模擬電子技術(shù)答疑

1、模擬電子技術(shù)答疑第一章半導(dǎo)體器件問題一、為什么說在空間電荷區(qū)內(nèi)幾乎沒有載流子？問題二、二極管短路，是否應(yīng)該有電流流通？把一個(gè)有玻璃殼的二極管刮去外面的黑漆，兩端接一微安表， 不接任何電源在光照之下電表是否有指示？把它加溫到50 ，過一段時(shí)間后，電表是否有指示？問題三、實(shí)驗(yàn)測(cè)出的二極管外特性與二極管方程式所表示的規(guī)律有何不同？問題四、在用萬用表測(cè)二極管的正向電阻值時(shí),用 檔測(cè)出的電阻值小,而用 100 擋測(cè)出的電阻值大,為什么？問題五、在穩(wěn)壓管的擊空機(jī)理中,為什么vz7v 是雪崩擊空？三極管的發(fā)射結(jié)，發(fā)射區(qū)摻雜度高基區(qū)摻雜濃度低，如果擊穿，又屬于什么機(jī)理？問題六、如何用較簡(jiǎn)單的辦法測(cè)試穩(wěn)壓管的極

2、性和好壞？如何區(qū)分整流用的二極管和穩(wěn)壓管？問題七、兩個(gè)硅穩(wěn)壓管，vz1=6v ，vz2=9v 。把兩者串聯(lián)時(shí)可得到幾種穩(wěn)壓值？把兩者并聯(lián)時(shí)又如何？問題八、雙極型三極管有兩個(gè)結(jié)。如果仿照這種結(jié)構(gòu)，用兩個(gè)二極管反向串聯(lián)，并提供必要的外部偏置條件，能獲得與三極管相似的電流控制和放大作用嗎？為什么？問題九、對(duì)晶體三極管,icib,是否在這個(gè)意義上說它有電流放大作用？反之，icicm 時(shí)，只是下降，管子不一定損壞？問題十三、三極管的反向擊穿電壓為什么?有v(br)cbo v(br)ces v(br)cer v(br)ceo 的關(guān)系？問題十四、什么是場(chǎng)效應(yīng)管的溝道、溝道電阻？為什么場(chǎng)效應(yīng)管是多子導(dǎo)電？問題

3、十五、場(chǎng)效應(yīng)翻案在漏端預(yù)夾斷后，為什么還有漏電？問題十六、為什么結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管沒有增強(qiáng)型的工作方式？答案如下：一、為什么說在空間電荷區(qū)內(nèi)幾乎沒有載流子？答：結(jié)各區(qū)所帶的電荷，應(yīng)由該處雜質(zhì)離子與載流子電荷的總和來決定。在空間電荷的總和來決定。在空間電荷區(qū)以外的區(qū)或區(qū)中，雜質(zhì)離子的電荷被載流子電荷所補(bǔ)償，總電荷等于零，所以是電中性的。在進(jìn)入空間電荷區(qū)后，多數(shù)載流子（對(duì)區(qū)是空穴，對(duì)區(qū)是自由電子）的濃度將迅速地降低到對(duì)方區(qū)域少數(shù)載流子的濃度 ,就不足以完全補(bǔ)償雜質(zhì)離子的電荷了。必須注意到除邊界以外,在大部分空間電荷區(qū)中 ,多數(shù)載流子的濃度很快減小以至耗盡。所以,如果忽略空間電荷區(qū)中載流子的電荷,就可以認(rèn)

4、為 ,空間電荷區(qū)中的總電荷密度主要由雜質(zhì)離子決定。一般認(rèn)為空間電荷區(qū)的電荷密度等于雜質(zhì)離子的電荷密度，而載流子濃度近似為零。這種近似模型叫做耗盡層近似?？臻g電荷區(qū)也叫耗盡層。二、二極管短路，是否應(yīng)該有電流流通？把一個(gè)有玻璃殼的二極管刮去外面的黑漆，兩端接一微安表，不接任何電源，在光照之下電表是否有指示？把它加溫到50 ，過一段時(shí)間后，電表是否有指示？答：二極管短路時(shí)沒有電流。原因是結(jié)兩端雖有電位差，但是在半導(dǎo)體和金屬電極接觸處，也有接觸電位差 ，后者抵消了結(jié)兩端的電位差。金屬一半導(dǎo)體結(jié)和結(jié)不同：（）沒有單向?qū)щ娦裕ǎ┙佑|電位差和外加電壓的極性及幅值無關(guān)。這種接觸叫做歐姆接觸 。從另一種角度分

5、析，如果有電流，金屬導(dǎo)線就會(huì)發(fā)熱，二極管就要冷卻。作為一個(gè)熱平衡的整體，要產(chǎn)生這種現(xiàn)象是不可能的。所以，二極管短路時(shí)。二極管受光照后，光能激發(fā)半導(dǎo)體內(nèi)的載流子，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。對(duì)區(qū)和區(qū)的多子來說，原來濃度很大，受光激發(fā)后濃度變化不大。但是對(duì)少子來說，原來濃度很小，受光激發(fā)后濃度可能增大很多倍。因此，光照對(duì)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)影響不大，但卻大大加強(qiáng)了少子的漂移運(yùn)動(dòng)。在結(jié)電位差的作用下，這些增加的少子漂移過結(jié)，形成反向電流。光照愈強(qiáng)，反向飽和電流愈大。如果把二極管加熱后，使之穩(wěn)定在50 而不再加熱， 則在新的熱平衡下，電表指示又將為零?？傊O管要有電流，除了必須有結(jié)這一內(nèi)因之外，還必須有外因，即必

6、須外加能量。一般用電能，也可以用光能、熱能、輻射能等。三、實(shí)驗(yàn)測(cè)出的二極管外特性與二極管方程式所表示的規(guī)律有何不同？答：二極管伏安特性的實(shí)驗(yàn)值與理論計(jì)算值有不同之處。對(duì)正向特性：由于引線電阻和區(qū)、區(qū)體電阻的存在，實(shí)際作用在結(jié)上的電壓比外加電壓要小，所以正向電流的實(shí)際值要比理論計(jì)算值小。對(duì)反向特性：由于二極管表面漏電阻的存在，反向電流的實(shí)驗(yàn)值要比理論計(jì)算值大。四、在用萬用表測(cè)二極管的正向電阻值時(shí)，用 檔測(cè)出的電阻值小，而用100擋測(cè)出的電阻值大，為什么？答：用萬用表測(cè)出的二極管電阻值是它的直流電阻。由于二極管是非線性元件，它的電壓和電流不成正比，所以通過管子的電流也不同，測(cè)出的直流電阻也不同。當(dāng)

7、用 檔測(cè)量時(shí)，由于萬用表的內(nèi)阻小，通過二極管的電流大，管子工作在q1 點(diǎn)處 ,所以直流電阻(vd1/id1) 小。當(dāng)用 100 檔測(cè)量時(shí) ,萬用表內(nèi)阻大,通過二極管的電流小,管子工作在點(diǎn)q2處,所以直流電阻(vd2/id2) 大。五、在穩(wěn)壓管的擊空機(jī)理中，為什么vz7v 是雪崩擊空？三極管的發(fā)射結(jié)，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)摻雜濃度低，如果擊穿，又屬于什么機(jī)理？答：齊納擊穿是由于空間電荷區(qū)內(nèi)的強(qiáng)電場(chǎng)把半導(dǎo)體原子共價(jià)鍵內(nèi)的束縛電子強(qiáng)行拉出，新的電子-空穴對(duì)大量涌現(xiàn)而發(fā)生的。摻雜濃度高的二極管，結(jié)區(qū)很窄，不太高的反向電壓就能引起齊納擊穿。所以，穩(wěn)定電壓低（vz7v 的屬于雪崩擊穿。三極管中的發(fā)射結(jié)是p

