1、目录第1章常用半导体器件1 .1复习笔记1 .2课后习题详解1 .3名校考研真题详解第2章基本放大电路2 .1复习笔记2 .2课后习题详解2 .3名校考研真题详解第3章多级放大电路3 .1复习笔记3 .2课后习题详解3 .3名校考研真题详解第4章集成运算放大电路4 .1复习笔记4 .2课后习题详解4 .3名校考研真题详解第5章放大电路的频率响应5 .1复习笔记5 .2课后习题详解5 .3名校考研真题详解第6章放大电路中的反馈6 .1复习笔记6 .2课后习题详解6 .3名校考研真题详解第7章信号的运算和处理7 .1复习笔记7 .2课后习题详解7 .3名校考研真题详解第8章波形的发生器和信号的转换
2、8 .1复习笔记8 .2课后习题详解8 .3名校考研真题详解第9章功率放大电路9 .1复习笔记9 .2课后习题详解9 .3名校考研真题详解第1 0章直流电源1 0 .1复习笔记1 0 .2课后习题详解1 0 .3名校考研真题详解第1 1章模拟电子电路读图1 1 .1复习笔记1 1 .2课后习题详解1 1 .3名校考研真题详解第1章常用半导体器件1 .1复习笔记一、半导体基础知识1本征半导体本征半导体是指纯净的具有晶体结构的半导体。载流子：运载电荷的粒子称为载流子。导体导电只有一种载流子，即自由电子导电；而本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴，这是半导体导电的特殊性质。空穴：当电子挣脱共价键
3、的束缚变成为自由电子后，在共价键中留下一个空位置，称为空穴。2杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。（1）N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。N型半导体中，自由电子的浓度大于空穴的浓度，故称自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。（2）P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半导体。P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子。3 .PN结在同一片半导体硅片上，分别制造P型半导体和N型半导体，在它们的交界面处就形成了PN结。（1）PN结的单向导电性
4、：PN结外加正向电压时处于导通状态；PN结外加反向电压时处于截止状态。（2）PN结的电流方程：i=IS( -1 )常温下，即T=3 0 0 K时，UT2 6 mV。当PN结外加正向电压时，i随u按指数规律变化；当PN结外加反向电压时，i-IS，称为PN结的伏安特性。其中，u0的部分称为正向特性，u0的部分称为反向特性。二、半导体二极管1二极管的结构和分类半导体二极管是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。由于PN结的单向导电性，因此，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。按材料的不同，二极管可分为硅管和锗管；按用途的不同，
5、二极管可分为普通二极管、整流二极管和稳压二极管等；按结构的不同，二极管可分为点接触型、面接触型和平面型，其中，点接触型二极管适用于高频电路的检波或小电流整流，也可用作数字电路的开关元件，面接触型二极管适用于低频整流，平面型二极管适用于脉冲数字电路做开关管。2二极管的伏安特性二极管的伏安特性方程二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，反向特性曲线向下移，如图1 .1所示。图1 .1 二极管的伏安特性（1）正向特性当外加正向电压很低时，正向电流几乎为零；当正向电压超过一定数值时，才有明显的正向电流，这个使二极管开始导通的临界电压称为开启电压，通常硅管的开启电压约为0 .5 V
