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电气工程学概论17章习题答案

=100题 17. 2 图E1k E第十七章习题参考解答17.1 双极型晶体管的静态偏置电路如题17-1图所示,其中β = 99,R c = 2.5k Ω,R E = 2.5k Ω。

(1)求U E ,I E ,I B ,I C ,U CE ,并判断晶体管的静态工作点是否位于线性放大区(设U BE =0.7V ); (2)保持晶体管电流放大系数β及电阻R E 不变,试确定使晶体管工作于线性放大区的电阻R C 的取值范围。

解:(1) ∵ U B = 3.2V ; ∴发射结正偏, U E = U B -0.7=2.5V ;A10 mA,99.01 mA,1k 5.25.2CB EC E E E μβββ===+====I I I I R U I5.125.299.01515C C C =⨯-=-=I R UV ;V025.1015E E C C CE =--=R I R I U ;∴ 集电结反偏,晶体管工作于线性放大区。

(2) 设U CES = 0.3V ,∴ 当Ω=--≤k 3.12CCESE E CC C I U R I U R 时,晶体管工作于线性放大区。

17.2 双极型晶体管共集电极放大电路如题17.2图所示,设U BE =0.7V 。

(1)求晶体管静态工作点(I B ,I C ,U CE ),并判断晶体管的工作状态;(2)设R B 为可调电阻,当希望进一步调高静态工作点时,应如何调节R B 。

解:(1)设I B ≈ 0, 则13.2V V 8.17.05.2CE E ==-≈U U , ∴ 晶体管的工作在放大区 ∵ 2.5 = I B R B +U BE +(1+β)I B R E∴ I B =25.46μA I C = βI B = 2.546 m A U CE = 15 -I E R E = 13.23V I E = (1+β)I B = 2.57 m A (2) ∵ 调高静态工作点∴C B BI I R ↑↑↓→→; 17.3 将固定分压式共射极放大电路的输入侧进行戴维南等效变换,得到题17.3图所示电路,设R B1=1.2k Ω,R B2=6k Ω,β =99,U BE =0.7V 。

(1) 求晶体管的静态工作点。

(2) 画出微变等效电路(不加旁路电容)。

(3) 求不加旁路电容C E 时的i o U U 和iE U U 。

(4) 若输入信号的最低频率为200Hz ,试确定射极电阻的旁路电容的最小取值(EE15C X R <)。

(5) 射极电阻被旁路后,重新画出微变等效模型并计算电路增益io U U。

V解:(1) ∵ BB B1B1B2152.5V U R R R ==+, R B =R B1//R B2 =1k Ω,∵ U BB =I B R B +U BE +(1+β)I B R E∴ I B = 25.7μA I C = βI B =2.54mA U CE =15 - I C R C - I E R E =7.38 V ;(2) 微变等效电路如下图所示:(3)()be E B 26mV 26mV 263001300300 1.3k Ω0.026r I I β=++=+≈+=o C be E i 1002300 3.24(1)1300100690U R r R U ββ••--⨯==≈-+++⨯ E E be E i(1)1006900.98(1)1300100690R U r R U ββ••+⨯==≈+++⨯(4) 若输入信号的最低频率为200Hz ,E11690138Ω255C E X R fC π=<==,C > 5.77μF (5) 2.175beCio -≈-=••r R U U β 17.4 共发射极放大电路如题17.4图所示。

(1) 设β =200,选择R 1,R 2和R E ,使射极电位E 3V U =,E 10mA I =,I 1=10I B ; (2) 设140R =KΩ,210R =KΩ,2E =I mA, β =70,求该电路的输入电阻;(3) 保持⑵参数不变,选择R C 的阻值,使200io -=UU;(4) 保持⑵及⑶参数不变,求静态值U CE ,并分析晶体管始终处于线性放大状态时输入电压的最大幅值;ou iB u i题13.3图ou 题 17.3 图题17. 4图Vou i u 3(5) 保持⑵中参数不变,350io -=UU,选取R C 的阻值,并分析晶体管始终处于线性放大状态时输出电压的最大幅值。