8、+n 或 pn+ 結(jié)。這種結(jié)的擊穿電壓由摻雜濃度低的基區(qū)的摻雜情況決定，屬于雪崩擊穿。摻雜濃度愈低，擊穿電壓愈高。六、如何用較簡(jiǎn)單的辦法測(cè)試穩(wěn)壓管的極性和好壞？如何區(qū)分整流用的二極管和穩(wěn)壓管？答：在一定范圍內(nèi)，穩(wěn)壓管和二極管都有單向?qū)щ娦?，所以可用測(cè)二極管極性和好壞的辦法來測(cè)試穩(wěn)壓管的極性和好壞。兩者不同之處是：穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓比較低（幾伏到十幾伏），而二極管的反向擊穿電壓都在50v 以上。所以，如果萬用表的歐姆檔內(nèi)接有15v 或 22.5v 的電池，用高阻檔（此時(shí)所接電池為15v 或 22.5）測(cè)一個(gè)管子的反向電阻時(shí)電阻很小，而改用低阻檔（此時(shí)歐姆檔所接電池只有1.5v 或 3）時(shí)，反向

9、電阻很大，這個(gè)管子可能就是穩(wěn)壓管。七、兩個(gè)硅穩(wěn)壓管，vz1=6v ，vz2=9v 。把兩者串聯(lián)時(shí)可得到幾種穩(wěn)壓值？把兩者并聯(lián)時(shí)又如何？答：穩(wěn)壓管實(shí)際上只是特殊制造的二極管。工作在反向擊穿時(shí)，它兩端的反向電壓就是穩(wěn)定電壓。在正向電壓下工作時(shí)，它兩端的正向電壓仍為0.7v（指硅管）。所以，如果把兩個(gè)穩(wěn)壓管串聯(lián)，由于有四種接法（每個(gè)管子可以正接或反接），可得四種穩(wěn)壓值，它們是15v ， .7v（一管正接），9.7v（一管正接），1.4v（兩管正接）。如果把兩個(gè)穩(wěn)壓管并聯(lián)，則只要有一管正接，穩(wěn)壓值就是0.7。而當(dāng)兩管都反接時(shí)，穩(wěn)壓值只能是較小的數(shù)值，即6v。八、雙極型三極管有兩個(gè)結(jié)。如果仿照這種結(jié)構(gòu)，

10、用兩個(gè)二極管反向串聯(lián)，并提供必要的外部偏置條件，能獲得與三極管相似的電流控制和放大作用嗎？為什么？答：沒有電流控制和放大作用。因?yàn)樵谌龢O管中兩個(gè)結(jié)通過基區(qū)互有聯(lián)系，是靠載流子在基區(qū)中的傳輸和復(fù)合實(shí)現(xiàn)電流的控制和放大的。但是，在兩個(gè)二極管反向聯(lián)接時(shí)，不存在聯(lián)系兩個(gè)結(jié)的基區(qū)及其作用。所以，在介紹雙極型三極管的結(jié)構(gòu)時(shí)，強(qiáng)調(diào)的是在同一塊半導(dǎo)體材料上，用集成工藝制作出三個(gè)摻雜類型和濃度不同的區(qū)，形成兩個(gè)在載流子運(yùn)動(dòng)方面互有聯(lián)系的結(jié)，而且基區(qū)最薄，摻雜濃度最低?？傊?，要實(shí)現(xiàn)電流的控制和放大作用，不僅要有正確偏置這一外部條件，而且必須有涉及管子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部條件。九、對(duì)晶體三極管,icib,是否在這個(gè)意義上說它

11、有電流放大作用？反之，ic， 從而獲得電流放大和電壓放大作用的。=是集 -射電流之間的放大系數(shù)。因?yàn)閕cie, =1，而= 1,所以共基放大電路沒有電流放大作用。但電流之間仍有控制作用，現(xiàn)通過電阻rc 的轉(zhuǎn)換作用，共基電路仍可有電壓放大。十、怎樣利用萬用表判斷出雙極型三極管的三個(gè)極和類型（npn 或 pnp 型）？答：（）首先判定基極和管型：由于雙極型三極管的b 極到 c 極和 b 極到 e 極的分別是兩個(gè)結(jié)，根據(jù)結(jié)正向電阻小、反向電阻大的特點(diǎn)，用萬用表的100檔將黑表筆（萬用表內(nèi)電池的正極）接在任一管腳上，用紅表筆（萬用表的電池的負(fù)極）分別搭接另外兩個(gè)管腳。當(dāng)出現(xiàn)兩次電阻都很大（或都很?。r(shí)

12、，則黑表筆所接電極就是基極。如果紅表筆分別接另外兩個(gè)管腳時(shí)電阻都很大，即為型管；電阻都很小時(shí)，即為型管。十一、在用圖1-21 的線路測(cè)量雙極型三極管的特性時(shí)，（）對(duì)電壓表v1 和v2 有什么要求？把v1 的正端改接測(cè)量ib 的微安表的正端，有什么影響？（）在測(cè)量輸出特性時(shí)，令vcc0，則測(cè)量ic 的毫安表的指針反轉(zhuǎn)，這是為什么？把ic 固定為一值后，每當(dāng)改變vcc 時(shí)，ib 都會(huì)變化，這是為什么？答：（）電壓表v1 和v2 發(fā)分另測(cè)量管子的vbe 和vce 但是，由于兩個(gè)電壓表的存在，兩個(gè)電流表測(cè)量的值將不等于ib 和ic 為了減小這一誤差，電壓v1 所取的電流必須遠(yuǎn)小于ib，電壓表v2 所取

13、的電流必須遠(yuǎn)小于ic 為此，應(yīng)該使用輸入電陰很高的晶體管電壓表。如果把的正端改接微安表的正端，則此時(shí)a 表測(cè)出的雖是實(shí)際的ib，而v1 測(cè)出的卻是vbe +ibrm(rm 是 a 表的內(nèi)阻 )，比實(shí)際的vbe大。(2)vcc0 時(shí)，測(cè)量ic 的毫安表指針反轉(zhuǎn)。這是因?yàn)樵趘cc0 時(shí)，雙極型三極管轉(zhuǎn)化成兩個(gè)二極管的并聯(lián)，此時(shí)ic 與管子處于放大狀態(tài)時(shí)的ic 反向，所以毫安表指針反轉(zhuǎn)。因定值后，每當(dāng)vcc 改變時(shí)，ib 會(huì)變化。例如，vcc 增大時(shí)，ib 會(huì)減小。這是由于vcc 改變時(shí)，ib 變化。由于管子內(nèi)部的基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)，ib 會(huì)變化。所以，在測(cè)量雙極型三極管的輸出我時(shí)，每改變一次vcc

14、的值，都要把ib 調(diào)回到所規(guī)定的值。十二、 什么是二極管和晶體管的擊穿？為什么晶體管工作在icicms 時(shí)，只是下降，管子不一定損壞？答：以結(jié)為例加以說明。如果增大加在pn 結(jié)兩端的反向電壓，當(dāng)電壓到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然迅速增大，這個(gè)現(xiàn)象叫結(jié)的擊穿，是 電擊穿 。發(fā)生擊穿時(shí)的反向電壓叫擊穿電壓。結(jié)擊穿后，如果電流被控制在較小的值，則擊穿一般可以復(fù)原。這時(shí)只要把反向電壓降低到擊穿電壓以下，結(jié)將恢復(fù)反向高阻狀態(tài)。擊穿的危險(xiǎn)在于：如果擊穿后的電流很大，電壓會(huì)很高，因而消耗在結(jié)上的功率很大，就會(huì)使結(jié)發(fā)熱而過渡到 熱擊穿 。此后，結(jié)的電流和溫度之間出現(xiàn)惡性循環(huán)：大電流使結(jié)溫升高，而溫度升高又使結(jié)的