6、，锗管的开启电压约为0 .1 V。当正向电压大于开启电压后，正向电流迅速增长，曲线接近上升直线，当电流迅速增加时，二极管的正向压降变化很小，硅管的正向压降约为0 .60 .7 V，锗管的正向压降约为0 .10 .3 V。（2）反向特性二极管加上反向电压时，形成很小的反向电流，当反向电压在一定范围内增大时，反向电流的大小基本恒定，称为反向饱和电流。当温度升高时，少数载流子数目增加，使反向电流增大，特性曲线下移。（3）反向击穿特性当二极管的外加反向电压大于反向击穿电压时，反向电流突然急剧增加，称为二极管反向击穿。反向击穿电压一般在几十伏以上；反向击穿后，电流的微小变化会引起电压很大变化。3二极管的
7、主要参数（1）最大整流电流：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。（2）最高反向工作电压：二极管使用时允许加的最大反向电压。（3）反向电流：二极管未击穿时的反向电流。（4）最高工作频率：二极管单向导电作用开始明显退化时的交流信号频率。4二极管的等效电路（1）理想二极管：二极管导通时正向压降为零，截止时反向电流为零。用空心的二极管符号来表示，如图1 .1 (a)所示。（2）恒压降模型：二极管导通时正向压降为一个常量Uo n，截止时反向电流为零。因而等效电路是理想二极管串联电压源Uo n，如图1 .1 (b )所示。（3）折线模型：当二极管正向电压U大于Uo n时，其电流I与U成线性关系，直
8、线斜率为1 /rD。二极管截止时，反向电流为零。因此，等效电路是理想二极管串联电压源Uo n和电阻rD，且rD=U/I，如图1 .1 (c)所示。(a) (b ) (c)图1 .1 由伏安特性折线化得到的等效电路（4）二极管的微变等效电路：在模拟电路里，二极管多数工作在某个很小的信号区域内，所以通常用小信号模型来代替二极管，即把二极管看成一个等效电阻，如图1 .3所示。利用二极管的电流方程可得图1 .3 二极管的微变等效电路图5稳压二极管稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内(或者说在一定的功率损耗范围内)，端电压几乎不变，表现出稳压特性。稳压管正向压降与普通二极管相近。稳压管的主要参数：（1
9、）稳定电压：反向击穿电压；不同型号的稳压管具有不同的稳压值。（2）最大稳定电流：稳压管正常工作的最大电流值；超过该电流，稳压管将被烧毁。（3）最大耗散功率：稳压管正常工作时消耗的最大功率。使用中若超过此功率，管子将因热击穿而损坏。（4）动态电阻：稳压管反向击穿时的动态电阻。越小，稳压性能越好。（5）温度系数：环境温度变化，引起的稳定电压的相对变化量。越小越好。三、晶体三极管1晶体管的结构晶体管是由两个PN结组成的元器件，分为PNP和NPN两种类型，它的三端分别称为发射极e、基极b和集电极c。2晶体管的电流放大作用使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置。晶体管的电流分配
10、关系：3晶体管的共射特性曲线（1）输入特性曲线：如图1 .2 (a)所示，描述管压降UCE为一常量时，基极电流IB与发射结压降UBE之间的函数关系，即（2）输出特性曲线：如图1 .2 (b )所示，描述基极电流IB为一常量时，集电极电流Ic与管压降UCE之间的函数关系，即晶体管有三个工作区域：截止区：其特征是发射结电压小于开启电压且集电结反向偏置，即放大区：其特征是发射结正向偏置且集电结反向偏置，即饱和区：其特征是发射结与集电结均处于正向偏量，即更多各类考试资料 v：344647 公众号：顺通考试资料 (a)输入特性曲线 (b )输出特性曲线图1 .2 晶体管的共射特性曲线4晶体管的主要参数(
11、1 )电流放大系数共射直流电流放大系数：表示集电极电压一定时，集电极电流和基极电流之间的关系，即共射直流电流放大系数：表示在保持不变的条件下，集电极电流的变化量与相应的基极电流变化量之比，即（2）极间反向电流是发射极开路时，集电结的反向饱和电流；是基极开路时，集电极与发射极间的穿透电流，。极间反向电流越小，晶体管性能越稳定。（3）极限参数集电极最大允许耗散功率：晶体管电流与电压的乘积；晶体管使用时，应保证。反向击穿电压：基极开路时，加于集电极发射极之间的最大允许电压。集电极最大允许电流：值下降到正常值2 /3时的集电极电流。5温度对晶体管参数的影响（1）温度对的影响：温度每升高，增大一倍。（2
