《模拟电子技术》胡宴如主编耿苏燕版(第四版)习题解答第2章.doc

第2章
2.1 放大电路中某三极管三个管脚测得对地电位-8V，-3V,-3.2V和3V、12V、3.7V，试判别此管的三个电极，并说明它是NPN管还是PNP管，是硅管还是锗管？
解：放大电路中的发射结必定正偏导通，其压降对硅管为0.7V，对锗管则为0.2V。
（1）三极管工作在放大区时，UB值必介于UC和UE之间，故-3.2V对应的管脚为基极，UB=-3.2V，脚电位与脚基极电位差为-0.2V，所以脚为发射极，则脚为集电极，该管为PNP锗管。
（2）由于脚电位为3.7V介于3V和12V之间，故脚为基极，脚电位低于脚0.7V，故脚为发射极，则脚为集电极，该管为NPN硅管。
2.2 对图P2.2所示各三极管，试判别其三个电极，并说明它是NPN管还是PNP管，估算其β值。

图P2.2

解：（a）因为iB<iC<iE，故①、②、③脚分别为集电极、发射极和基极。由电流流向可知是NPN管：

（b）①、②、③脚分别为基极、集电极和发射极。由电流流向知是PNP管

2.3 图P2.3所示电路中，三极管均为硅管，β=100，试判断各三极管的工作状态，并求各管的IB、IC、UCE。

图P2.3

解：（a）
设三极管工作在放大状态，则
IC=βIB=100×0.1=10mA
UCE=16V－10mA×1kΩ=6V
由于UCE=6V>UCE=0.3V，三极管处于放大状态，故假设成立。因此三极管工作在放大状态，IB=0.1mA，IC=10 mA，UCE=6V。
（b）
设三极管工作在放大状态，则得
IC=βIB=100×0.077=7.7mA
则
UCE=-(5V－7.7mA×3kΩ)=-(5V－23.1V) ＞0
说明假设不成立，三极管已工作在饱和区，故集电极电流为

因此三极管的IB=0.077mA，IC=1.57mA，UCE=UCES≈0.3V
（c）发射结零偏置，故三极管截止，IB=0，IC=0，UCE=5V。

2.4图P2.4（a）所示电路中，三极管的输出伏安特性曲线如图P2.4（b）所示，设UBEQ=0，当RB分别为300kΩ、150kΩ时，试用图解法求IC、UCE。

图P2.4

解：（1）在输出回路中作直流负载线
令iC=0，则uCE=12V，得点M（12V，0mA）；令uCE=0，则iC=12V/3kΩ=4mA，得点N（0V，4mA），连接点M、N得直流负载线，如图解P2.4所示。
图解P2.4

（2）估算IBQ，得出直流工作点
当RB=300kΩ，可得IBQ1= =40μA
当RB=150kΩ，可得IBQ2= =80μA
由图解Ｐ2.4可见，IB=IBQ1=40μA和IB=IBQ2=80μA所对应的输出特性曲线，与直流负载线MN分别相交于Q1点和Q2点。
（3）求IC、UCE
由图解P2.4中Q1点分别向横轴和纵轴作垂线，即可得：UCEQ1=6V，ICQ1=2mA
同理，由Q2点可得UCEQ2=0.9V，ICQ2=3.7mA。
2.5硅晶体管电路如图P2.5所示，已知晶体管的β＝100，当RB分别为100KΩ、51KΩ时，求出晶体管的IB、IC及UCE。

图P2.5
解：（1）RB=100KΩ，
IB=(3-0.7)V/100KΩ=0.023mA
IC=100×0.023=2.3mA
UCE=12-3×2.3=5.1V
(2)RB=51 KΩ
IB=(3-0.7)V/51KΩ=0.045mA
IBS==0.04mA
因IB﹥IBS，所以晶体管饱和，则
IB=0.045mA
IC=12V/3 KΩ=4mA
UCE≈0
2.6图P2.6所示电路中，晶体管为硅管，β=60，输入ui为方波电压，试画出输出电压uo波形。