15、反向電流變得更大。這樣循環(huán)下去，很快就會(huì)把結(jié)燒毀（斷開或短路）。在晶體管中，流過集電極的電流大，電壓 (vce)也高，所以集電結(jié)的擊穿和燒毀最值得注意。最大工作電流icm 是晶體管的 減小到最大值的一半左右時(shí)的集電極電流。如果icicm ， 只要vce 不太大，消耗在集電結(jié)上的功率pc 不超過允許的最大集電結(jié)耗散功率pcm ， 則集電結(jié)就不會(huì)發(fā)生熱擊穿，管子也不會(huì)損壞。十三、 三極管反向擊穿電壓為什么有v(br)cbo v(br)ces v(br)cer v(br)ceo的關(guān)系？答：（）v(br)cbo e極開路， c-b 結(jié)的反向擊穿電壓。此時(shí)流經(jīng)c-b 極的是icbo。當(dāng)反向電壓vcb 增

16、至一定程序時(shí)，icbo 急劇增大，最后導(dǎo)致?lián)舸?。（）v(br)ceo-b 極開 c-e 極之間的反向擊穿電壓。此時(shí)流經(jīng)c-e極的是iceo。 當(dāng)反向電壓vce 增加到iceo 開始上升時(shí)的vce 就是v(br)ceo 。 應(yīng)該注意，在此情況下，當(dāng)集電結(jié)開始擊穿時(shí)，ic 增大，同時(shí)發(fā)射結(jié)分到的正向電壓增大，使e區(qū)注入 b 區(qū)的電子增多，ie 增大。ie 的增大又將使ic 進(jìn)一步增大。所以，這里有一個(gè)培增效應(yīng)，而最后使c-e 極之間擊穿電壓v(br)ceo 要比v(br)cbo 小即v(br)ceo v(br)cbo 。（）v(br)cer和v(br)ces-b-e 極之間接電阻（）和短路（）時(shí)的

17、v(br)ce 。在 b-e極之間接電阻r 后，發(fā)射結(jié)被分流。當(dāng)集電結(jié)反向電流icbo 流過b 極時(shí)，由于分流而使流過發(fā)射結(jié)的電流減少。所以，在上面（）中所說的倍增效應(yīng)減小，為了進(jìn)入擊穿狀態(tài)，必須加大vce。也就是說，v(br)cer v(br)ceo 。電阻愈小，它對(duì)發(fā)射結(jié)的分流作用愈大，所以進(jìn)入擊穿狀態(tài)時(shí)，所需的vce 愈大。當(dāng)r0 并略去基區(qū)的體電阻rbb，則發(fā)射結(jié)相當(dāng)于短路。此時(shí)v(br)cbo v(br)ces 。十四、什么是場(chǎng)效應(yīng)管的溝道、溝道電阻？為什么場(chǎng)效應(yīng)管是多子導(dǎo)電答：場(chǎng)效應(yīng)管的電流控制機(jī)理與雙極型晶體管不同，它是由電場(chǎng)來控制載流子導(dǎo)電通道的大小來控制電流大小的。對(duì)結(jié)型場(chǎng)效

18、應(yīng)管，這個(gè)電場(chǎng)是反向結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)；對(duì)管， 則是由外加?xùn)艍汉鸵r底之間形成表面電場(chǎng)。以溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例。在時(shí)，只要加上正的漏-源電壓vds，型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子-自電子就由源極通過型半導(dǎo)體向漏極漂移，或者說有漏極電流id 從漏極流向源極。這個(gè)型半導(dǎo)體形成了自由電子或電流的通道，叫做溝道 。溝道的厚薄，或者說溝道的電阻受型柵極和型溝道間反向結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)，也就是柵源電壓vgs 大小的控制因?yàn)殡娏鱥d 是由型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子的漂移形成，所以場(chǎng)效應(yīng)管是多子導(dǎo)電（即使在管中也是這樣）。十五、場(chǎng)效應(yīng)翻案在漏端預(yù)夾斷后，為什么還有漏電？答：以溝道增強(qiáng)型管為例來說明。當(dāng)漏源之間接上+vds 時(shí)，從源 -溝道-

19、漏組成的型半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)橫向的電位梯度：源區(qū)為零電位，漏區(qū)為+vds，而溝道的電位則從源端向漏端逐漸升高。在溝道的不同位置上，溝道厚度不同，源端最厚，漏端最薄，逐漸升高。在溝道在不同位置上，溝道厚度不同，源端最厚，漏端最薄，當(dāng)vds 增大到柵 -漏電位差vgsvdsvgs（th）時(shí)，漏端預(yù)夾斷。這個(gè)夾斷區(qū)成了漏源間電流通路上電阻最大的區(qū)。vds 的任何進(jìn)一步增加就必然會(huì)集中降在這里，使預(yù)夾斷區(qū)具有很強(qiáng)的電場(chǎng)。由于現(xiàn)在被夾的只是漏端的一個(gè)小區(qū)域，在預(yù)夾斷區(qū)左邊還有溝道，這些自由電子仍可在溝道中漂移，在到達(dá)預(yù)夾斷區(qū)時(shí)，就受夾斷區(qū)強(qiáng)電場(chǎng)的吸引，滑入漏區(qū)。所以，在漏端預(yù)夾斷后，漏源之間仍有漏極

20、電流 id 。十六、為什么結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管沒有增強(qiáng)型的工作方式？答：所謂增強(qiáng)型，就是指（或）溝道的管子必須在vgs0(vgs0，或者是對(duì)溝道的管子使vgs0，而對(duì)溝道的管子不允許vgsrc，在并聯(lián)時(shí)rce 就可略去，而認(rèn)為輸出電阻ro rc。但是，在晶體管恒流源中，如果略去管子的rce，則恒流源的輸出電阻ro。在這里，rce 是和一個(gè)無限大的電阻并聯(lián)，當(dāng)然就不能略去。一個(gè)電阻是否可忽略，要看它和其它電阻相比所起作用的大小。二、 在放大電路中，交流信號(hào)源為什么要標(biāo)出正、負(fù)（+、-）？答：前面說過， 放大電路的特點(diǎn)之一是交、直流共存。 直流電壓和電流的方向（極性）是固定的，而交流電壓和電流的方向（極性

21、）是隨時(shí)間變化的。為了分析的方便，對(duì)交流電壓和電流要標(biāo)出假定的正方向，即參考方向。對(duì)交流電壓，參考方向是以放大電路的輸入和輸出回路的共同端（）作為負(fù)（）端，其它各點(diǎn)為正（+）端。對(duì)交流電流，參考方向則是ic、ib 以流入電極為正，ie 以流出電極為正。對(duì)于微變等效電路中的受控源，受控量的參考方向取決于控制量的參考方向。例如，對(duì)雙極型三極管，當(dāng)ib 的參考方向?yàn)閺腷 極到 e極時(shí)，ic 的參考方向必為從c 極到 e 極。對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)id 的參考方向?yàn)椋ǎǎr(shí)，的參考方向?yàn)榱魅霕O。參考方向是電路分析的重要工具，必須正確理解和掌握。三、cb1 和cb2 的作用是什么？它們兩端電壓的極性和大小如何

22、確定？答：弄清這個(gè)問題有助于真正理解放大電路的工作原理和交、直流共存的特點(diǎn)，也是初學(xué)者容易產(chǎn)生疑問的地方放大電路在靜態(tài)(i=0)和動(dòng)態(tài) (i0) 時(shí)，各處的電壓如上圖所示。對(duì)cb1：在靜態(tài)時(shí)， +vcc 通過rb 對(duì)它充電，穩(wěn)態(tài)時(shí)，它兩端的電壓必然等于vbeq，而通過它的直流電流為零。電壓極性是右正左負(fù)。所以，它的作用之一是隔斷直流 ，不使它影響信號(hào)源。在動(dòng)態(tài)時(shí)， 如果電容量很大，而vi 幅值很小，cb1兩端的電壓將保持不變。這樣，cb1 兩端的交流電壓將為零，而全部vi 都加在管子的 b-e 結(jié)上，使vce=vcbq+vi 所以，cb1 的另一個(gè)作用是傳送交流 ，使交流信號(hào)順利通過。對(duì)cb2