12、）温度对的影响：以时测得的值为基数，温度每升高，增加约（0 .51）%。（3）温度对发射结电压的影响：温度每升高，约减小22 .5 mV。四、场效应管1结型场效应管（1）输出特性曲线：如图1 .3 (a)所示，描述当栅-源电压UGS为常量时，漏极电流iD与漏-源电压UDS之间的函数关系，即场效应管有三个工作区域：可变电阻区：该区域中曲线近似为不同斜率的直线。当UGS确定时，直线的斜率也唯一地被确定，直线斜率的倒数为d -s间等效电阻。恒流区：当UDS增大时，iD仅略有增大，因而可将iD近似为电压UDS控制的电流源。夹断区：当UGSUGS(o ff)时，导电沟道被夹断，iD=0。（2）转移特性曲
13、线：如图1 .3 (b )所示，描述当漏-源电压UDS为常量时，漏极电流iD与栅-源电压UGS之间的函数关系，即在恒流中区iD的近似表达式为：式中，是UGS=0情况下产生预夹断时的iD，称为饱和漏极电流。 (a)输出特性曲线 (b )转移特性曲线图1 .3 结型场效应管的特性曲线2绝缘栅型场效应管（1）特性曲线：与结型场效应管一样，MOS管也有可变电阻区、恒流区和夹断区三个工作区域，如图1 .4所示。(a)转移特性曲线 (b )输出特性曲线图1 .4 绝缘栅型场效应管的特性曲线（2）电流方程：与结型场效应管相类似，iD与UGS的近似关系式为3场效应管的主要参数（1）开启电压（增强型）和夹断电压
14、（耗尽型）：为一常量时，使漏极电流为某一小电流时的的值。（2）饱和漏极电流：对于结型场效应管，当时所对应的漏极电流。（3）直流输入电阻：指漏源间短路时，栅源间加反向电压呈现的直流电阻；结型管有，MOS管有。（4）低频跨导：反映了对的控制作用，即（5）最大耗散功率：，受温度限制。4场效应管与晶体管的比较表1 .1 场效应管与晶体管的比较1 .2课后习题详解1 .1 选择合适答案填入空内。(1 )在本征半导体中加入 元素可形成N型半导体，加入 元素可形成P型半导体。A五价B四价C三价(2 )当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 。A增大 B不变 C减小(3 )工作在放大区的某三极管，如果当IB从1
15、 2 A增大到2 2 A时，IC从1 mA变为2 mA，那么它的约为 。A8 3 B9 1 C1 0 0(4 )当场效应管的漏极直流电流，。从2 mA变为4 mA时，它的低频跨导g m将 。A增大B不变C减小解：（1）A，C；（2）A；（3）C；（4）A。1 .2 电路如图1 .1所示，已知u i=1 0 sin t(V)，试画出u i与u O的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。图1 .1解：，二极管导通，；，二极管截止，。波形如图1 .2所示。图1 .21 .3 电路如图1 .3所示，已知u i=5 sin t(V)，二极管导通电压UD=0 .7V。试画出u i与u O的波形，并标出幅值
16、。图1 .3解：，二极管D1导通，；，二极管D2导通，；，二极管D1、D2均截止，。波形如图1 .4所示。图1 .41 .4 电路如图1 .5所示，二极管导通电压UD=0 .7 V，常温下UT2 6mV，电容C对交流信号可视为短路；u i为正弦波，有效值为1 0 mV。试问二极管中流过的交流电流有效值为多少?图1 .5解：二极管的直流电流：其动态电阻：故动态电流有效值：。1 .5 现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6 V和8 V，正向导通电压为0 .7 V。试问：(1 )将它们串联相接，则可得到几种稳压值?各为多少?(2 )将它们并联相接，则又可得到几种稳压值?各为多少?解：（1）串联的四种
17、情况如图1 .6 (a)所示，故两只稳压管串联时可得1 .4 V、6 .7 V、8 .7 V和1 4 V等四种稳压值。图1 .6 (a)（2）并连的四种情况如图1 .6 (b )所示，故两只稳压管串联时可得0 .7V、6 V等两种稳压值。图1 .6 (b )1 .6 已知图1 .7所示电路中稳压管的稳定电压UZ=6 V，最小稳定电流IZmin =5 mA，最大稳定电流IZmin =2 5 mA。(1 )分别计算UI为1 0 V、1 5 V、3 5 V三种情况下输出电压UO的值；(2 )若UI=3 5 V时负载开路，则会出现什么现象?为什么?图1 .7解：(1 )假设稳压管工作在稳压状态，则稳压
