA 减小，≈+++-=))(1()(e f be L c R R r R R A uββ∥ －1.92。
9．分压式偏置电路如图7所示，已知三极管的U BE =0.7V ，r bb '=100Ω，β=60，U CES =0.3V 。
（1）估算工作点Q 。
（2）求放大电路的A u ，R i ，R o ，A u s 。
（3）求最大输出电压幅值U om 。
（4）若电路其他参数不变，问上偏流电阻R B1为多大时，能使U CE =4V ？ 解：⑴R R V R U b2b1CC b2B +≈=20k Ω×16V/80k Ω=4V R U U I I eBEB EC -=≈=（4－0.7）V/2 k Ω=1.65mA U C E ＝V C C －I C R C －I E R e ≈V C C －I C ( R C +R e )=16V －1.65 mA ×5 k Ω=7.75VβI I C B ==1.65 mA /60=27.5μA⑵()()Ω≈Ω⨯+Ω=++Ω≈126165.12661300261300be mAI mVr E βL C L R R R ///==(3×6/9) k Ω= 2k Ωr R u u A beL io u '-==β ＝－60×2/1.261≈－95be 21r ////b b i R R R =≈r be ≈1.261k ΩR o ≈R C =3 k Ωu is ii o us A R R R u u A +===（1261/1361）×（－95）=－88 （3）U om =min[J 'Q '，Q 'A ]=min[U CE －U CES ，I C R 'L ]=3.3V （4）U C E ＝4V ，根据U C E ＝V C C －I C R C －I E R e ≈V C C －I E ( R c +R e )求得I E =(V CC －U CE )/( R C +R e )＝12V/5 k Ω＝2.4 mA U B =U BE ＋I E R e ＝(0.7＋2.4×2)V ＝5.5VR b1=(R b2V CC －R b2U B )/U B =(20 k Ω×16V －20 k Ω×5.5V)/5.5V ＝38.18 k Ω取标称值为39 k Ω电阻。