23、 情況相似。在靜態(tài)時(shí)，vcc 通過rc對(duì)它充電。穩(wěn)態(tài)時(shí)，它兩端的電壓必然等vbeq，極性是左正右負(fù)，而通過它的直流電流為零，所以rl 上的電壓vo=0 。這是cb2 的隔直作用。在動(dòng)態(tài)時(shí)，如果電容量很大，cb2 兩端的電壓將保持不變，仍為vbeq。這樣，cb2 兩端的交流電壓將為零，而vce=vcbq+vce 中的交流分量全部出現(xiàn)在rl 上，即vo=vce。這是cb2 的傳送交流作用。四、如果用型三極管組成的共射電路，直流電源和耦合電容的極性應(yīng)當(dāng)如何考慮？直流負(fù)載線的方程式有何變化？答：這里也有初學(xué)者容易產(chǎn)生混淆的問題。在采用型管時(shí)，首先電源的極性要反接，耦合電容（一般用電解電容器）的極性也要

24、反接。電路中ib、ic 和vce 的方向也要和型管的相反。這樣，直流負(fù)載線的的方程式應(yīng)為-vce=vcc-icrc。它的形式與采用管時(shí)略有不同。所以，建議放大電路中直流電壓和電流的極性和方向以管為準(zhǔn)，對(duì)管則全部反號(hào)。這時(shí)，直流負(fù)載線的議程式仍為vce=vcc-icrc，式中vce、vcc、ic 都為負(fù)值。五、工作點(diǎn)是一個(gè)什么概念? 除了直流靜態(tài)工作點(diǎn)之外，有沒有交流動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)？答：工作點(diǎn)是放大電路分析中一個(gè)十分重要的概念，它指的是電路中二極管或晶體管的工作狀態(tài)，經(jīng)常用它們極間的電壓和流入電極的電流的大小來表示。例如，二極管的vd、id，三極管的vbe,ib,vce,ic。管子的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)

25、分兩類。一類是不加交流輸入信號(hào)，電路中只有直流量的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)，叫 靜態(tài) 和靜態(tài)工作點(diǎn)。另一類是加了交流輸入信號(hào)后，電路中直流和交流量共存的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)。此時(shí)， 電路和管子中的電壓和電流都隨時(shí)間變動(dòng)，所以叫 動(dòng)態(tài) 和動(dòng)態(tài)工作點(diǎn) 。前面說過，在直流電源、元件參數(shù)和管子特性（有時(shí)還包括負(fù)載電阻）確定之后，直流靜態(tài)工作點(diǎn)只有一個(gè)。而在交流動(dòng)態(tài)時(shí)，工作點(diǎn)隨交流輸入信號(hào)在時(shí)間上不斷變化，它的變化軌跡就是交流負(fù)載線。在某一交流輸入信號(hào)下，管子的交流動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在交流負(fù)載線上的變化范圍就是動(dòng)態(tài)范圍?/p 六、什么是管子的靜態(tài)功耗？如果交流輸入信號(hào)幅值較大，如何減小這一功耗？答：管子的靜態(tài)功耗pvq 就

26、是在靜態(tài)時(shí)管子集電極上消耗的功率：pvq=vceqicq。為了減少這一功耗，就要盡量降低管子的靜態(tài)工作點(diǎn)q。但是，在交流輸入信號(hào)幅度較大時(shí)，降低q 點(diǎn)會(huì)使放大電路輸出信號(hào)失真。此時(shí)，可以采用新的電路組成方案來解決，如乙類推挽或互補(bǔ)對(duì)稱電路（見第4 部分 功率放大器 ）。七、放大電路負(fù)載最大的情況究竟是ro還是rl=0 ？為什么經(jīng)常說rl 愈小，電路負(fù)載愈大？答：電路負(fù)載的大小是指負(fù)載上輸出功率的大小。在中頻時(shí)，放大電路可以等效畫成交流空載輸出電壓與輸出電阻的串聯(lián)，如圖所示，其中v是電路的空載輸出電壓，ro 是內(nèi)阻，rl是負(fù)載電阻。不難求出，負(fù)載上的輸出功率為利用上式可求出po 為最大值poma

27、x 時(shí)，負(fù)載電阻rlo=ro，而這就是說，從rl=0 到rl=plo， 電路的輸出功率p0 隨rl 的增大而增大： 從rl=plo 到rl，p0 則隨rl 的增大而減小，如圖（b）所示。放大電路一般工作在rlrlo=ro 的情況，所以說負(fù)載電阻rl 愈小，po 也就是電路負(fù)載愈大。如果rl （空載）或rl=0（短路），則均有po=0 ，是負(fù)載最小的情況。八、交流電阻和直流電阻區(qū)別何在？線性電阻元件有沒有這兩種電阻？為什么rbe 不能用于靜態(tài)計(jì)算？答：對(duì)線性電阻元件，只要工作頻率不太高，它的電阻是個(gè)常數(shù)。也就是說，它在直流工作和交流工作時(shí)電阻相同，沒有直流（靜態(tài)）電阻與交流（動(dòng)態(tài)）電阻之分。非線

28、性電阻元件則不然。它的伏安特性i=f(v )不是直線，是曲線。即使是在直流工作時(shí)，只要電壓和電流不同，或者說靜態(tài)工作點(diǎn)不同，它的直流（靜態(tài)）電阻r=也不同 (見圖 )。如果直流信號(hào)上還疊加著交流小信號(hào)，則非線性電阻元件對(duì)交流小信號(hào)的交流（動(dòng)態(tài)）電阻就是伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處切線斜率的倒數(shù)，即。所以，非線性電阻無件的交流（動(dòng)態(tài)）電阻隨工作點(diǎn)的不同而不同。從幾何上說，非線性電阻元件的直流電阻元件的直流電阻由伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處的割線斜率決定，而交流電阻則由特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處的切線斜決定。晶體管的發(fā)射結(jié)是結(jié)，它的伏安特性是非線性的。，其中第二部分就是結(jié)的伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處切線斜率的倒數(shù)折合到基

29、極回路后的值，是發(fā)射結(jié)的交流（動(dòng)態(tài)）電阻，當(dāng)然不能用來求靜態(tài)電流，也不能由靜態(tài)的vbeq 和ibq 來求。否則，就是混淆了放大電路中直流量和交流量的區(qū)別，混淆了非線性元件直流（靜態(tài)）電阻和交流（動(dòng)態(tài)）電阻的區(qū)別。九、在的放大電路中，如果rl(空載 )，調(diào)節(jié)rb 使電路在一定的vi 時(shí)產(chǎn)生最大不失真輸出電壓，問rb 應(yīng)為多大？怎樣才能調(diào)到最佳位置？答：在r時(shí)，放大電路的直流負(fù)載線與交流負(fù)載線重合。為了產(chǎn)生最大不失真輸出電壓，點(diǎn)應(yīng)選在負(fù)載線中央。此時(shí)必有即所以。在實(shí)際工作中，通過調(diào)節(jié)rb 來調(diào)整點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單可行因而也是經(jīng)常使用的方法。在調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)使輸出電壓既無飽和失真（對(duì)型管是波形底部削平），又無