18、管中的电流为：当UI=1 0 V时，故假设不成立，稳压管截止，；当UI=1 5 V时，故假设不成立，稳压管截止，；当UI=3 5 V时，故假设成立，。(2 )若负载开路，则，稳压管会因功耗过大而损坏。1 .7 在图1 .8所示电路中，发光二极管导通电压UD=1 .5 V，正向电流在51 5 mA时才能正常工作。试问：(1 )开关S在什么位置时发光二极管才能发光?(2 )R的取值范围是多少?图1 .8解：（1）S闭合时发光二级管才有正向电流，才有可能发光。（2）发光二级管的正向电流过小将不发光，过大将可能损坏，UR=VUD，据已知条件有即 Rmin =，Rmax =可得R的取值范围为 。1 .8
19、 现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图1 .9所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数口。图1 .9解：，且基极电流较小，集电极和射极电流属于同一数量级，故（a）两个电流均是流入三极管且大小相差悬殊，故分别是基极和集电极电流，且，。另一个电流是射极电流，从管脚流出，该管是NPN管，。（b）两个电流一个流入三极管，另一个从三极管流出，故分别是基极和发射极电流，且，该管是NPN管，。每个管子电流大小和方向，如图1 .1 0所示。图1 .1 01 .9 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图1 .1 1所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是
20、硅管还是锗管。图1 .1 1解：对于放大状态的NPN管，满足集电极电压最高，基极电压次之；而PNP管满足，射极电压最高，基极电压次之。两个相差比较小的电压分别是基极和发射极电压，且对于硅管，两者之间电压为0 .60 .8 V；对于锗管，两者之间电压为0 .10 .3 V。由此可以得出每个管子，如图1 .1 2所示。图1 .1 21 .1 0 电路如图1 .1 3所示，晶体管导通时UBE=0 .7 V，=5 0。试分析VBB为0 V、1 V、3 V三种情况下T的工作状态及输出电压u O的值。图1 .1 3解：（1）当时，三极管截止，。（2）当时，假设三极管工作在放大区，则 ，可见假设成立，T处于
21、放大状态，。（3）当时，假设三极管工作在放大区，则故假设不成立，三极管工作在饱和区，。1 .1 1 电路如图1 .1 4所示，晶体管的=5 0，|UBE|=0 .2 V，饱和管压降|UCES|=0 .1 V；稳压管的稳定电压UZ=5 V，正向导通电压UD=0 .5 V。试问：当=0 V时 =? 当=-5 V时 =?图1 .1 4解：当时，晶体管截止，稳压管击穿，。当时，则基极电流而临界饱和基极电流为因为，故晶体管处于饱和区，稳压管不起作用，。1 .1 2 分别判断图1 .1 5所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。图1 .1 5解：因为图（a）中T的发射结正偏，集电结有可能反偏，所以T有
22、可能工作在放大状态。同理可得，图（b）和（e）中的晶体管可能工作在放大状态。图（c）中T的发射结反偏，所以T截止。因为图（d）中的发射结会因电流过大而损坏，所以T不可能工作在放大状态。结论：（a）可能；（b）可能；（c）不能；（d）不能；（e）可能。1 .1 3 已知放大电路中一只N沟道场效应管三个极、的电位分别为4 V、8 V、1 2 V，管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子(结型管、MOS管、增强型、耗尽型)，并说明、与g、s、d的对应关系。解：管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管，三个极、与g、s、d的对应关系如图1 .1 6所示。图1 .1 61 .1 4 已知场效应管的输出特性曲
