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第一章功率电子线路习题解答案

第一章 功率电子线路习题解1-3当%401=C η时,W.//P P C O D 250040100011===η,W P P P O D C 150011=-=。

当%702=C η时,W P P C O D 57.428.17.0/1000/22===η,W.P P P O D C 5742822=-=。

所以,W P D 43.107157.14282500=-=∆,W..P C 431071574281500=-=∆1- 5无散热片时,W C R R R ca th jc th th /37361)()(︒=+=+=,C Tao ︒=25:W./)(R /)T T (P th ao jM CM7833725165=-=-=CTa ︒=60:W R T T P th a jM CM 84.237/)60165(/)(=-=-=。

有散热片时,W /C ..R R R R sa )th (cs )th (jc )th (th︒=++=++=351501,C Tao ︒=25:W ./)(R /)T T (P th a jM CM67463251650=-=-=CTa ︒=60:W/)(R /)T T (P th a jM CM353601650=-=-=。

1- 6(1) 当Ω=10L R 时做负载线,取负载线在放大区内的中点作为静态工作点Q ,则由图得mA I V V CQ CEQ 220,6.2==,mA I I bm BQ 4.2==,V V V V sat CE CEQ cm 4.2)(=-=,mAI I CQ cm 2201==,mWI V P cm cm L 264102204.221213=⨯⨯⨯==-,W I V P CQ CC D 1.122.051=⨯==,%241.1/264.0/===D L C P P η。

图题1-6(2) 当Ω=5L R ,mA I I BQ BQ 4.212==时,V V CEQ 8.32=,mA I CQ 2302=,VV V V CEQCC cm 2.18.352=-=-=,mA I I CQ cm 2602==,mWP L 156102602.1213=⨯⨯=-,W I V P CQ CC D 3.126.052=⨯==,%123.1/156.0/===D L C P P η。

(3) 当Ω=5L R ,3Q 点在负载线放大区内处于中点时,V V CEQ 75.23=,mA I CQ 4603=,mA.I BQ 643=mA I bm 4.2=,V V CE 55.1min =,V V V V CE CEQ cm 2.155.175.2min 3=-=-=,mA I cm 240460700=-=,mWI V P cm cm L 144102402.121213=⨯⨯⨯==-,W P D 3.21046053=⨯⨯=-,%26.63.2/144.0/===D L C P P η(4)当43Q Q =,充分激励时,mA I I CQ cm 4603==,V V V V CEQ CC cm 25.275.253=-=-=,mWI V P cm cm L 5.5171046025.221213=⨯⨯⨯==-,W P D 3.246.05=⨯=,%5.223.2/105.517/3=⨯==-D L C P P η1- 7如图,BE 和CD 分别为Ω='K R L5的交流负载线和Ω=K R L 10的直流负载线,静态工作点为a Q (交 流负载线中点),由于CC V BC AB OA 31===,所以,L CC LCC a max o R /V R /V P '='=22)(181)31(21。

图(b ):CF 为交、直流负载线,b Q 为负载线中点,由于CCmc V V 21=,所以LCC L CC b max o R /V R /V P '='=22)(81)(21。

图(c ):MN 为交流负载线,CG 为直流负载线,c Q 为交流负载线的中点,由于CCcmV V =,所以LCCc max o R /V P '=2)(21图中BE 、CF 、MN 三线平行。

根据上述结果得:36:9:4::=P P P图题1-71-8(1) 按V V CC 15=,Ω='50LR 作交流负载线AB ,得静态工作点1Q ,VV CEQ 15=A I I cm CQ 3.0==,V V Vcm CC 15==,mA I bm 3=,因而WI V P cm cm L 25.23.0152121max =⨯⨯==,52850.R R n LL =='=,%50=C η; (2)交流负载线为AC ,静态工作点Q 2,由于CC V 、bm I 不变,因而W P L 25.2=不变; (3)交流负载线为EF ,静态工作点为Q 3,由于bm I 不变,因而L P 不变,仍为W 25.2; (4)因mA I bm 6=,所以产生截止失真。

1-9i V I V max c CC cm cm 41212121⨯== i V I V max c CC cm cm 30212121==WP max o 302=WP .max c 620=(图题1-81-10(1)扬声器短路即0='=LL R R 时,甲类:0=o P ,D C P P =,D C C P P P ==max ,安全; 乙类:每管cm CC max o max C cm CC cmCC maxc I V .P .P I V .td t sin I V P 10201602121==>==⎰ωωππ不安全。