30、載止失真（對(duì)型管是波形頂部削平）。同時(shí)，在充分加大vi 時(shí),輸出波形又同時(shí)在預(yù)部和底部出現(xiàn)失真。十、在采用型管組成放大電路時(shí)，如何判斷輸出波形的失真是由于飽和還是截止？如果彩型管，判斷的結(jié)果又如何？答：這也是初學(xué)時(shí)容易混淆而又不易記住的問題。實(shí)際上，由于采用管和管時(shí)，電壓的極性相反，所以判斷的方法也將相反。在左圖，畫出了兩種管子工作在截止失真的情況。對(duì)于 npn 管，因?yàn)殡妷簶O性為正，截止失真發(fā)生的輸出波形正半周的頂部。對(duì)于管，因?yàn)殡妷簶O性為負(fù)，截止失真發(fā)生在輸出波形負(fù)半周的底部。如果是飽和失真，則判斷結(jié)果上述相反。十一、對(duì)于圖(a)的放大電路如果要用圖解法求最大不失真輸出電壓幅值，應(yīng)該怎樣進(jìn)

31、行？答：這里的主要問題在射極上有電阻re 和re。在動(dòng)態(tài)時(shí)，re被短路，但re還在。 畫交流負(fù)載線時(shí)應(yīng)該考慮它，而且用交流負(fù)載線上的動(dòng)態(tài)范圍決定出來的最大不失真電壓幅值不是(vcm)m ，而是 (vcem)m，兩者還相差re 上的電壓。作直流負(fù)載線，如圖（ b）上的虛線。用分析射極偏置電路的方法求出icq= 2.71ma，用它和直流負(fù)載線的交點(diǎn)定出點(diǎn)。作交流負(fù)載線。這里有兩種處理方法：（）過點(diǎn)作斜率為的直線（如圖(b)上的交流負(fù)載線。注意：對(duì)應(yīng)于這條線，橫坐標(biāo)表示的將是vo 而不是vce）。由此定出(vom)m=12.3-6.9=5.4v。（）過點(diǎn)作斜率為的直線作為交流負(fù)載線，此時(shí)橫坐標(biāo)軸仍表

32、示 。 但是，在計(jì)算 (vom)m 時(shí)， 應(yīng)從由這條交流負(fù)載線確定的值減去icq*0.2 k =0.54v才是 (vom)m 。十二、一般認(rèn)為放大電路的輸入電阻ri 愈大愈好，但在某些情況下則要求ri 小些。這些是什么情況？答：一般情況下， 放大電路的信號(hào)源是一個(gè)電壓源，它的內(nèi)阻ro 很小。為了使放大電路的輸入電壓vi 盡可能不失真地復(fù)現(xiàn)信號(hào)源電壓vs，希望放大電路的輸入電阻ri 盡可能大，使。在把放大電路用在測(cè)量電壓的儀器內(nèi)時(shí)，這一點(diǎn)龍為重要。在陰極射線示波器內(nèi)用放大電路驅(qū)動(dòng)磁偏轉(zhuǎn)線圈時(shí)，也是這樣。但是，當(dāng)信號(hào)源是一個(gè)內(nèi)阻ro 很大的電流源時(shí)，就要求放大電路的輸入電阻ri 比信號(hào)源內(nèi)阻ro

33、小得多，使流入放大電路輸入端的電流ii 盡可能接近信號(hào)源電流。例如，光電管和硅光電池都以高內(nèi)阻提供電流。為了把電流變換為低內(nèi)阻電壓源，就使用輸入電阻小的放大電路。另外，為了減小外界干擾對(duì)放大電路的影響時(shí)，也希望放大電路的輸入電阻小。必須指出：輸入電阻的要領(lǐng)是對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)附近的變化信號(hào)來說的，屬于交流動(dòng)態(tài)電阻，不能用來計(jì)算放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。十三、 “ 共射放大電路的交流輸入量和輸出量反相” ，這種說法確切嗎？答：這種說法不確切，因?yàn)樗鼪]有指明輸入量和輸出量是什么。在放大電路的分析中，經(jīng)常是講電壓增益。這時(shí)，輸出量和輸入量都是電壓。在這種情況下，共射放大電路從集電極輸出的交流電壓是和從基極輸入

34、的交流電壓反相的。如果講座的是基極輸入電壓和射極輸出電流（約等于集電極輸出電流）的相位關(guān)系，則在共射放大電路中兩者是同相的。在本書的第部分 放大電路中的反饋 中分析多級(jí)放大電路級(jí)間反饋的極性時(shí)，要分析從輸入量到引出反饋的那個(gè)輸出量（電壓或電流）的相位關(guān)系，此時(shí)就要特別注意這一點(diǎn)。十四、在用微變等效電路求放大電路的輸出電阻時(shí)，對(duì)受控電流源應(yīng)該如何處理？答：對(duì)不同接法組態(tài)的放大電路， 決定輸出電阻的微變等效電路不同， 對(duì)受控電流源的處理也不同。例如，對(duì)共射電路決定輸出電阻的等效電路如圖，圖中的rs是信號(hào)源內(nèi)阻，rce 是三極管的輸出電阻在這個(gè)電路中，由于流過rbe 的，受控源也是零。所以，輸出電阻

35、又如，對(duì)上圖的共基電路，決定輸出電阻的等效電路如下圖（a）如果不考慮rbe，則因，而ro=rc。如果考慮rbe，則可將有內(nèi)阻rbe 的受控電流源變換為有內(nèi)阻rbe 的受控電壓源，其方向?yàn)樽笳邑?fù)（圖(b)）令r=rs/re/rbe，則得,所以或從而求得可見ro 很大，是 (1+)rce 量級(jí)，而十五、共射放大電路的電壓增益。選擇電流放大系數(shù)大的管子是否可以提高放大電路的電壓增益？答：從的表達(dá)式看，似乎加大就可以提高。實(shí)際上還應(yīng)考慮到管子的參數(shù)rbe 和有關(guān)，即。 如果不考慮rbb ， 并認(rèn)為 1+，則.由此可見，加大并不能有效地提高。提高的有效途徑是調(diào)整放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)以增大ieq， 這是

36、在實(shí)踐中經(jīng)常采用的方法。十六、增強(qiáng)型的mosfet是否可以采用自給偏壓的方式建立靜態(tài)工作點(diǎn)？答：所謂增強(qiáng)型的mosfet 是指在vgs=0 時(shí)id=0 ，必須 |vgs|0 在以后才有一定的id。在源極加一個(gè)電阻rs，利用它兩端的壓降作為偏置電壓vgs 的方法不適用于增強(qiáng)型mosfet 。因?yàn)榻油娫春螅琲d=0,vgs=idrs ，這樣反過來又保證了id=0 ，不可能建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。第三章多級(jí)放大電路和集成電路運(yùn)算放大器問題一、為什么在直接耦合多級(jí)放大電路中提出嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移問題？交流放大電路是否也有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象？問題二、在分析溫漂時(shí),經(jīng)常認(rèn)為溫度t 上升導(dǎo)致ic增大。但漫度上升又引起

37、vbe下降 ,ib和 ic小,這顯然是矛盾的。如何解釋？問題三、差動(dòng)放大電路只有在雙端輸出時(shí)，才能利用電路結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性來抑制溫度漂移。但是在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常是差動(dòng)放大電路后接共射放大電路，是不對(duì)稱的單端輸出。這樣，采用差動(dòng)放大電路還有什么好處？問題四、在差動(dòng)放大電路的分析計(jì)算中，為什么經(jīng)?？紤]信號(hào)源內(nèi)阻rs？問題五、為什么的差動(dòng)放大電路的射極電阻re上不加旁路電容ce？問題六、 在差動(dòng)放大電路中，為什么當(dāng)信號(hào)從電路左半管子v1的基極 b1輸入， 到從右半管子 v2的集電極c2輸出，電壓不反相？問題七、如何求差動(dòng)放大電路在單端輸入時(shí)的輸入電阻ri？問題八、如何計(jì)算電流源的等效動(dòng)態(tài)電阻即輸出電阻？問

