2022年2022年静态工作点[ .pdf

计算机电路第七章参考答案第1页习题七7-1什么是静态工作点？如何设置静态工作点？若静态工作点设置不当会出现什么问题？估算静态工作点时，应根据放大电路的直流通路还是交流通路？答： 所谓静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这就可以设置静态工作点。若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。估算静态工作点是根据放大电路的直流通路。7-2试求题图 7-1 各电路的静态工作点。设图中的所有三极管都是硅管。解：图 (a)静态工作点VRIUUmAIIAmAIcccccebcb3.14101107. 9247.9194.050194194.0101207. 024333图(b)和图 (c)的发射结反向偏置，三极管截止，所以Ib=0，Ic=Ib0，三极管工作在截止区， UceUcc。图(d)的静态工作点)1.3712(10)212(1065.212)()6(665. 226026. 0165. 21027. 06333eccceecebeRRIUmAIIAmAIImAI依此 Ic电流， 在电阻上的压降高于电源电压，这是不可能的， 由此可知电流要小于此值，即三极管工作在饱和状态。图(e)的静态工作点VRIUUmAIIIImAIVUeeccceebeceB3.161021085.3240475. 018085.3185. 31027.08810310)6030(24333337-3放大电路的输入电阻与输出电阻的含义是什么？为什么说放大电路的输入电阻可+24V +12V +24V +6V -6V +24V RbRcRcRc120k 1k 2k 2k ReRcRb230k 2k 12k 60k =50 =20 =100 Rb=100 =80 3V 6V ReRb1Re2k 30k 2k (a) (b) (c) (d) (e) 题图 7-1 习题 7-2 电路图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 计算机电路第七章参考答案第2页以用来表示放大电路对信号源电压的衰减程度？放大电路的输出电阻可以用来表示放大电路带负载的能力？答：输入电阻就是将放大电路看为一个四端元件，从输入端看入的等效电阻。即输入端的电压与输入端的电流之比。输出电阻也是将放大电路看作一个四端元件，从输出端看的等效电阻。即戴维南等效电路的内阻。因为信号源为放大电路提供输入信号，由于信号源内阻的存在，因此当提供给放大电路的信号源是电压源串电阻的形式时，输入电阻越大， 则放大电路对信号源的衰减越小；若信号源是电流源与电阻并联，则输入电阻越小，放大电路对信号源的衰减越小。放大电路我们可以根据戴维南等效电路将其化简为一个电压源与电阻的串联形式，输出电阻可以看作一个电源的内阻，因此，输出电阻越小，放大电路的带负载能力越强。请参看下图，可以增强对上面文字描述的理解。7-4放大电路组成的原则有哪些？利用这些原则分析题图7-2 各电路能否正常放大，并说明理由。解： 组成放大电路的原则是：发射结正向偏置，集电结反向偏置。(a)满足集电结反向偏置，但是不满足发射结正向偏置，所以该电路无放大作用。(b)电路满足发射结正向偏置，但不满足集电结反向偏置（基极电位为0，集电极电位也为 0） 。(c)该电路静态满足发射结正向偏置、集电结反向偏置，静态工作点设置正确，但是由于电容 Cc在动态情况下将Rc短路，因此，动态放大信号无法从集电极取出，故也无放大作用（因为 Rc与负载并联，若Rc短路，则负载电阻RL也为 0） 。+UCC+UCC RcC2RcC2RbRcCcC1C1C1C2RbUBBRbUEE (a) (b) (c) +UCC+UCC+UCC RcRbRcRbRc C2C1CbReCe (d) (e) (f) 题图 7-2 习题 7-4 电路图+ Ii + UsRsUiri - - + Rs + Uiri Us- - + ro + UoRL Us- - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 计算机电路第七章参考答案第3页(d)尽管该电路具备了发射结正向偏置，集电结反向偏置，但由于基极没有限流电阻，所以基极电流很大，导致放大电路工作在饱和区，所以也不能正常放大信号。(e)耦合电容具有隔直作用，所以C1将加在发射结的正向偏置隔离，电路无放大功能。(f)该电路的静态工作点设置既满足了发射结正向偏置，集电结反向偏置，但是由于Cb对于交流信号可以看作短路，所以该电路尽管静态工作点具备了放大功能，但是，交流输入信号无法加入放大电路，所以该电路也没有放大功能。7-5 电路如题图7-3(a)所示，三极管的输出特性曲线如题图7-3(b)所示：（1）作出直流负载线；（2）确定 Rb分别为 10M 、560k和 150k时的 ICQ、UCEQ；（3）当 Rb=560k, Rc改为 20k ，Q 点将发生什么样的变化？三极管工作状态有无变化？解： (1)直流负载线方程为：cceIU512，直流负载线见图。(2)由图 (b)可知， Ib=40A IC=2mA 。所以50402000bcII当 Rb=10M VRIUAAIIAIcCQCEQbCQb7.11105105.5612125.5613.15013.110107.012366此时直流工作点位于截止区（参见图）。