扬声器开路即∞−→−'LR 时,使0=o P ,D C P P =,甲类:CM D C P P P <=但CEO BR CE V V )(max >>,不安全。

乙类:0===D C O P P P ,CC CE V V 2max ≈,安全。

(2)集电极负载不匹配,O P 减小,安全。

(3)输出半波信号,严重失真,另一管安全。

1-11L R 偏大或偏小时,对CM I 、CEO BR V )(的要求偏面。

例如Ω=2L R 时,要求CEO BR V )(为V 18,但CM I 却要达到A 5.4,使被选管在满足CM I 时,CEO BR V )(必大大超过V 18。

乙类变压器耦合 互补推挽(单电源)若21max o max o P P =,则互补推挽电路的V CC 应为变压器耦合电路的2倍。

1-13因为 L cm L R I P 221=,所以A R P I LL cm 5.282522=⨯==,VR I V L cm cm 2085.2=⨯==。

图题1-13(1)WR I P L cm L 1682212122=⨯==;(2)W I V P cm CC D 47.25240/1/=⨯⨯==ππWP P P L D C 74.4)(21=-=;(3)8.040/2282/=⨯⨯==CC cm V V ξ,%83.624/=⨯=ξπηC 。

1- 161- 17通过R 1的电流1)(1)(R /V V I EE on BE R --=,1)(1652221R V V I I I on BE EE R CQ CQ -===,)/(/655R R R V V KO f fV+==。

1-18 (1)101110011)/(11=+=+=f fVR R R K,1011=≈fVVf KA ;(2)W R V P L C o 888/22===。

1-191A 为同相放大器,212321=+=R R R A V ,11V i O A V V ⋅=。

2A 为反向放大器,1642-=-=R R A V ,12012O V O V A V V -=⋅=,4221121==-=V o o Vf A V V V A 。

图题1-16由图题1-20中各图求得: 图(a ):因为IV R i 4=,IV R L 4=,所以16144==IV I V R R Li ,Li C R R IV Z 414===图(b ):因为21122V V V V +==,所以212V V =,1221V V =,IVI V R i 12==,IV I V R L12214==, 得16=Li R R ,L i C R R I V Z 8211===,L i C R R I V Z 28122===图(c ):因为I V R i 2=,I V R L 2=,所以422==I V I VR R L i ,Li C RR I V Z 221===图(d ):因为I V R i 3=,I V R L 3=,所以933==IV I VR R L i ,L i C C C R R IV Z Z Z 33121=====图(e ):因为IV R i 3=,IV R L 3=,所以9133==IV IVR R Li ,L i C C R R IV Z Z 31321====,i L C R R IV Z 933===图题1=20因为 IV I V R i i 5==,IV R O L 5=,V V O =,所以L O i R IV R 255==,LC R IV Z 5==。

1-22T r1-T r3均为魔T 混合同相功率合成网络,T r4为41:传输线变压器,所以12.25Ω=41=LC3R R 。

由隔离条件 Ω==504C33R R ,Ω===252C3C2C1R R R ,Ω===1004C121R R R ,50Ω= =1i R R 。

1-23T r1为不均衡—对称变换器,Ω=50Z C1, T r2﹑T r3传输线变压器和负载R L (即T 1 ﹑T 2的输 入阻抗)如图1-23所示,由图可知:50Ω =R i ,3IV =R L ,933==IVI V R R Li ,即T r2﹑T r3组成1:9阻抗变换器,R L =9i R =950=5.6Ω,晶体管T 1﹑T 2的输入阻抗R i1=R i2=21R L =2.8Ω,Z c2=Z c3=IV =31R i=16.7Ω. T r5为1:4传输线变压器,Z c5=21R L =25Ω,R i5=12.5Ω; T r4为对称-不对称变换器,Z c4= R i5=12.5Ω;T r6组成魔T 混合网络,起反相功率分配功能;T r7组成魔T 混合网络,起反 相功率合成功能。

∵ 3.125Ω= R 41=R =R i4C74 ∴呈现在T 1﹑T 2管输出端的负载Ω=== 6.252 C7b a R R R 。

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