38、題九、如何分析常用的集成運(yùn)放f007 的偏置電路和性能參數(shù)？答案如下：一、為什么在直接耦合多級(jí)放大電路中提出嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移問題？交流放大電路是否也有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象？答：嚴(yán)格說來，阻容耦合的多級(jí)交流放大電路的每一級(jí)也都有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，即在輸入端短路時(shí)，輸出端的電位也會(huì)上下波動(dòng)。但是，溫度的變化和零點(diǎn)的漂移都是隨時(shí)間緩慢進(jìn)行的。如果多級(jí)放大電路各級(jí)之間采用阻容耦合或變壓器耦合，這種緩慢變化的信號(hào)不會(huì)逐級(jí)傳遞和放大，問題不會(huì)很嚴(yán)重。但是，對(duì)直接耦合多級(jí)放大電路來說，輸入級(jí)的零點(diǎn)漂移會(huì)逐級(jí)傳遞和放大，在輸出端造成嚴(yán)懲的影響。特別是當(dāng)溫度變化較大放大電路級(jí)數(shù)較多時(shí)，造成的影響尤為嚴(yán)重。從這個(gè)觀點(diǎn)看，交流放

39、大電路的低頻特性不好，這本來是一個(gè)缺點(diǎn)。但正是由于有這個(gè)缺點(diǎn)，才能抑制變化緩慢的零點(diǎn)漂移。二、在分析溫漂時(shí)，經(jīng)常認(rèn)為溫度t 上升導(dǎo)致增大。但漫度上升又引起vbe下降， ib和 ic小，這顯然是矛盾的。如何解釋？答：并不矛盾。因?yàn)闇囟壬唠m使vbe減小，但同時(shí)溫度升高又使晶體管的輸入特性左移ib=f ( ube)左移（圖 3-01），基極回路負(fù)載線與新的輸入特性的交點(diǎn)上移，最后溫度升高后的ib還是增大了(圖上 ib2ib1)，從而導(dǎo)致ic的增大。三、差動(dòng)放大電路只有在雙端輸出時(shí)，才能利用電路結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性來抑制溫度漂移。但是在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常是差動(dòng)放大電路后接共射放大電路，是不對(duì)稱的單端輸出。這樣，

40、采用差動(dòng)放大電路還有什么好處？答：在 3.2.1 節(jié)內(nèi)容提要和3.2.2 節(jié)學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)中說過，差動(dòng)放大電路抑制溫漂主要依靠?jī)牲c(diǎn)：（1）電路結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，（2）兩半電路共用的射級(jí)電阻re（或恒流源）所引入的共模負(fù)反饋。在單端輸出時(shí)，利用re抑制溫漂的效果雖不如雙端輸出，但由于 re上流過兩管的射極電流，又由于采用了負(fù)電源-vee，re可以取得更大，所以即使是單端輸出，差動(dòng)放大電路抑制溫漂的能力仍比單管放大電路采用re時(shí)高一兩個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)，差動(dòng)放大電路又可以有雙端或單端輸入，所以經(jīng)常采用。四、在差動(dòng)放大電路的分析計(jì)算中，為什么經(jīng)?？紤]信號(hào)源內(nèi)阻rs？答：差動(dòng)放大電路是直接耦合電路，輸入端沒有耦

41、合電容。如果輸入回路中不設(shè)較大的電阻，則在靜態(tài)時(shí)，vi=0，將有直流直接從直流電源流過信號(hào)源。這在有些情況下是不允許的，而且會(huì)影響管子的靜態(tài)工作點(diǎn)，信號(hào)源內(nèi)阻不同則影響也不同。為了減小這一現(xiàn)象，在差動(dòng)放大電路中，經(jīng)常在信號(hào)源和輸入管的基極之間接較大的電阻 rs。適當(dāng)選擇偏流電阻rb和電阻 rs，還可使流過rs和信號(hào)源的直流電流為零，從而使輸入管基極的直流電位為零，這有助于減小外界干擾和噪聲的影響。五、為什么的差動(dòng)放大電路的射極電阻re上不加旁路電容ce？答：不必加，也不應(yīng)該加。（1）對(duì)輸入信號(hào)的差模分量，流過射極電阻re的總電流是常數(shù)，re上的電壓降是常數(shù)，不必加旁路電容ce。（ 2）對(duì)輸入信

42、號(hào)的共模分量，正是利用re所形成的共模負(fù)反饋來抑制溫漂，所以也不應(yīng)該加。這和共射放大電路中的情況不同。在那里，要用較大的rs來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，但又不要使re太多地降低電路的電壓增益。所以，往往把re分成兩部分， 較大的部分加旁路電容ce，較小的部分不加（起電流負(fù)反饋?zhàn)饔茫Ａ?、在差?dòng)放大電路中，為什么當(dāng)信號(hào)從電路左半管子v1的基極 b1輸入，到從右半管子 v2的集電極c2輸出，電壓不反相？答：這里說的是單端輸入的情況，這時(shí)差動(dòng)放大電路兩個(gè)管子的組態(tài)值得注意，并已在 3.2.2 節(jié)學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)的二、中分析過。假定信號(hào)從左半管子的v1的基極 b1輸入。如果輸出信號(hào)取自左半管子v1的集電極c1，則

43、v1是共射接法（信號(hào)從b1輸入，從 c1輸出），所以此時(shí)輸出電壓與輸入電壓相位相反。如果輸出信號(hào)取自右半管子v2的集電極 c2，則輸入信號(hào)是從v1的 b1通過兩半共有的射級(jí)e 傳送給右半管子v2的。此時(shí)， v1的信號(hào)由b1輸入，由 e 輸出，是共集接法，所以從e輸出的信號(hào)電壓與從b1輸入的信號(hào)電壓同相。同時(shí)，管子v2處于典型的共基接法，信號(hào)從e 輸入，從集電極c2輸出，基極b2接地。所以從c2輸出的電壓與從e 輸入的電壓也相同的。這樣，在單端輸入時(shí)， 從差動(dòng)放大電路左半管v1的 b1輸入信號(hào)， 到從右半管子v1的 b1輸出信號(hào)，電壓不反相。所以，在本書第2 部分基本放大電路的2.1.2 指出：

44、要判斷一個(gè)基本放大電路的組態(tài)，不能只看電路有rc還是 re,關(guān)鍵要看信號(hào)從哪一個(gè)極輸入，從哪一個(gè)極輸出。如果輸入和輸出位置改變，同一個(gè)基本放大電路也可能處于不同的組態(tài)。七、如何求差動(dòng)放大電路在單端輸入時(shí)的輸入電阻ri？答：在本部分的3.2.2 和 3.2.1 節(jié)中已經(jīng)指出， 在單端輸入時(shí)，差動(dòng)放大電路的輸入回路如圖3-11 所示，而且射極電阻 re可以認(rèn)為是開路。所以，很明顯，單端輸入電壓ui等加在輸入回路兩個(gè)串聯(lián)的電阻上，每個(gè)電阻是，而差動(dòng)放大電路在單端輸入時(shí)的輸入電阻。八、如何計(jì)算電流源的等效動(dòng)態(tài)電阻即輸出電阻？答：（ 1）晶體管組成的普通恒流源電路如圖3-03(a) 所示。考慮管子本身的

45、輸出電阻rce時(shí)，恒流源的微變等效電路如圖3-03(b) 。在輸出端加交流電壓vo并求出 io后，就可以求出恒流源的輸出電阻ro。由圖 3-03(b) 可寫出(3-7) (3-8) 由式 (3-8)可得(3-9) 由式 (3-8)可得(3-10) 把式 (3-9)代入式 (3-7)，得（3-10 ）設(shè) =80 ，,，則?？梢?即恒流源的輸出電阻很大（理想值）。 re愈大，恒流源的輸出電阻ro愈大，愈接近于恒流。（2）微電流源泉的輸出電阻圖 3-04 所示微電流源泉的微變等交往電路與圖3-03(b) 相似，只是由于，可以認(rèn)為是短路，所以微電流源的輸出電阻（3-11）例如，當(dāng)時(shí)，九、如何分析常用的