23、线如图1 .1 7所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。图1 .1 7解：在场效应管的恒流区读出每一个的指，以及其所对应的纵坐标值（即的指），建立坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如图1 .1 8所示。图1 .1 81 .1 5 电路如图1 .1 9所示，T的输出特性如图1 .1 7所示，分析当=4V、8 V、1 2 V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。图1 .1 9解：从图1 .1 9中可以看出开启电压 当时，场效应管截止。当时，假设场效应管工作在恒流区，此时的漏极电流为，故 。因此，假设成立，场效应管工作在恒流区。当时，因为VDD1 2 V，所以必然使场效应管工作在可变电阻区。1
24、 .1 6 分别判断图1 .2 0所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。图1 .2 0解：图（a）所示电路中的T为N沟道结型场效应管，夹断电压。因为其栅-源电压有可能是0，所以T有可能工作在恒流区。图（b）（c）所示电路均为N沟道MOS管，开启电压。因为他们的栅极电位均为0，栅-源电压不可大于，所以他们均处于截止状态。图（d）所示电路中的T为P沟道结型场效应管，夹断电压。因为其栅-源电压有可能是0的某值，且有可能，所以T有可能工作在恒流区。结论：（a）可能；（b）不能；（c）不能；（d）可能。习题1 .1 7、习题1 .1 8本部分习题主要是利用Mu ltisim进行电路仿真与测试，基
25、本上没有学校的考研试题涉及到此内容，所以读者不必作为复习重点，因此，本书也就不再对此部分习题进行详细解答。1 .3名校考研真题详解一、选择题1电路如图1 .2 5所示，设DZ1的稳 定电压为6 V，DZ2的稳 定电压为1 2 V，设 稳 压管的 正向压降 为0 .7 V，则 输 出电压Uo等 于（）。（北京科技大学2 0 1 1研）图1 .2 5A.1 8 VB6 .7 V C1 2 .7 V D6 V2测得某晶体管三个电极之间的电压分别为UBE=-0 .2 V，UCE=-5 V，UBC=4 .8 V，则此晶体管的类型为( )（北京科技大学2 0 1 0B【答案】由电压源可以判断电流方向为顺时
26、针方向，DZ1是反向接入，DZ2 是正向接入。又由于稳压管只有工作在反向区，才表现出稳压特性，所以输出电压Uo即为DZ1 稳定电压6 V与DZ2 正向压降0 .7 V之和，即6 .7 V。【解析】研）APNP锗管BNPN锗管CPNP硅管 DNPN硅管3不加栅源电压，存在导电沟道的场效应管是( )。（北京邮电大学2 0 1 0研）AP沟道增强型场效应管 BN沟道耗尽型场效应管CP沟道结型场效应管 DN沟道增强型场效应管A【答案】由|UBE|=0 .2可判断为锗管，因为硅管的|UBE|=0 .7。晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置，即NPN管UEUBUC，PNP管UCU
27、BUE。由题中UBE=-0 .2 V知UBUE；由UCE=-5 V知UCUE，由UBC=4 .8 V知UBUC，综上UCUBUE,即为PNP管。【解析】BC【答案】凡栅源电压为0时，漏极电流也为0的管子均属于增强型管；凡栅源电压为0时，漏极电流不为0的管子均属于耗尽型管。结型场效应管当栅源电压为0时，耗尽层较窄，导电沟道较宽。【解析】二、计算分析题1测量某硅BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域。(1 )(2 )(3 )(4 )(5 ) 哈尔滨工业大学2 0 0 5研解：根据管子的状态判断其工作区域：放大区，；截止区，；饱和区，。(1 )放大区。(2 )放大区。(3 )饱和区。
