模电课后(康华光版)习题答案4,5,6,8习题.pdf

第四章部分习题解答 413 某 BJT 的极限参数 ICM=100mA，PCM=150mW，V（BR）CEO=30V，若它的工作电压 VCE=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？解:BJT 工作时，其电压和电流及功耗不能超过其极限值，否则将损坏。当工作电压 VCE确定时，应根据 PCM及 ICM确定工作电流 IC，即应满足 ICVCEPCM及 ICICM。当 VCE=10V 时，mAVPICECMC15 此值小于 ICM=100mA，故此时工作电流不超过 15mA 即可。同理，当工作电流Ic确定时，应根据 ICVCEPCM及 VCEV（BR）CEO确定工作电压 VCE的大小。当 IC=1mA 时，为同时满足上述两个条件，则工作电压的极限值应为 30V。433 若将图题 3.3.1 所示输出特性的 BJT 接成图题 3.3.3所示电路，并设 VCC=12V，RC=1k，在基极电路中用 VBB=2.2V 和 Rb=50k串联以代替电流源iB。求该电路中的IB、IC和 VCE的值，设 VBE=0.7V。图题 3.3.1 图题 3.3.3 解:由题 3.3.1 已求得=200，故 mARVVIbBEBBB03.0 IC=IB=2000.03mA=6mA VCE=VCC-ICRc=6V 4.3.5 图题 3.3.6 画出了某固定偏流放大电路中 BJT 的输出特性及交、直流负载线，试求：（1）电源电压 VCC，静态电流IB、IC和管压降 VCE的值；（2）电阻 Rb、Re的值；（3）输出电压的最大不失真幅度；（4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？图题 3.3.6 解:（1）由图题 3.3.6 可知，直流负载线与横坐标轴的交点即VCC值的大小，故 VCC=6V。由 Q 点的位置可知，IB=20A，IC=1mA，VCE=3V。（2）由基极回路得 kIVRBccb300 由集-射极回路得 kIVVRcCCECC3（3）求输出电压的最大不失真幅度 由交流负载线与输出特性的交点可知，在输入信号的正半周，输出电压vCE从 3V 到 0.8V，变化范围为 2.2V；在输入信号的负半周，输出电压vCE从 3V 到 4.6V，变化范围为 1.6V。综合起来考虑，输出电压的最大不失真幅度为 1.6V。（4）基极正弦电流的最大幅值是 20A.4.3.9 单管放大电路如图题 3.4.2 所示，已知 BJT 的电流放大系数=50。（1）估算 Q 点；（2）画出简化 H 参数小信号等效电路；（3）估算 BJT 的输入电阻rbe；（4）如输出端接入 4k的电阻负载，计算iovVVA/及sovsVVA/。解:（1）估算Q 点 VRIVVmAIIARVICCCCCEBCbCCB4240 （2）简化的 H 参数小信号等效电路如图解 3.4.2 所示。图题 3.4.2 图解 3.4.2 （3）求rbe 863226)501(20026)1(200mAmVImVrEbe（4）求vA 116)/(beLcrberiovrRRVVAL（5）求vsA)|(|bebsbebvsiivsiiosovsrRRrRARRRAVVVVVVA 73 4.3.11 电路如图题 3.4.4 所示，已知 BJT 的=100，VBE=-0.7V。（1）试估算该电路的 Q 点；（2）画出简化的 H 参数小信号等效电路；（3）求该电路的电压增益vA，输入电阻Ri、输出电阻Ro；（4）若vo中的交流成分出现图题 3.4.4b 所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调整电路中的哪个元件？如何调整？图题 3.4.4 解:（1）估算 Q 点 VRIVVmAIIARVIccCCCEBCbCCB4440（2）简化的 H 参数小信号等效电路如图解 3.4.4 所示。图解 3.4.4 （3）求vA、Ri、Ro。BJT 的输入电阻 857426)1001(200mAmVrbe kRRrrRRrRRAcobebebibeLcv2857|6.155)|(（4）因图题 3.4.4a 中的 BJT 是 PNP 管，故图题 3.4.4b 中出现 的vo失真是截止失真；应调整Rb，使之减小，可消除此失真。4.43 射极偏置电路和 BJT 的输出特性曲线如图题 353 所示，已知=60。（1）分别用估算公式和图解法求 Q 点；（2）求输入电阻 rbe；（3）用小信号模型分析法求电压增益VA；（4）求输出电压最大不失真幅度；（5）若电路其他参数不变，如果要使 VCE=4V，问上偏流电阻为多大？图题 3.5.3 解:（1）估算法求 Q 点：VVVB41610)6020(102033 VkkIVVAIImARVVICCCCECBeBEBC75.7)32(2865.1 图解法求Q 点：图 由vCE=VCC-ic（Rc+Re）作直流负载线 MN，由纵轴 IC=1.65mA 处作水平线与 MN 交于 Q 点，则 VCE7.8V，IB28A。