46、集成運(yùn)放f007 的偏置電路和性能參數(shù)？答：（ 1）f007（圖 3-05）的偏置電路由電阻r5和晶體管v9v12。流過 r5的電流ir是參考電流v11和 v10組成微電流源，由式（3-6）（3-12）（ 3-13）（3-14）v8和 v9，v12和 v13別成另外兩個(gè)電流源，所以有而輸入級(jí)的靜態(tài)工作電流(3-15) 由式 (3-13)-(3-15) ，可以畫出表示ic10、ic9、2ic1這些電流之間關(guān)系的方框圖如圖3-06。這說明 f007 的偏置電路中具有負(fù)反饋，能自動(dòng)穩(wěn)定偏置電流。例如，當(dāng)環(huán)境溫度或其它因素變化引起輸入級(jí)的靜態(tài)電流ic10,則 2ib3減小，從而2ic1穩(wěn)定。中間級(jí)的靜

47、態(tài)工作電流從而 穩(wěn)定。中間級(jí)的靜態(tài)工作電流(3-16) (2) 靜態(tài)電流的計(jì)算: 已求得。 利用式 (3-12) ， 在。利用式 (3-2) ， 在時(shí)，查與的關(guān)系曲線，可得。所以利用圖 3-06 求得的關(guān)系。設(shè)橫向管v3和 v9的可見輸入級(jí)的靜態(tài)工作電流是很小的。其它各管的靜態(tài)工作電流為,中間級(jí)的靜態(tài)工作電流為,（3）性能參數(shù)的估算設(shè)橫向 pnp 管的輸入級(jí)的跨導(dǎo)近似認(rèn)為輸入級(jí)的全部流入中間級(jí)v16的基極，則v17的集電極等交往負(fù)載電阻包括三部分：以及rl折合到v17集電極的阻值rl。折合到v17集電極的等交往負(fù)載電阻為第四章功率放大電路問題一、在圖01 的電路中，在沒有輸入信號(hào)時(shí)，揚(yáng)聲器不發(fā)

48、聲。這時(shí)管子的損耗是否最小？問題二、如果在圖4-01 的電路中，把一個(gè)型號(hào)相同的管子與原來的管子并聯(lián)，輸出功率能否加大一倍？問題三、在一般的放大電路中，tr2總是小于電源電壓vcc。而從圖 4-03 看出， 在甲類變壓器耦合功放電路中，uce卻可以大于vcc，為什么？問題四、在圖04 的電路中，為什么射極電阻兩端不并聯(lián)旁路電容ce？問題五、對(duì)本部分的教學(xué)基本要求中，要求正確理解非線性失真。它在功放電路中窨有哪些表現(xiàn)和影響？問題六、對(duì)圖4-的 ocl 功放電路如何估算(uom)m？答案如下：一、在圖 4-01 的電路中， 在沒有輸入信號(hào)時(shí)，揚(yáng)聲器不發(fā)聲。這時(shí)管子的損耗是否最?。看穑?圖 4-是甲

49、類功率放大電路不管有無輸入信號(hào)，集電極電流的平均值基本相同，即由電源給出的功率基本相同。在沒有輸入信號(hào)時(shí)，電源給出的功率全部消耗在管子的集電結(jié)（當(dāng)然，還有偏置電路消耗的功率）。當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)，管子把它消耗的功率的一部分轉(zhuǎn)化為貢載功率，所以這時(shí)管耗反而比沒有輸入信號(hào)時(shí)小。通過這個(gè)問題可以鞏固功率放大電路中能量轉(zhuǎn)換的概念。乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路同歸于此不同。因?yàn)楣茏拥撵o態(tài)工作電流為零，所以在沒有輸入信號(hào)時(shí)，電源給出的功率pe和管耗pv均為零。隨著輸入信號(hào)的增大，與之成比例地增大。pv則是先隨輸入信號(hào)的增大而增大，而當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到一定值以后，pv反而隨輸入信號(hào)的增大而減小。二、如果在圖4-01 的

50、電路中，把一個(gè)型號(hào)相同的管子與原來的管子并聯(lián)，輸出功率能否加大一倍？答：設(shè)原來的管子工作狀態(tài)如圖4- (a)。兩個(gè)特性相同的管子并聯(lián)，可以看成另一個(gè)管子，如圖4-25(b) ，它的輸出特性和原來的相同(即)，而允許的管耗則為原管的兩倍。如果基極偏置電流不變，q2的位置和q1相同。交流負(fù)載線的斜率也相同。如果輸入信號(hào)也不變，輸出功率基本上和原來的相同， 得不到采用兩個(gè)管子的效果。從圖 4-25(b) 看出，如果使靜態(tài)工作點(diǎn)q2變化到 q2，使交流負(fù)載線的等狹義贈(zèng)載電阻減小一半，信號(hào)幅度也加大一倍，則輸出功率也將大一倍。三、在一般的放大電路中，tr2總是小于電源電壓vcc。而從圖4-03 看出，在

51、甲類變壓器耦合功放電路中，uce卻可以大于vcc，為什么？答：這是由于電路中有了變壓器。tr2的原邊接在集電極回路中，它的感應(yīng)電勢(shì)也是交變的。 當(dāng)原邊繞組中的電流減小時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)的極性與電源電壓極性一致從而使管子的uce比電源電壓高。這個(gè)特點(diǎn)有助于加大uce的變化范圍，增大輸出功率，同時(shí)要求管子耐壓較高。四、在圖04 的電路中，為什么射極電阻兩端不并聯(lián)旁路電容ce？答：在一般的工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中，射極電阻兩端都并聯(lián)旁路電容。但是，在乙類推拘功放電路中，減小功耗以增大輸出功率往往是主要問題所以re取值很?。ㄔ谛⌒桶雽?dǎo)體收音機(jī)中約為5-10 而在輸出功率為幾十瓦的擴(kuò)音機(jī)中，re常小于 。如果要在如此

52、小的電阻兩端并聯(lián)電容起旁路作用，而工作頻率又不高，則電容器的c 往要幾百甚至幾千微法，既不經(jīng)濟(jì)，又占地方。另外，加了ce，re改善交流輸出波形的作用又將消失。所以，在這里射極電阻兩端不并聯(lián)旁路電容。五、對(duì)本部分的教學(xué)基本要求中，要求正確理解非線性失真。它在功放電路中窨有哪些表現(xiàn)和影響？答：非線性失真是指由于晶體管我的非線性，而引起放大電路輸出波形相對(duì)于正弦波的失真。管子我的非線性無非是：（）單向?qū)щ娦?，（）正向輸入特性的起始部分的死區(qū)和非線性， （） 輸出特性上的截止區(qū)和飽和區(qū)。在功率放大電路中，為了提高效率，措施之一是把靜態(tài)工作電流設(shè)置為零。這時(shí)，由于管子的出現(xiàn)嚴(yán)懲的非線性失真（正弦波削去一

53、半） 。利用互補(bǔ)對(duì)稱的要領(lǐng)構(gòu)成的乙類功放電路雖然消除了由于管子單向?qū)щ娦远霈F(xiàn)的非線性失真，卻還存在由于管子正向輸入特性的死區(qū)和起始段比較嚴(yán)重的非線性而引起的交越失真。為兩管設(shè)置不大的靜態(tài)電流使管子工作的甲乙哦的狀態(tài)。這時(shí)，雖然每管的ib和ic在零值附近仍有非線性失真，但由于，兩管電流在零值附近的失真互相抵消，使負(fù)載上電流和電壓成為完整的正弦波。當(dāng)輸入信號(hào)過大時(shí)，由于管子的工作點(diǎn)進(jìn)入截止區(qū)和飽和區(qū)，輸出波形在正、負(fù)半周都將出現(xiàn)非線性失真。六、對(duì)圖4-05 的 ocl 功放電路如何估算(uom)m？答：對(duì)圖4-17 的電路，估算(uom)m的工作要復(fù)雜一些。先估算正向的(uom)m，這可以通過如

