14 二极管和晶体管14.3 二极管14.3.2在图1所示的各电路图中，E = 5V ，u= 10 sin ωtV ，二极管D的正向压降i可忽略不计，试分别画出输出电压u的波形。
[ 解]图1: 习题14.3.2图(a) u i为正半周时，u i> E，D导通；u i < E，D截止。
u i为负半周时，D截止。
D导通时，u0 = E；D截止时，u o = u i。
(b)u i为正半周时；u i > E，D导通；u i < E，D截止。
u i为负半周时，D截止。
D导通时，u0 = u i；D截止时，u0 = E。
u0的波形分别如图2(a)和(b)所示。
图2: 习题14.3.2图14.3.5在图3中，试求下列几种情况下输出端电位V Y 及各元件中通过的电流。
(1)V A = +10V ，V B = 0V ；(2)V A = +6V ,V B = +5.8V ;(3)V A = V B = +5V .设二极管的正 向电阻为零，反向电阻为无穷大。
[解]图 3: 习题14.3.5图(1) 二极管D A 优先导通，则10V Y = 9 × 1 + 9V = 9VV Y 9I D A = I R == A = 1 10 R 9 × 103A = 1mAD B 反向偏置，截止，I D B = 0(2) 设D A 和D B 两管都导通，应用结点电压法计算V Y ：V Y = 6 5.8 + 1 1 1 11 V = 11.8 × 9 V = 5.59V < 5.8V + + 19 1 1 9可见D B 管也确能导通。
I D A= 6 − 5.59 A = 0.41 × 10−3 1 × 103A = 0.41mAI D B = 5.8 − 5.59 A = 0.21 × 10−3 1 × 103 5.59A = 0.21mAI R= A = 0.62 10−39 × 103A = 0.62mA(3) D A 和D B 两管都能导通5 5 +V Y = 1 1 1 1 1 V = 4.74V + + 1 1 9 V Y 4.74I R= = A = 0.53 10 R 9 × 103A = 0.53mAI D A= I D B = I R =2 0.53mA = 0.26mA 214.4 稳压二极管14.4.2有两个稳压二极管D Z 1和D Z 2，其稳定电压分别为5.5V 和8.5V ，正向压降都 是0.5V 。
如果要得到3V 的稳定电压，应如何连接？ [解]应按图4(a)或(b )连接，U Z = 3V 。
图中R 1、R 2 是限流电阻。
图 4: 习题14.4.2图14.5 晶体管14.5.1有两个晶体管分别接在电路中，今测得它们管脚的电位（对“地”）分别如 下表所列：晶体管I晶体管II试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管？是N P N 型还是P N P 型？ [解]N P N 型：集电极电位最高，发射极电位最低，U B E> 0；P N P 型；发射极电位最高，集电极电位最低，U< 0。
B E硅管：基极电位与发射极电位大约相差0.6V 或0.7V ；锗管：基极电位与发射极电位大约相差0.2V 或0.3V 。
由此可知：晶体管I：N P N 型，硅管，1 −B、2 −E、3 −C；晶体管II ：P N P 型，锗管，1 −C、2 −B、3 −E。
14.5.3如何用万用表判断出一个晶体管是N P N 型还是P N P 型？如何判断出管子的三个管脚？锗管或硅管又如何通过实验区别出来？[解](1) 先判断基极将插入万用表“-”（实为表内电源正极）插孔的测试笔轮流接任一管脚，而后将另一测试笔分别接另外两个管脚，如果两次测得管脚间的电阻同为低电阻（BE极间和BC 极间的P N 结上加正向电压）或同为高电阻（上述极间的P N 结上加反向电压），则接万用表“-”插孔的是基极。
(2) 判断是N P N 型管还是P N P 型管在(1)中，测得管脚间的电阻同为低电阻时，则为N P N 型管；测得同为高电阻时，则为P N P 型。
(3) 判断集电极对已知的N P N 型管或P N P 型管照图5所示的两种方法接线，未知管图5: 习题14.5.3图脚1和2用测试笔分别接万用表的“+”，“-”插孔（注意，“-”插孔接表内电源的正极），比较两种接法1，2管脚间的电阻高低。
对N P N 型管，电阻较低时接“-”插孔的是集电极；对P N P 型管，电阻较低时接“+”插孔的是集电极。
(4) 判断是锗管还是硅管B，E极间正向压降在0.6 ∼0.7V 时为硅管；在0.2 ∼0.3V 时为锗管。
14.5.4图6: 习题14.5.4图[解]在图6所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？设UB E= 0.6V 。
计算结果见下表。
B =βB B15 基本放大电路15.2 放大电路的静态分析15.2.3在图1中，若UC C= 10V ，今要求U C E= 5V ，I C = 2mA，试求R C 和R B 的阻值。
设晶体管的β= 40。