（2）kImVrrEbbbe2.126)1(（3）100beLvrRA 其中 kkRRRLcL26363|（4）由交流负载线 MN与输出特性曲线的交点可知，输出电压的最大不失真幅度 Vom11.1V-7.8V=3.3V。（5）当 VCE=4V 时 mARRVVIecCECCC4.2 VVRIVVVBEeCBEEB5.5 上偏流电阻 kRVVVRbBBCCb2.3821 4.5 2 在图题 3 6 2 所示电路中，已知 Rb=260k，Re=RL=5 1k，Rs=500，VEE=12V，=50，试求：（1）电路的 Q 点；（2）电压增益vA、输入电阻 Ri 及输出电阻 Ro；（3）若sV=200mv，求oV。图题 3.6.2 解:（1）求 Q 点 VRIVVmAIIARRVIecEECEBCebEEB13.6)(15.123)1(（2）求vA、Ri、R。361|3.87)|)(1(|99.0)|)(1()|)(1(35.126)1(sbbeeoLebebiLebeLevEbbbeRRrRRkRRrRRRRrRRAkImVrr（3）mVVs200时 mVVRRRAVAVsisivivo197 4.5.5 电路如图题 364a 所示。BJT 的电流放大系数为，输入电阻为rbe，略去了偏置电路。试求下列三种情况下的电压增益vA、输入电阻Ri和输出电阻Ro：vs2=0，从集电极输出；vs1=0，从集电极输出；vs2=0，从发射极输出。并指出上述、两种情况的相位关系能否用图 b 来表示？符号“+”表示同相输入端，即vc与ve同相。而符号“-”表示反相输入端，即vc与vb反相。图题 3.6.4 解:coebeiebevRRRrRRrRAC)1()1(cobeeibecvRRrRRrRA1Re)1(ebeevRrRA)1()1(1|)1(beeoebeirRRRrR、两种情况的相位关系能用图 b 表示，即将 vs1加于“-”端，vs2加于“+”端。第五章部分习题解答 5.11 图题 4.3.1 所示为 MOSFET 的转移特性，请分别说明各属于何沟道？如是增强型，说明它的开启电压 VT=？如是耗尽型，说明它的夹断电压 Vp=？（图中iD的假定正向为流进漏极 图题 4.3.1 解:由图题 4.3.1 可见：图 a 为 N 沟道耗尽型 MOSFET，其 VP=-3V；图 b 为 P 沟道耗尽型 MOSFET，其 VP=2V；图 c 为 P 沟道增强型 MOSFET，其 VT=-4V。5.1.2 一个 MOSFET 的转移特性如图题 4.3.3 所示（其中漏极电流iD的方向是它的实际方向）。试问：（1）该管是耗尽型还是增强型？（2）是 N 沟道还是 P 沟道 FET？（3）从这个转移特性上可求出该 FET 的夹断电压 VP还是开启电压 VT？其值等于多少？图题 4.3.3 解:由图题 4.3.3 可见，它是 P 沟道增强型 MOSFET，其 VT=4V。5.3.5 四个 FET 的转移特性分别如图题 4.3.4a、b、c、d 所示，其中漏极电流iD的方向是它的实际方向。试问它们各是哪种类型的FET？图题 4.3.4 解:由图题 4.3.4 可见：图 a 为 P 沟道 JFET；图 b 为 N 沟道耗尽型 MOSFET；图 c 为 P 沟道耗尽型 MOSFET；图 d 为 N 沟道增强型 MOSFET。5.2.9 已知电路参数如图题 4.4.4 所示，FET 工作点上的互导gm=1mS，设rdRd。(1)画出小信号等效电路；（2）求电压增益 v；（3）求放大电路的输入电阻Ri。解:（1）画小信号等效电路 图题 4.4.4 图解 4.4.4 忽略rd，可画出图题 4.4.4 的小信号等效电路，如图解 4.4.4 所示。（2）求 V 3.321110111RgRgVVAmdmioV（3）求Ri kRRRRgggi2075)|(213 554 电路如图题 4.5.4 所示，设 FET 的互导为gm，rd很大；BJT的电流放大系数为，输入电阻为rbe。试说明 T1、T2各属什么组态，求电路的电压增益V、输入电阻Ri及输出电阻Ro的表达式。图题 4.5.4 解:（1）T1、T2的组态 T1为源极输出器，T2为共射极电路。（2）求v beLcvbembemvrRRArgrgA)|(121 bemLcmVVVrgRRgAAA1)|(21(3)求Ri和Ro cogiRRRR 第八章部分习题解答 8.31 在图题 5.2.1 所示电路中，设 BJT 的=100，VBE=0.7V,VCES=0.5V,ICEO=0,电容C对交流可视为短路。输入信号vi为正弦波。（1）计算电路可能达到的最大不失真输出功率Pom；（2）此时Rb应调节到什么数值？（3）此时电路的效率=？试与工作在乙类的互补对称电路比较。图题 5.2.1 解：（1）求Pom WWRVVPLCESCCom07.28)22/()5.012()22/()(22（2）求 Rb 考虑到 AVVRVVIILCEScccmCQ72.0825.0122 570172.0100)7.012()(AVIVVRCQBECCb（3）求%2472.01207.2AVWIVPCQCCom 显然，比工作于乙类的互补对称电路的理想效率低很多。8.3.3 在图题 5.2.2 所示电路中，设v1为正弦波，RL=8，要求最大输出功率 Pom=9W。试求在 BJT 的饱和压降 VCES可以忽略不计的条件下，求：（1）正、负电源 VCC的最小值；（2）根据所求 VCC最小值，计算相应的ICM、|V（BR）CEO|的最小值；（3）输出功率最大（Pom=9W）时，电源供给的功率PV；（4）每个管子允许的管耗PCM的最小值；（5）当输出功率最大（Pom=9W）时的输入电压有效值。图题 5.2.2 解：（1）VCC的最小值 由 LccomRVP22 可求得 VWPRVomLCC129822（2）ICM和|V（BR）CEO|的最小值 VVVVAVRVICCCEOBRLCCCM2412225.1812)(（3）求 Pv 设 IC（AV）为电流平均值，则 WVRVIVPLCCAVCCCV46.118)12(22222)(（4）PCM的最小值 WWPPomCM8.192.02.0（5）输入电压有效值 VVVVccoi49.82/8.34 设电路如图题 5.2.2 所示，管子在输入信号v1作用下，在一周期内 T1和 T2轮流导电约 180，电源电压 VCC=20V，负载RL=8，试计算：（1）在输入信号 Vi=10V(有效值)时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率；（2）当输入信号vi的幅值为 Vim=Vcc=20V 时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。解：（1）Vi=10V 时 VVAVAVVVVimvomviim141,141022 输出功率 WWRVRVPLomLcemo25.12814212121222 每管的管耗 WWVVVRPPomomCCLTT02.541414.3142081)4(12221 两管的管耗 PT=2PT1=10.04W 电源供给的功率 PV=Po+PT=12.25+10.04=22.29W 效率%96.54%10029.2225.12%100voPP (2)%5.78%10085.3125%10085.3185.62585.642225820212120,2022122voTovccccLTTLccoccimvomCCimPPWPPPWVVRPPWWRVPVVVAVVVV时 8.43 一单电源互补对称电路如图题 5.3.3 所示，设 T1、T2的特性完全对称，vi为正弦波，VCC=12V，RL=8，试回答下列问题：(1)静态时，电容C2两端电压应是多少？调整哪个阻能满足这一要求？(2)动态时，若输出电压vo出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？(3)若R1=R2=1.1k,T1和T2的=40，|VBE|=0.7V,PCM=400mW,假设D1、D2、R2中任意一个开路，将会产生什么后果？图题 5.3.3 解：（1）静态时，C2两端电压应为 VVVccc6212,调整 R1或 R3可满足这一要求。（2）若vo出现交越失真，可增大 R2。（3）若 D1、D2或R2中有一个开路，则由于 T1、T2的静态功耗为 mWVkVVVRRVVVIPPCCBECCCEBTT15612122.27.021240223121 即 PT1=PT2PCM，所以会烧坏功放管。8.52 2030 集成功率放大器的一种应用电路如图题 5.4.2 所示，假定其输出级 BJT 的饱和压降 VCES可以忽略不计，vi为正弦波电压。（1）指出该电路是属于 OTL 还是 OCL 电路；（2）求理想情况下最大输出功率 Pom；（3）求电路输出级的效率。图题 5.4.2 解：（1）属于 OCL 电路（2）最大输出功率 WVRVPLccom06.1482)15(222（3）效率 电源供给的功率PV和效率分别为%5.789.1706.149.178)15(2222vomLCCvPPWVRVP 第六章部分习题解答 6 1 1 电路如图题 6.1.2 所示，所有 BJT 的均很大，VBE=0.7V，且 T2、T3特性相同，电路参数如图。问：(1)T2、T3和 R 组成什么电路？在电路中起什么作用？(2)电路中 T1、Rel起电平移动作用，保证vi=0 时，vo=0。求 IREF、IC3和Rel的值。图题 6.1.2 解：（1）T2、T3和 R 组成镜像电流源电路，在电路中作为 BJT T1的恒流源负载，提高带负载能力。（2）当vi=0 时，vo=0 313)103.23()7.08(3.231)127.012()(3323AVIVVRmAkVRVVVIICBEIelEEBEREFREFC 622 双端输入、双端输出理想的差分式放大电路如图题6.2.2 所示。求解下列问题：（1）若vil=1 500V,vi2=500V，求差模输入电压vid，共模输入电压vic的值；（2）若AVD=100，求差模输出电压vod；（3）当输入电压为vid时，若从 c2点输出，求vc2与vid的相位关系；（4）若输出电压vo=1 000vi1-999vi2时，求电路的AVD、AVC和KCMR的值。解：（1）差模输入电压为 VVVvvviiid0001500500121 共模输入电压为 VVvvviiic0001)5005001(21)(2121（2）AVD=100，差模输出电压为 mVVVAvidVDod1000001100（3）vc2与vid同相。（4）vo=1000vi1-999vi2，求AVD、AVC和KCMR的值。图题 6.2.2 212121)21()21()(21)(iVCVDiVCVDiiVCiiVDicVCidVDovAAvAAvvAvvAvAvAv 所以 99921000121VCVDVCVDAAAA 则 5.999,5.999,1VCVDCMRVDVCAAKAA 622 电路如图题 6.2.3 所示，Rel=Re2=100,BJT 的=100，VBE=0.6V。求：（1）Q 点（IBI、ICI、VCE1）；（2）当vil=0.01V、vi2=-0.01V 时，求输出电压vo=vo1-vo2的值；（3）当 c1、c2间接入负载电阻RL=5.6k时，求vo的值；（4）求电路的差模输入电阻Rid、共模输入电阻Ric和输出电阻Ro。图题 6.2.3 解：（1）当vid=0 时，求 Q 点。VVVRIVVAmAIImAmAIImAIEccccCEcBc5)6.0(6.511010100/1/122212111111010 （2）当vi1=0.01 V，vi2=0.01 V 时，求输出电压vo的值。75.4310100)1001(8.26.5100)1(8.21011026101200)1(20031331elbeRcVDETbelRrAkIVr VVvAvidvdo88.0)01.0(01.075.43 （3）当 C1、C2间接入RL=5.6k,求vo。5.14310100)1001(8.287.1100)1(21|elbelLelVDRrRRA VVvAvidVDo29.002.05.14 （4）求Rid、Ric和Ro 差模输入电阻Rid为 kktrRbeid6.2510100)1001(8.2 2Re)1(23 共模输入电阻Ric为 MkRrRroelbeic1.10)100210100)(1001(8.2 21)2)(1(213输出电阻Ro为 kkRRco2.116.522 622 电路参数如图题 6.2.3 所示。求：（1）单端输出且当RL=时，vo2=？；RL=5.6k时，2oV=?（2）不接RL时，单端输出的AVD2、AVC2和KCMR的值。（3）差模输入电阻Rid、共模输入电阻Ric和不接RL时，单端输出的输出电阻Ro的值。解：（1）RL=时，求vo2 VvAvRrRAidVDoebecVD44.002.08.218.21 1.0)1001(8.2 26.5100)1(2122222 当RL=5.6k时，求2oV VvAvRrRRAidVDoebeLcVD22.09.10)1(2)|(2222 （2）RL=且单端输出时，差模电压增益为 8.212VDA 共模电压增益为 028.010026.522roCVCRA 共模抑制比为 6.778028.08.2122VCVDCMRAAK （3）求单端输出时的Rid2、Ric2和Ro 差模输入电阻为 kRrRebeid6.25 310100)1001(8.2 2)1(2 共模输入电阻 MRrRroebeci10)100210100)(1001(8.221)2)(1(213 输出电阻为 kRRco6.5 6 2 3 电路如图题 6.2.6 所示，设 BJT 的100,304321，VBE1=VBE2=0.6V,VBE3=VBE4=0.7V。试计算双端输入、单端输出时的Rid、AVD1、AVC1和KCMR的值。解：静态时，vi1=vi2=0,VE3=VE4=0-(0.6+0.7)=-1.3V，故 mAARVVIIIeEEEEREE5.0107.463.121)(21213343 mAmAIIIEEE005.010050.03321 kIVrrkIVrrETbebeETbebe4.161005.02631200)1(2005.55.026101200)1(20011213343 图题 6.2.6 由 T1、T3的集电极单端输出时的差模电压增益 288.66360018315.54.161 22.630100)1(2311311bebecVDrrA 单端输出时共模电压增益 63.0 7.42)1001(5.5)301(4.1612.6100302)1()1(3311311ebebecVCRrrRA 共模抑制比 4.4463.02811VCVDCMRAAK 差模输入电阻 kkrrRbebelid6645.5314.161 2)1(231