54、下的途徑進(jìn)行：（1）（ 2）如果不考慮自舉電容c5。第五章放大電路的頻率響應(yīng)問題一、什么叫頻率響應(yīng)？如果放大電路的幅頻特性是一條水平線，好不好？問題二、在工作頻率f低時(shí)，晶體管的。在f高時(shí)，又為什么下降？問題三、在畫出放大電路的截止頻率和高頻微變等效電路后，采用時(shí)間常數(shù)法決定電路的下限和上限截目頻率，其根據(jù)是什么？要注意些什么？問題四、如何用混合參數(shù)ii型等效電路說明共基和共集放大電路的高頻響應(yīng)比共射電路好？問題五、當(dāng)放大電路中的管子和信號(hào)源選定之后，電路的增益一帶寬積gbp 也就大體上因定了。對(duì)共集電路，所以fh高，但在共基電路中au在數(shù)值上和共射電路相近，也比較大，為什么還用于高頻和寬帶放

55、大？問題六、在用混合參數(shù)ii型等效電路分析放大電路的頻率響應(yīng)時(shí)，如果在同一頻段內(nèi)有兩價(jià)目以上的 起作用，而且兩者相差4-5 倍以上時(shí)，就取最小的（對(duì)低頻段）或最大的（對(duì)高頻段）作為決定截止頻率的 ，這是為什么？答案如下：一、什么叫頻率響應(yīng)？如果放大電路的幅頻特性是一條水平線，好不好？答：頻率響應(yīng)（或率特性）是一個(gè)電路或系統(tǒng)的輸出量與輸入量（一般都是電壓）之比（傳輸系數(shù)或增益）和輸入信號(hào)的頻率之間的關(guān)系。因?yàn)檫@個(gè)比值一般是復(fù)量，所以頻率響應(yīng)又可分為幅頻特性和相頻特性。頻率響應(yīng)的畫法有多種。一種是以頻率為參量，把電路或系統(tǒng)的傳輸系數(shù)或增益在不同頻率下的幅值和對(duì)應(yīng)的相位畫在極坐標(biāo)平面上。這就是幅相特

56、性，在自動(dòng)控制理論中經(jīng)常用到。另一種就是在本課程中使用的對(duì)數(shù)幅頻特性和相頻特性。只要電路或系統(tǒng)中有電抗元件，因?yàn)樗鼈兊碾娍闺S頻率變化，電路或系統(tǒng)的傳輸系數(shù)或增益就將隨頻率的變化而變化。在放大電路中，影響頻率響應(yīng)的是耦合電容、旁路電容 （低頻段） 、管子結(jié)電容和電路中的寄生電容（高頻段）。如果放大電路的幅頻特性是一條水平線，也就是說放大電路對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)有相同的放大，看起來很理想，實(shí)際上是不行的。因?yàn)閷?duì)放大電路有影響的外界干擾的噪聲往往是高頻的，如果幅頻特性是水平線，干擾對(duì)電路的影響將很大，這樣的放大電路是不能政黨工作的。理想的頻率特性應(yīng)該是：下限截目頻率fl低于輸入信號(hào)中的最低頻率，而上

57、限截止頻率fh高于輸入信號(hào)中的最高頻率。#9999ff 二、在工作頻率f 低時(shí)，晶體管的。在 f 高時(shí)， 又為什么下降？答： 在晶體管手中查出的管子的電流放大系數(shù)， 一般是在信號(hào)頻率較低（例如1khz ）時(shí)測(cè)定的。對(duì)于共射接法，通常用表示。如果不斷提高測(cè)試頻率，則 先是保持低頻值不變，而當(dāng)頻率進(jìn)一步提高后，它就開始下降（圖5-01）。這是因?yàn)榫w管的電流是由發(fā)射結(jié)出發(fā)，經(jīng)基區(qū)輸送， 集電結(jié)收集， 再經(jīng)集電區(qū)體電阻送到外電路的。 （）就發(fā)射結(jié)而言，它可以等效為電阻re和電容 cte的并聯(lián)。通過結(jié)電容的電流對(duì)基區(qū)不起注入作用。當(dāng)信號(hào)頻率升高時(shí)，通過 cte的電流變大，發(fā)射結(jié)的發(fā)射效率就下降。另外，

58、對(duì) cte的充放電需要一定時(shí)間，這就使注入基區(qū)的電流的增大比發(fā)射區(qū)的電流的處升要慢?？傊山Y(jié)電容的存在，不僅使發(fā)射效率下降，而且使注入電流的變化相對(duì)于發(fā)射結(jié)電流有時(shí)間延遲。（）從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子從發(fā)射結(jié)邊緣移動(dòng)到集電結(jié)邊緣，要有一個(gè)基區(qū)渡越時(shí)間b，而且不同的電子b也不同，有分散性，當(dāng)頻率提高時(shí)，b的分散性就不能忽略。這樣，集電結(jié)收集到的信號(hào)波形會(huì)展寬，幅度也會(huì)變小。（）當(dāng)信號(hào)頻率較高時(shí)，基區(qū)電子穿過集電結(jié)時(shí)，也有一定的分散，所以穿過結(jié)到達(dá)集電區(qū)的電子電流減小了，這也使電流放大系數(shù)下降。（）最后，電子在進(jìn)入集電區(qū)后，流過集電區(qū)的體電阻，造成電壓降，引起集電結(jié)電壓變化。這樣，又要對(duì)集電結(jié)勢(shì)壘

59、電容充放電，再次引起信號(hào)延遲和幅度減小。上述四個(gè)因素都使晶體管的隨信號(hào)頻率的升高而下降。三、在畫出放大電路的截止頻率和高頻微變等效電路后，采用時(shí)間常數(shù)法決定電路的下限和上限截目頻率，其根據(jù)是什么？要注意些什么？答：以圖5-02(a)的電路為例，它的低頻和高頻微變等效電路如圖5-03 和 5-04。要決定電路的截止頻率，應(yīng)該從等效電路寫出相應(yīng)的傳遞函數(shù)，畫出頻率特性，然后根據(jù)截止頻率的定義來求。但是，這樣做比較繁瑣。實(shí)際上，在放大電路中，從輸入us到輸出uo有一系列的信號(hào)傳遞過程，每一個(gè)過程都要涉及某些電路這些電路的時(shí)間常數(shù)就決定著電路的截止頻率。以低頻段為例。從us到uo有兩個(gè)信號(hào)傳遞過程：一

60、是從us到 ib，一是從ib到uo前一過程涉及兩個(gè)電容c1和ce。先單獨(dú)考慮c1，同時(shí)認(rèn)為ce短路。此時(shí)，高通電路的頻率特性，它在處有一個(gè)向下的轉(zhuǎn)折，斜率為，這個(gè)轉(zhuǎn)折決定了放大電路的下限截止頻率。在時(shí)間常數(shù)法中，求對(duì)應(yīng)于c1的下限截止頻率時(shí)，先求，現(xiàn)時(shí)求，和上面通過寫頻率特性的求法是完全一致的。再看高頻段的情況。從us到uo有兩個(gè)過程：一個(gè)是從us到ube，它涉及電容c另一個(gè)過程由gmube到 ，它不涉及電容。對(duì)前一過程，這是一個(gè)低通電路的頻率特性，它在處有一個(gè)向下斜率為 -20db/dec 的轉(zhuǎn)折，這個(gè)轉(zhuǎn)折決定了放大電路的上限截止頻率。在時(shí)間常數(shù)法中，先求對(duì)應(yīng)于c的時(shí)間常數(shù)再求，兩者是完全一