28、(4 )截止区。(5 )饱和区。2已知某场效应管的IDSS=1 0 mA，UP=-4 V，试绘出该管的转移特性曲线，并计算在u GS=0时的g m0。北京航空航天大学2 0 0 5研解：由题意可知，该管为结型场效应管，利用它的转移特性方程对应不同的u GS求出相应的漏极电流iVD，如表1 .1所示。表1 .1根据表1 .1所列数据作出u DS为定值的转移特性曲线，如图1 .2 6所示。因为低频跨导，所以有 比较两式，得可见，零偏压跨导g m0越大，表示场效应管的放大能力越强。图1 .2 63稳压管电路如图1 .2 7所示，已知稳定的电压UZ=6 V，允许功耗PZM=1 8 0 mW。试回答：(
29、1 )当RL=1 k 时，(2 )当RL=5 0 时，(3 )当RL=5 0 时，仍保持稳定电路正常工作，须采取什么措施?东南大学2 0 0 2研图1 .2 7解：(1 )设稳压管不导通，则其开路管压降为超过了稳压管的击穿电压6 V，故稳压管可击穿而进入稳压状态。因此有可见，稳压管可安全工作。(2 )若RL=5 0 ，设稳压管未击穿，则其开路管压降为远小于稳压管的击穿电压6 V，故稳压管不工作。因此有UZ=UO=2 .4 V(3 )若在RL=5 0 的情况下，仍要稳压管工作而起稳压作用，则必须减小限流电阻R。为保证稳压管稳定击穿，则有总其电流为限流电阻R必须符合以下关系：故取限流电阻R=4 2
30、 。第2章基本放大电路2 .1复习笔记一、放大的概念和放大电路的主要性能指标1放大的基本概念电子技术中的放大是将微弱的变化信号放大成较大的电信号，以推动负载正常工作。放大电路放大的本质是能量的控制和转换；电子电路放大的基本特征是功率放大；放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。2放大电路的主要性能指标（1）放大倍数：输出量（或）与输入量（或）之比。（2）输入电阻Ri：输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻，即。（3）输出电阻Ro：从放大电路输出端看进去的等效内阻。Ro愈小，负载电阻RL变化时Uo的变化愈小，放大电路的带负载能力愈强。（4）通频带fb w：频率下降使放大倍数的
31、数值达到0 .7 0 7 |Am|的信号频率称为下限截止频率fL；频率上升使放大倍数的数值达到0 .7 0 7 |Am|的信号频率称为上限截止频率fH。通频带fb w=fHfL。（5）非线性失真系数D：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比。（6）最大不失真输出电压Uo m：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的上限输出电压。（7）最大输出功率Po m：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率。（8）效率：最大输出功率Po m与电源消耗的功率PV之比，即。二、基本共射放大电路的工作原理1电路组成和各元件的作用基本共射放大电路如图2 .1所示。晶体管T是核心元件，要保证集电结
32、反偏，发射结正偏，晶体管才能工作在放大区。集电极电源VCC为电路提供能量，并保证集电结反偏，通常为几伏到十几伏。集电极电阻将变化的电流转变为变化的电压，通常为几千欧到十几千欧。基极电源VBB和基极电阻使发射结正偏，并提供适当的静态工作点，VBB通常为几伏，为几十千欧以上。图2 .1 基本共射放大电路2共射电路的静态工作点在图2 .1所示电路中，令，可得到静态工作点的表达式3放大电路的组成原则（1）直流电源：提供能量；（2）正确设置静态工作点Q，使三极管工作于放大状态；（3）输入信号能够作用于放大管的输入回路；（4）当负载接入时，必须保证放大管输出回路的动态电流能作用于负载。三、放大电路的分析方
33、法1静态分析和动态分析放大电路的分析总是遵循“先静态，后动态”的顺序进行，首先求出Q点，只有确定晶体管工作在放大区，动态分析才有意义。（1）静态分析静态分析时应利用放大电路的直流通路。直流通路是指在直流电源作用下的直流电流流经的通路，对于直流通路有：电容视为开路；电感线圈视为短路；信号源视为短路，保留内阻。静态分析的方法有估算法和图解法。估算法基本共射放大电路的直流通路如图2 .2所示。图2 .2 共射电路的直流通路图估算：估算：估算：图解法先估算，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，对应的输出特性曲线与直流负载线的交点即为Q点，如图2 .3所示。图2 .3 利用图解法求静态工作点（2）动态分
34、析动态分析时应利用放大电路的交流通路。交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路。对于交流通路有大电容视为短路；无内阻的直流电源视为短路。动态分析的方法有微变等效电路法和图解法。微变等效电路法基本共射放大电路的交流等效电路如图2 .4所示。图2 .4 基本共射放大电路的动态分析（a）交流等效电路 （b）输出电阻的分析电压放大倍数：输入电阻：输出电阻：图解法用图解法分析电压放大倍数如图2 .5所示。图2 .5 利用图解法求解电压放大倍数（a）从得出 （b）从得出和电压放大倍数：2波形失真分析为了得到尽量大的输出信号，要把值设置在交流负载的中间部分。如果值过低，信号进入截止区，产生截止失真（削顶失
35、真）；如果值过高，信号进入饱和区，产生饱和失真（削底失真）。截止失真和饱和失真统称为非线性失真。避免失真的方法：增大基极电源VBB，可以消除截止失真；增大基极电阻Rb，减小集电极电阻Rc，或者更换一只较小的管子，可以消除饱和失真。四、放大电路静态工作点的稳定1静态工作点稳定的必要性三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现在：（1）改变。的温度系数约为，即温度每升高，约下降2 mV。（2）改变。温度每升高，值约增加0 .5 %1 %，温度系数分散性较大。（3）改变。温度每升高，大致将增加一倍，说明将随温度按指数规律上升。静态工作点不仅决定了输出波形是否失真，而且还影响电
36、压放大倍数及输入电阻等动态参数，所以在设计和调试放大电路时，必须设置一个合适的静态工作点。2稳定静态工作点的措施（1）Q点稳定的分压式偏置电路静态工作点Q稳定电路如图2 .6所示，图（a）为直接耦合方式，图（b）为阻容耦合方式，它们具有相同的直流通路如图（c）所示。图2 .6 静态工作点稳定电路(a)直接耦合电路 （b）阻容耦合电路 （c）直流通路图2 .6（c）所示电路Q点稳定的原因主要包括：的直流负反馈作用；在的情况下，在温度变化时基本不变。（2）温度补偿法稳定静态工作点当电源电压不变时，三极管发射极电压会随着温度的升高而减小，导致放大电路静态工作点不稳定。消除这种不稳定因素的方法是补偿法
37、，如图2 .7所示。利用二极管或热敏电阻等温度敏感元件的温度特性来补偿三极管随温度的变化，使Q点稳定。图2 .7 利用二极管补偿变化五、放大电路的分析方法及三种基本接法三种基本接法的典型电路、静态分析、动态分析、性能参数、比较等归纳如表2 .1所示。表2 .1 三种基本接法及其性能参数表2 .2 三种基本接法晶体管放大电路的比较六、场效应管放大电路场效应管通过栅-源之间电压u GS来控制漏极电流iD，所以它和晶体管一样可以实现能量的控制，构成放大电路，通常作为高输入阻抗放大器的输入级。场效应管放大电路三种基本接法的典型电路、动态分析、性能参数、判断等归纳如表2 .3所示。表2 .3 场效应管放
38、大电路一般形式表2 .4 晶体管放电电路基本接法的判断七、基本放大电路的派生电路1复合管为了进一步改善放大电路的性能，可用多只晶体管构成复合管来取代基本电路中的一只晶体管。两只同类型(NPN或PNP)晶体管组成的复合管，等效成与组成它们的晶体管同类型的管子；不同类型晶体管组成的复合管，等效成与第一只管同类型的管子。2复合管的组成原则（1）在正确的外加电压下，每只管子的各极电流均有合适的通路，且均工作在放大区或恒流区。（2）为了实现电流放大，应将第一只管子的集电极(漏极)或发射极(源极)电流作为第二只管子的基极电流。2 .2课后习题详解2 .1 分别改正图2 .1所示各电路中的错误，使它们有可能
