·120· 第3章 晶体三极管及其放大电路
第3章 晶体三极管及其放大电路
3.1 测得放大电路中的晶体三极管3个电极①、②、③的电流大小和方向如图3.1所示,试判断晶体管的类型(NPN或PNP),说明①、②、③中哪个是基极b、发射极e、集电极c,求出电流放大系数?。
图3.1 习题3.1图
解:(a) ①-c ②-b ③-e PNP β=1.2/0.03=40
(b) ①-b ②-e ③-c NPN β=1.5/0.01=150
3.2 试判断图3.2所示电路中开关S放在1、2、3哪个位置时的IB最大;放在哪个位置时的IB最小,为什么?
IBVT① Rb+VBB② +VCC③
图3.2 习题3.2图
解:在①时,发射极相当于一个二级管导通,此时IB就等于此导通电流。
在②时,三极管相当于两个并联的二极管,此时IB等于两个二级管导通电流之和,所以此时的电流最大。
在③时,发射极导通,集电结反偏,集电结收集电子,所以IB电流下降,此时电流最小。
3.3.测得某放大电路中晶体三极管各极直流电位如图3.3所示,判断晶体管三极管的类型(NPN或PNP)及三个电极,并分别说明它们是硅管还是锗管。
解:(a) ①-e ②-c ③-b 硅 NPN
(b) ①-b ②-c ③-e 锗 PNP (c) ①-b ②-e ③-c 锗 PNP
第3章 晶体三极管及其放大电路 ·121·
图3.3 习题3.3图
3.4 用万用表直流电压挡测得晶体三极管的各极对地电位如图3.4所示,判断这些晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、放大、截止或已损坏)。
0V硅管-3V-2.7V(a)-0.1V锗管-0.3V0V(d)(e)硅管-5V-6V(f)(b)-9V硅管3V0V锗管1.3V1V(c)6V1.1V硅管-1.3V-0.6V-5V
图3.4 习题3.4图
解:(a) 截止 (b) 饱和 (c) 放大 (d) 饱和 (e) 截止 (f) 损坏
3.5 某晶体管的极限参数为ICM = 20mA、PCM = 200mW、U(BR)CEO = 15V,若它的工作电流IC = 10mA,那么它的工作电压UCE不能超过多少?若它的工作电压UCE = 12V,那么它的工作电流IC不能超过多少?
解:UCE?min?U(BR)CEO,???P??200?IC?min?ICM,CM??min?20,??16.67(mA)
U12??CE??PCM??200???min?15,??15(V) IC?10??3.6 图3.5所示电路对正弦信号是否有放大作用?如果没有放大作用,则说明理由并将错误加以改正(设电容的容抗可以忽略)。
解:(a) 无放大作用。电容C使得集电结反偏不成立。应将电容C改为阻值合适的电阻。 (b) 无放大作用。VBB使得交流输入信号无法加到三极管上。应在此支路串联一阻值合适的电阻。
(c) 无放大作用。PNP三极管要求VC (d) 无放大作用。发射极正偏不成立。将电阻Rb接地那一端改为接到VCC。 ·122· 第3章 晶体三极管及其放大电路 图3.5 习题3.6电路图 3.7 确定图3.6所示电路中的静态工作点ICQ和UCEQ的值 图3.6 习题3.7电路图 解:(a) IBQ?VCC?UBE(on)ICQ??IBQ(b) VBQ? ICQRb?3.39(mA) ?12?0.7?22.6(μA) 500UCEQ?VCC?ICQRC?12?3.39?1?8.61(V) 1.8?10?2.77(V) 4.7?1.8VBQ?UBE(on)2.77?0.7?IEQ???1.88(mA) Re1.1UCEQ?10?1.88?(3?1.1)?2.29(V) 第3章 晶体三极管及其放大电路 ·123· 3.8 在图3.6(a)所示电路中,假设电路其它参数不变,分别改变以下某一项参数时:(1)增大Rb;(2)增大VCC;(3)增大?。试定性说明放大电路的IBQ、ICQ和UCEQ将增大、减小还是基本不变。 解: Rb ↑ VCC ↑ ↑ ↑ β ↑ 不变 ↑ IBQ?VCC?UBE(on)Rb ↓ ↓ ICQ??IBQ UCEQ?VCC?ICQRC?VCC???VCC?UBE(on) Rb↑ ↑ ↓ 3.9 图3.7所示为放大电路的直流通路,晶体管均为硅管,判断它的静态工作点位于哪个区(放大区、饱和区、截止区)。 +VCC(+5V)Rb100kΩVTβ=200Re2kΩRc10kΩRb300kΩVTβ=100Rb2kΩ1V(c)Rc2kΩ+VCC(+12V)Rc3kΩVTβ=40VCC(-12V)Re500Ω(a)(b) 图3.7 习题3.9电路图 解:(a) 发射结正偏导通,假设处于放大区 IBQ?5?0.7?8.57(μA) 100?201?2ICQ???IBQ?1.71(mA) UCEQ?5?ICQ(Rc?Re)??15.56(V) ∴假设错误,三极管处于饱和区。 (b) 发射结正偏导通,假设处于放大区 IBQ?12?0.7?32.2(μA) 300?101?0.5ICQ???IBQ?3.22(mA) UCEQ?12?3.22?(2?0.5)?3.95(V) ∴假设成立,三极管处于放大区。 ·124· 第3章 晶体三极管及其放大电路 (c) 发射结反偏截止,所以三极管处于截止区。 3.10 画出图3.8所示电路的直流通路和微变等效电路,并注意标出电压、电流的参考方向。设所有电容对交流信号均可视为短路。 图3.8 习题3.10电路图 解: +VCCRcRb1??Ib+VT?ReUi-rbe?Ib+Rc?Uo-Rb2Re (a)