当 Rb=560kVRIUmAAAIIAIcCQCEQbCQb7105101121211000205020105607. 012333此时工作点在放大区（参见图）。当 Rb=150k)85.1812(1051077.3121277.3755075101507.012333cCQCEQbCQbRIUmAAIIAI+12V Rc Rb5k uo RLui5k (a) 电路图ic(mA) 5 4 3 2 1 0 题图 7-3 习题 7-5 电路与特性曲线iB=80A 60A 40A 20A 2 4 6 8 10 12 uce(V) (b) 输出特性曲线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 计算机电路第七章参考答案第4页因为 Uce不可能为负，因此，此种情况意味着bcII，即当 Ib达到一定程度，Ic已达到饱和（发射极发射的电子已全部被集电极收集，再增加Ib将不会引起Ic增加），在三极管处于饱和状态时，Uce0，三极管工作在饱和区（参见图）。(3) 当 Rb=560k, Rc改为 20k时，20121020101121211000205020105607. 012333cCQCEQbCQbRIUmAAAIIAI由此可知，静态工作点移到饱和区。直流负载线如图（粗线）所示。7-6 电路如题图7-4 所示，设耦合电容的容量均足够大，对交流信号可视为短路，Rb=300k，Rc=2.5k， UBE=0.7V ，=100，r bb=300。（1）试计算该电路的放大倍数Au，ri，ro（2）若将输入信号的幅值逐渐增大，在示波器上观察输出波形时，将首先出现哪一种失真？（3）若将电阻调整合适的话，在输出端用电压表测出的最大不失真电压的有效值是多少？解： （1）计算该电路的放大倍数Au，ri，ro先求静态工作点mAIIAIbcb220103007.07.63mAIIIcbe02.2VRIUUccccce7.1102105.27.633kmAImVrrebbbe6. 102.226101300261下面先画出交流通路，然后依据交流通路计算动态参数1256.15. 2105. 210100beLurRAkrRrbebi59.16. 13006. 1300/kRrco5.2(2)由方程及Ic的静态工作点知：VIRIUUcccccce7. 1102105.27. 65.27.633所以， 若将输入信号的幅值逐渐增大，在示波器上观察输出波形时，首先会出现饱和失真(因为，静态工作点偏高，接近饱和区)。（3）若将电阻调整合适的话，在输出端用电压表测出的最大不失真电压的有效值是应该是（大约） ：+6.7V RbRc C1C2+ + RLui10k uo - - 题图 7-4 习题 7-6 电路图+ Ib uiRbrbeIbRcRL 上述电路的交流通路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 计算机电路第七章参考答案第5页VU37.2235. 3227.6即静态工作点正好设置在Uce的中点，它输出波形的最大幅值大约如上。7-7 共集电极放大电路有哪些特点？共基极放大电路有何特点？试将三种组态放大电路的性能进行比较，说明各电路的适合场合。答：共集电极放大电路的电压放大倍数近似为1，且输入与输出电压同相，即输出电压近似为输入电压，故，共集电极电路又称为射极跟随器，但对电流具有放大作用，更重要的是它使得输入电阻增大，输出电阻减小， 这一特点对改善放大电路的输入、输出特性很重要，因此，功集电极放大电路常用作为多级放大电路的中间级、输入级或输出级。共集电极放大电路的特点与性能与在上面描述，共发射极与共基极放大电路对电压都具有放大作用， 且在电路参数一致的情况下，放大倍数也相等，但共发射极电路输入与输出反相，而共基极放大电路的输入与输出则同相，另一个不同点是：共基极放大电路的输入电阻比共发射极的小，输出电阻反而大。所以，共发射极电路使用广泛，而共基极放大电路适合输入信号是恒流源或作为恒流源输出时的场合。7-8 用示波器分别测得某NPN 型管的共射极基本放大电路的三种不正常输出电压波形如图 7-5 所示。试分析各属于何种失真？如何调整电路参数来消除失真？答：图 (a)的输出波形说明输出电压的正半周导致失真，其原因是静态工作点偏低所导致，所引起的失真是截止失真，解决办法是将静态工作点上移，即将基极的直流电流调大即可。图(b)与图 (a)恰好相反，是由于静态工作点偏高引起的饱和失真，故解决办法是减小基极的静态电流，使静态工作点下移。图(c)中输出电压的正、负半周都出现失真，说明输入信号过大导致输出幅度过大而引起得失真， 若无法减小输入信号得情况下，只能调整放大电路的放大倍数，减小放大倍数可以是更换放大倍数较小的三极管或调整负载电阻（如Rc）等手段。uououo 0 t0 t0 t (a) (b) (c) 题图 7-5 习题 7-8 的电压波形名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 电路与电子技术基础第八章参考答案第1页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -