第2章模拟电子技术基础(第4版)课后习题答案(周良权)

·6·第2章半导体三极管及其基本放大电路一、填空题2．1BJT用来放大时，应使发射结处于偏置，集电结处于偏置；而工作在饱和区时，发射结处于偏置，集电结处于偏置。2．2温度升高时，BJT的电流放大系数，反向饱和电流CBOI，发射结电压BEU。2．3用两个放大电路A和B分别对同一个电压信号进行放大，当输出端开路时，OBOAUU；都接人负载LR电阻时，测得OBOAUU，由此说明，电路A的输出电阻比电路B的输出电阻。2．4对于共射、共集和共基三种基本组态放大电路，若希望电压放大倍数大，可选用组态；若希望带负载能力强，应选用组态；若希望从信号源索取电流小，应选用组态；若希望高频性能好，应选用组态。2．5FET是通过改变来改变漏极电流(输出电流)的，所以它是一个器件。2．6FET工作在可变电阻区时，Di与DSu基本上是关系，所以在这个区域中，FET的d、s极间可以看成一个由GSu控制的。2．7FET的自偏压电路只适用于构成的放大电路；分压式自偏压电路中的栅极电阻SR一般阻值很大，这是为了。二、选择正确答案填写(只需选填英文字母)2．8BJT能起放大作用的内部条件通常是：(1)发射区掺杂浓度(a1．高，b1．低，c1．一般)；(2)基区杂质浓度比发射区杂质浓度(a2．高，b2．低，c2．相同)，基区宽度(a3．高，b3．窄，c3．一般)；集电结面积比发射结面积(a4．大，b4．小，c4．相等)。2．9测得BJTIB=30μA时，IC=2.4mA；IB=40μA时，IC=3mA，则该管的交流电流放大系数为(a．80，b．60，c．75)。2．10用万用表判别放大电路中处于正常工作的某个BJT的类型(指NPN型还是PNP型)与三个电极时，以测出最为方便(a．各极间电阻，b．各极对地电位，c．各极电流)。2．11既能放大电压，也能放大电流的是组态放大电路；可以放大电压，但不能放大电流的是组态放大电路；只能放大电流，但不能放大电压的是组态放大电路(a．共射，b．共集，c．共基)。2．12某FET的IDSS为6mA，而IDQ自漏极流出，大小为8mA，则该管是(a．P沟道JFET，b．N沟道JFET，c．P沟道耗尽型IGFET，d．N沟道耗尽型IGFET，e．P沟道增强型IGFET，f．N沟道增强型IGFET)。2．13P沟道增强型IGFET的开启电压)(thGSU为(a1．正值，b1．负值，c1．零·7·值)，P沟道耗尽型IGFET的夹断电压)(offGSU为(a2．正值，b2．负值，c2．零值)。三、判断下列说法是否正确(用、／或×号表示)2．14通常的BJT在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。()2．15有两个BJT，其中第一个管子的1=150，，ICEO1=200μA，第二个管子的2=50，ICEO2=10μA，其他参数一样。由于12，因此第一个管子的性能优于第二个管子的性能。()2．16BJT的输入电阻ber。可以用万用表的“Ω”挡测出。()2．17当输入电压为正弦波时，如果PNP管共发射极放大电路发生饱和失真，则基极电流iB的波形将正半波削波；()集电极电流iC波形将负半波削波；()输出电压uO的波形将正半波削波。()2．18由于JFET与耗尽型MOSFET同属于耗尽型，因此在正常放大时，加于它们栅、源极间的电压uGS只允许一种极性。()2．19由于FET放大电路的输入回路可视为开路，因此FET放大电路输入端的耦合电容Cb一般可以比BJT放大电路中相应的电容小得多。()解答：2.1正向反向正向正向2.2增大增大减小2.3大2.4共射共基共集共基2.5输入信号电压电压型控制2.6线性增加可变电阻2.7耗尽型FET（含JFET）减小Rg1、Rg2的分流作用增大放大电路的输入电阻2.8(a1)(b2)(b3)(a4)2.9(b)2.10(b)2.11(a)(c)(b)2.12(c)2.13(b1)(a2)2.14(×)2.15(×)2.16(×)2.17(×)(×)(√)2.18(×)2.19(√)·8·2．20测得放大电路中两个BJT中的两个电极的电流如图题2．20所示。(1)求另一电极电流的大小，并标出其实际极性；(2)判断是NPN管还是PNP管；(3)标出e、b、c电极；(4)估算值。2.20解答：（1）、（2）、（3）见图题解2.20（4）（a）=IC/IB=1.8mA/0.03mA=60（b）=IC/IB=2mA/0.02mA=100（a）（b）图题解2.202.21用直流电压表测得放大电路中的几个BJT的三个电极电位如表题2．21所示，试判断它们是NPN型还是PNP型，是硅管还是锗管，并确定每个管子的e、b、c极。2.21解答：解答见下页表中黑体字ⅠⅡⅢⅣ·9·U1/V2.8b2.9b8.5c8.8bU2/V2.1e2.6e8.8b5.5cU3/V2.7c7.5c8.7e8.3e管型NPN硅管NPN锗管PNP硅管PNP锗管2.22某BJT的极限参数，ICM=100mA，PCM：150mW，U(BR)CEO=30V，若它的工作电压UCE=10V，则工作电流IC不得超过多大?若工作电流Ic=1mA，则工作电压的极限值应为多少?2.22解答：若UCE=10V，则ICPCM/UCE=150mW/10V=15mA；若IC=1mA，则UCE=PCM/IC=150mW/1mA=150V，此电压大于U(BR)CEO=30V，故工作电压的极限值应为30V。2．23对于图题2．23所示固定偏流式放大电路，已知IC=1．5mA，VCC=12V，=20，若要求Au=80，求该电路的Rb和Rc。设电路中的BJT为硅管。2.23解答：IB=IC/=1.5mA/20=0.075mARb=(12–0.7)V/0.075mA=151krbe=300+(1+20)×26mV/1.5mA=664Rc=Aurbe/=80×0.664k/20=2.66k2.24图题2．24所示放大电路中BJT为硅管，=50，今用直流电压表测出了8组不同的UB、UE、UC值，如表题2．24所示，试分析各组电路的工作是否正常，若不正常，指出其可能出现的问题(如元件短路或断路)2.24解答：图题2.24所示电路在正常放大时·10·IB=(5–0.7)V/[200+(50+1)×0.1]k=0.021mAIE≈IC=50×0.021mA=1.05mAUB=0.7V+1.05mA×0.1k=0.81VUE=1.05mA×0.1k≈0.11VUC=5V–1.05mA×2k=2.9V将以上数据与表题2.24中的数据比较分析，得出结论列入表中：ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧUB/V00.810.710.7050.91指针微动UE/V00.11指针微动0000.21指针微动UC/V02.8652.85550.915结论电源未接入不能正常工作处于正常放大工作状态三极管内部集电结断路不能正常工作Re短路电路能正常放大Rb断路电路不能正常工作三极管内部发射结断路或Re断路不能正常工作三极管内部集电结短路或外部b、c极之间短路不能正常工作三极管内部发射结短路或外部b、e极之间短路不能正常工作2．25用直流电压表测得几个BJT的UBE和UCE如表题2．25所示，试问它们各处于何种工作状态?它们是NPN管还是PNP管?2.25解答：解答见下表ⅠⅡⅢⅣⅤⅥUBE/V–20.70.7–0.3–0.32UCE/V50.35–4–0.1–4工作状态截止饱和放大放大饱和截止管型NPNNPNNPNPNPPNPPNP·11·2．26设图题2．26所示电路中BJT为硅管，=50，当开关S分别与A、B、C三点连接时，试分析BJT各处于什么工作状态，并估算出集电极电流IC。2.26解答：当S与A点连接时，设三极管工作在放大区，则IB=(VCC–UBE)/R1=(12–0.7)V/40kΩ≈0.283mAIC=50×0.283mA=14.2mA此时ICRc=14.2mA×1kΩ=14.2VVCC，不可能出现，三极管工作在饱和区，此时饱和管压降UCES≈0.3V，则CSCCCESc()/(120.3)V/1k11.7mAIVUR当S与B点连接时，设三极管工作在放大区，则BCCECCCc(120.7)V/100k0.113mA500.113mA=5.65mA()(125.651)V=6.35VIIUVIR故知CBE6.35V,0.7V,0VUUU可见BECB,UUUU说明三极管的发射结正偏，集电结反偏，处于放大工作状态。当S与C点连接时，UB=–2V，发射结反偏，三极管工作在截止状态，则BC0,0II2．27由示波器测得由PNP管组成的共射基本放大电路的输出波形如图题2．27(a)、(b)、(c)所示。(1)试分析这些波形属于何种失真?(2)应如何调整电路参数以消除失真?2.27解答：（1）图题2.27(a)为饱和失真，(b)为截止失真，(c)为两种失真均有；（2）为消除失真(a)增大Rb，(b)减小Rb，(c)减小输入信号。·12·2．28已知图题2．28所示电路BJT为硅管，=100，负载电阻RL=2kΩ，试用小信号模型法求解下列问题：(1)不接负载电阻时的电压放大倍数；(2)接负载电阻RL=2kΩ时的电压放大倍数；(3)电路的输入电阻和输出电阻；(4)信号源内阻RS=500Ω时的源电压放大倍数。2.28解答：（1）EBCCb(1)(1)/(1100)12V/500k2.42mAIIVRbecbe300(1100)26mV/2.42mA=1.385k/1003k/1.385k216.6urARr（2）LcL//3k//2k1.2k'RRRLbe/1001.2k/1.385k86.6u'ARr（3）ibbe//500k//1.385k1.38kRRroc3kRR（4）sisi/()86.61.38k/(0.51.38)k63.6uuAARRR2．29已知固定偏流放大电路中BJT为硅管，输出特性及交、直流负载线如图题2．29所示，试求：(1)电源电压Vcc；(2)静态工作点；(3)电阻Rb、RC的值；(4)要使该电路能不失真地放大，基极电流交流分量的最大幅值Ibm为多少?2.29解答：（1）图题解2.29中直线①为直流负载线，读得电源电压VCC=6V·13·（2）在图题解2.29中，由Q点分别向横、纵轴作垂线，得BCCE20A1mA=3VIIU而BE0.7VU（3）bCCB/6V/20300kRVIcCCCEC()/(63)V/1mA=3kRVUI图题解2.29（4）图题解2.29中直线②为交流负载线，由图可见信号的负半周易出现截止失真，输出电压负半周在3V至4.6V范围内变化不会产生失真，故输出电压的最大不失真幅度为1.6V，可作图求得基极电流交流分量不失真的最大幅度bm20AI2．30已知图题2．30所示电路中BJT为硅管，=50，试求：(1)静态工作点；(2)电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；(3)电容Ce脱焊时的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；(4)若换上一只=100的管子，放大电路能否工作在正常状态?2.30解答：·14·（1）BCCb2b1b2/()16V30k/(30+60)k5.33VUVRRRCEBBEeBCCECCCce()/(5.330.7)V/2k=2.31mA/2.31mA/50=0.046mA()16V2.31mA(3+2)k=4.45VIIUURIIUVIRR（2）be300(150)26mV/2.31mA=0.874krcbeib1b2beoc/503k/0.874k171.6////60k//30k//0.874k0.84k3kuARrRRRrRR