解：UI=0，管子截止，UO=5V
UI=3.6V，IB=（3.6-0.7）V/56 KΩ=0.0518mA
IBS==0.0163mA﹤IB，所以晶体管饱和，UO≈0
输出电压UO波形与UI波形相反幅度近似为5V,如图解P2.6所示。

图解P2.6
2.7图P2.7所示三极管放大电路中，电容对交流信号的容抗近似为零，ui=10sinωt(mV)，三极管参数为β=80，UBE（ON）=0.7V，rbb¢=200Ω，试分析：（1）计算静态工作点参数IBQ、ICQ、UCEQ；（2）画出交流通路和小信号等效电路；（3）求uBE、iB、iC、uCE。

图P2.7

解：（1）计算电路的静态工作点
IBQ==0.024mA=24μA
ICQ=βIBQ=80×0.024mA=1.92mA
UCEQ=VCC－ICQRC=12V－1.92mA×3.9kΩ=4.51V
（2）画出放大电路的交流通路和小信号等效电路如图解P2.7（a）、（b）所示
（3）求uBE、iB、iB、uCE
图解P2.7

由于IEQ≈1.92mA，故可求得

由解图P2.7（b）可得

ic=βib=80×7.7sinωt(μA) ≈0.616sinωt(mA)
uce=－icRc=－3.9×0.616sinωt(v) ≈－2.4sinωt(V)
合成电压和电流为
uBE=UBEQ+ube=（0.7+0.01sinωt）V
iB=IBQ+ib=(24+7.7sinωt) μA
iC=ICQ+ic=(1.92+0.616inωt)mA
uCE=UCEQ+uce=(4.51－2.4sinωt)V
2.8 场效应管的转移特性曲线如图P2.8所示，试指出各场效应管的类型并画出电路符号；对于耗尽型管求出UGS（off）、IDSS；对于增强型管求出UGS（th）。

图P2.8

图解P2.8
解：（a）由于uGS>0，故为增强型NMOS管，电路符号如图解P2.8（a）所示，由图P2.8（a）可得UGS(th)=1V。
（b）由于uGS≤0，故为N沟道结型场效应管，其电路符号如图解P2.8（b）所示。由图P2.8（b）可得UGS（off）=－5V，IDSS=5mA。
（c）由于uGS可为正、负、零，且UGS（off）=2V，故为耗尽型PMOS管，电路符号如图解P2.8（c）所示。由图P2.8（c）可得UGS（off）=2V,IDSS=2mA.

2.9场效应管放大电路如图P2.9所示，已知场效应管的UGS（TH）=2V，IDO=1mA，输入信号us=0.1sinωt(V)，试画出放大电路小信号等效电路并求出uGS、iD、uDS。
解：画出电路小信号等效电路如图解P2.9所示

图解P2.9
令uS=0，则得UGSQ=10V/2=5V。所以

由图解P2.9可得
ugs=us/2=0.05sinωt(V)
id=gmugs=1.5×0.05 sinωt(mA)=0.075 sinωt(mA)
uds=－idRD=－5×0.075 sinωt(V)= －0.375 sinωt(V)
合成电压、电流
uGS=UGSQ+ugs=(5+0.05 sinωt)V
iD=IDQ+id=(2.25+0.075 sinωt)mA
uds=UDSQ+uds=(20－2.25×5）-0.375sinωt=（8.75-0.375sinωt）V

2.10 由N沟道结型场效应管构成的电流源如图P2.10所示，已知场效应管的IDSS=2mA，UGS（th）=-3.5V，试求流过负载电阻RL的电流大小。当RL变为3KΩ和1KΩ时，电流为多少？为什么？

解：(1)由于UGS=0,所以ID=IDSS=2mA
（2）由于UGS-UGS(off)=0-(-3.5)=3.5V
而当RL=3KΩ时，UDS=12-2*3=6V
RL=1KΩ时，UDS=12-2*1=10V
可见RL=1~3KΩ时，UDS均大于UGS—UGS（off）；管子工作在放大区，所以ID=2mA可维持不变