(6) 将射极电阻R E 改为R E1和R E2相串联,且R E2被电容旁路,求电路的输入电阻和io U U (只列公式)。

解: (1) 1o 估算 E 300ΩR =B E /(1)50μA I I β=+≈1B 10500μA=0.5mA I I == 21(30.7)/7.4k ΩR I =+=由21215 3.7R R R ⨯=+ 得 122.6k ΩR = 2o精确计算:2BB1215R U R R =+;B 12//R R R =;120.64k R =(2)()be E 26mV 26300130071 1.223k Ω2r I β=++=+⨯=r i = R 1 //R 2 //r be = 40//10//1.223 = 1.06 k Ω(3) Ω=∴-=-=k 49.3 200 be io C CR r R UU β (4)1o 估算 2B E12153V, 30.7 2.3V R U U R R ===-=+ CE C C E 701515152 3.49 2.3 5.82V<V 712U I R U =--=-⨯⨯-= ()CE cc CES CE oM ,min U U U U U --= ∴ U oM =U CE -U CES =5.82-0.3=5.52V U iM = U oM / |A u |=27.6mV 2o 精确计算 2BB12153V R UR R ==+;B 12//40//108ΩR R R ===E BB B BB 20.7380.7 2.07V 71U U I R =--=-⨯-= CEC C E 701515152 3.49 2.07 6.05V<V 712U I R U =--=-⨯⨯-=U oM =U CE -U CES =6.05-0.3=5.75VU iM = U oM / |A u |=28.75mV (5)o i be350 6.115k ΩC C U RR U r β=-=-∴= ()CE B 70152 6.1150.70.642V 71U U =-⨯⨯--= ()CE cc CES CE oM ,min U U U U U --= U oM =U CE -U CES =0.642-0.3=0.342V(6) r i = R 1 //R 2 // [r be + (1+β) R E1]E1be io )1( R r R UU Cββ++-=补充题1:图示放大电路中,Ω=k 500B R ,Ω=k 3C R ,12CC =U V ,100β=,7.0BE =U V 。

1. 求电路中晶体管的静态工作点; 2. 画出放大电路的微变等效电路;3. 计算放大电路的输入电阻i r 和输出电阻o r ;4. 计算放大电路的电压放大倍数uo A ;5. 将图示信号源和3k Ω的负载电阻分别接入上述放大器的输入端和输出端,试求负载电压o u ;6. 若将两个 (r i1≥20k Ω; r o1 ≤50Ω;A uo 约为1)的射极输出器分别插接在放大器的输入端和输出端,求此时的负载电压o u 。

解:1. B CC B (0.7)(120.7)50022.6μA I U R =-÷=-÷≈C B 1000.0226 2.26mA I I β==⨯≈CE CC C C 12 2.263 5.22V U U I R =-=-⨯= 2.3. be B 26mV 26200200 1.35k Ω0.0226rI =+=+= r i = R B //r be = 500//1.35 = 1.35 k Ω ; r o = R C = 3 k Ω4. o uo i be 1003222.21.35C U R A U r β⨯==-=-=- 5. L u i be //100 1.5111.11.35C L R R U A U r β⨯==-=-=-u ou mVt ωu iL us S 1.35111.163.81 1.35U A U ==⨯-=-+ o 63.820sin 1276sin mV= 1.276sin V u t t t ωωω=-⨯=--6.Lu i u1s 20 1.3510.91811+20 1.350.05u A u '==⨯⨯=≈+ i i1u2u0i1o i 20222.2193.2203u r A A r r u ''===-⨯≈-++'(若r i1>> r o 时,u2u0222.2A A ≈=-)(或 i1i u2be i //1003//20193.21.35C R R u A r u β''⨯==-=-≈-') L u3i 310.984130.05u A u ==⨯=≈+''o 193.220sin 3864sin mV= 3.864sin V u t t t ωωω=-⨯=--补充题2:图示电路中,已知B133k R =Ω,B210k R =Ω,C E L S 3k R R R R ====Ω,BE 0.7V U =,50β=。

试求:1. 电路中晶体管的静态工作点;2. 画出小信号模型;3. 输入电阻i r 和输出电阻o r ;4. 电压放大倍数u A 和源电压放大倍数us A解:1. CC B2B B1B2 2.79V U R U R R ⨯==+ ;B1B2BB1B27.674k ΩR R R R R ⨯==+ 3B B B E 0.72.091013.01μA (1)160.674U I R R β-==⨯=++C B 500.0130.65mA I I β==⨯=CE CC C C E E 120.653510.01338.061V U U I R I R =--=-⨯-⨯⨯= 2.uu i3.be B 26mV 26200200 2.2k Ω0.013rI =+=+= r i = R B //r be = 7.674//2.2 = 1.71 k Ω ; r o = R C = 3 k Ω4. L U i be //50 1.534.092.2C L R R U A U r β⨯==-=-=- i US U S i 1.71(34.09)12.3831.71r A A R r =⨯=⨯-=-++17.5已知信号源开路电压μV sin 2100S t u ω=,内阻R s =1k Ω,负载R L =1k Ω。

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