[解]图1: 习题15.2.3图由UC E= U C C−R C I C可求R C =U C C−U C EI C=10 −5Ω= 2.5kΩ2 ×10−3I C 2I B≈=mA = 0.05mAβ40R B≈U C CI B10=kΩ= 200kΩ0.0515.3 放大电路的动态分析15.3.2在习题1图所示的固定偏置放大电路中，UC C= 9V ，晶体管的β= 20，I C = 1mA。
今要求|A u|≤100，试计算R C ，R B及U C E。
I C 1=mA = 0.05mA β20U C C I B9=kΩ= 180kΩ0.0526[200 + (20 + 1) ×1.05]Ω= 720Ω= 0.72kΩβR Cr be(空载时|A u|最大)|A u|r beβ=100 ×0.7220kΩ= 3.6kΩU C C−R C I C = (9 −3.6 ×1)V = 5.4V有一放大电路如习题1图所示，其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直流负载线如图2所示。
试问：(1)RB,R C,R L各为多少？(2)不产生失真的最大输入电压UiM为多少？(3)若不断加大输入电压的幅值，该电路首先出现何种性质的失真？调节电路中哪个电阻能消除失真？将阻值调大还是调小？(4)将电阻RL调大，对交、直流负载线会产生什么影响？(5)若电路中其他参数不变，只将晶体管换一个β值小一半的管子，这时IB ，IC，UC E及|Au|将如何变化？[解]图2: 习题15.3.3图由图2可知，静态值为电源电压为电流放大系数为I C = 2mA, I B = 40µA, U C E= 5VU C C= 10Vβ=I CI B2=0.04= 50(1)R B ≈U C C I B10 = k Ω = 250k Ω0.04R C =由交流负载线可得U C C − U C E I C = 10 − 5k Ω = 2.5k Ω2由此得1 tan α0 = , 0 L2 = 8 − 5 1 , R 00 L = 1.5k Ω R 0R C R L R L = R C R 0 = 2.5 × 1.5 k Ω = 3.75k ΩL =C (2) 由图2可知+ R LR C − R 0 2.5 − 1.58 − U C E Q = (8 − 5)V = 3V U C E Q − U C E S = (5 − 0.3)V = 4.7V不失真的最大输出电压约为U oM = 3V ，先求出|A u |后，再求不产生失真 的最大输入电压U iM26(mV ) 26r be = 200(Ω) + (1 + β)E = [200 + (1 + 50) (mA )]Ω = 0.86k Ω 2 |A u | =于是βR 0 r be = 50 × 1.5 0.86U iM == 87U oM |A u |3= V = 34.5mV 87(3) 首先产生截止失真，这时可调节R B ，减小其阻值以增大I B ，将静态工作点Q 上移一点。
(4) 将R L 阻 值 增 大 ， 不 影 响 直 流 负 载 线 ， 通 过Q 点 的 交 流 负 载 线 与 横 轴的α0角将有所减小。
(5) I B 不变，I C 约减小一半，U C E 增大，|A u |将减小一半。
15.3.4已知某放大电路的输出电阻为3.3k Ω，输出端开路电压的有效值U o 0 = 2V ， 试问该放大电路接有负载电阻R L = 5.1k Ω时，输出电压将下降到多少？ [解]U oL = o 或R LR L + R LE o =o5.1 R L + R LU o 0U oL =o + R LU o 0 = 3.3 + 5.1 × 2V = 1.2V15.3.5在图3中，UC C= 12V ，R C = 2kΩ，R E = 2kΩ，R B = 300kΩ，晶体管的β= 50。
电路有两个输出端。
试求：(1)电压放大倍数A u1 =出电阻ro1和ro2。
[解]U˙o1U˙i和Au2=U˙o2U˙i；(2)输图3: 习题15.3.5图I B=U C C−U B ER B + (1 + β)R E=12 −0.6mA = 0.028mA300 + (1 + 50) ×2I E= (1 + β)I B = (1 + 50) ×0.028mA = 1.43mA26r be = [200 + (1 + 50) ×1.43]Ω= 1127Ω≈1.13kΩ从集电极输出：A u1 =U˙o1U˙i= −beβR C+ (1 + β)R E= −50 ×2≈−11.13 + (1 + 50) ×2r o1 ≈R C = 2kΩ从发射极输出：A u2=U˙o2U˙i=r be(1 + β)R E1+ (1 + β)R E≈r o2≈r be + R0βr be≈β1130=50Ω= 22.6Ω式中，R0= RS//R B，设信号源内阻R S≈0，则R0≈0。
15.4 静态工作点的稳定15.4.2在教材图15.4.1所示的分压式偏置放大电路中，已知UC C= 24V ，R C = 3.3kΩ，R E = 1.5kΩ，R B1 = 33kΩ，R B2 = 10kΩ，R L = 5.1kΩ，β = 66，并设RS≈0。
(1)试求静态值I B，I C 和U C E；(2)画出微变等效电路；(3)计算晶体管的输入电阻rbe ；(4)计算电压放大倍数Au；(5)计算放大电路输出端开路时的电压放大倍数，并说明负载电阻RL对电压放大倍数的影响；(6)估算放大电路的输入电阻和输出电阻。