39、放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法。图2 .1解：如图2 .2所示，修改的部分用红色框标记。（a）将改为。（b）在与基极之间加。（c）将反接，且在输入端串联一个电阻或者电容。（d）在支路加，电容极性左边“+”，在与集电极之间加。图2 .22 .2 画出图2 .3所示各电路的直流通路和交流通路。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。图2 .3解：画直流通路时，电容相当于断路，变压器相当于短路。画交流通路时，电容及直流电源相当于短路，电感保留，如图2 .4所示。其中左侧为直流通路，右侧为交流通路。图2 .42 .3 分别判断图2 .3 (a)、(b )所示两电路各是共射、共集、共基放大电路
40、中的哪一种，并写出Q、Ri和Ro的表达式。解：（a）其直流和交流通路如图2 .4（a）所示，可见该电路是共射接法。由直流通路得到Q点：由交流通路知：。（b）其直流和交流通路如图2 .1 1（b）所示，可见该电路是共基接法。为求解其Q点，首先利用戴维宁定理对输入回路进行等效变换，得出等效电源和等效基极电阻，其值为：由此可得到Q点由交流通路知：。2 .4 电路如图2 .6 (a)所示，图(b )是晶体管的输出特性，静态时UBEQ=0 .7 V。利用图解法分别求出RL=和RL=3 k 时的静态工作点和最大不失真输出电压Uo m(有效值)。图2 .6解：令，得静态基极电流为（1）空载时，负载线满足，它
41、与的交点Q1即为静态工作点，如图2 .7（a）所示。读数为：故最大不失真电压为：有效值为3 .7 5 V。（2）带负载时，输出回路的戴维宁等效如图2 .7（b）所示。其中，,。此时负载线满足，它与的交点Q2即为静态工作点。读数为：故最大不失真电压为：有效值为1 .6 3 V。（a） （b）图2 .72 .5 在图2 .8所示电路中，已知晶体管的=8 0，rb e=1 k ，Ui=2 0mV；静态时UBEQ=0 .7 V，UCEQ=4 V，IBQ=2 0 A。判断下列结论是否正确，凡对的在括号内打“”，否则打“”。(1 ) =- =-2 0 0 ( ) (2 ) =- -5 .7 1 ( )(3
42、 ) =- =-4 0 0 ( ) (4 ) =- =-2 0 0 ( )(5 )Ri= k =1 k ( ) (6 )Ri= k =3 5 k ( )(7 )Ri3 k ( ) (8 )Ri1 k ( )(9 )Ro =5 k ( ) (1 0 )Ro =2 .5 k ( )(1 1 )Us2 0 mV ( ) (1 2 )Us6 0 mV ( )图2 .8解：电路的交流等效回路，如图2 .9所示。图2 .9由此可以判断：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）；（7）；（8）；（9）；（1 0）；（1 1）；（1 2）。2 .6 电路如图2 .1 0所示，已知晶体管=1 2 0，UB
43、E=0 .7 V，饱和管压降UCES=0 .5 V。在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为多少?(1 )正常情况； (2 )Rb 1短路； (3 )Rb 1开路； (4 )Rb 2开路； (5 )Rb 2短路； (6 )Rc短路。图2 .1 0解：用直流电压表测晶体管的集电极电位，实际上是测量集电极的静态电位，故应令。（1）正常情况下基极静态电流为故集电极电位为 （2）若短路，则由于UBE0 V，三极管截止，UC1 5 V。（3）若开路，基极静态电流为故三极管饱和，UCUCES0 .5 V。（4）若Rb 2开路，T截止，UC1 5 V。（5）若Rb 2短路，三极管因b e间电
44、压过大而损坏，若b e间被烧断，则UC1 5 V；若b e间被烧成短路，则UC无法判断。（6）若Rc短路，集电极直接接电源电压，故UC1 5 V。2 .7 电路如图2 .1 1所示，晶体管的=8 0，=1 0 0 。分别计算RL=和RL=3 k 时的Q点、Ri和Ro。图2 .1 1解：（1）空载时，电路的静态工作点为由此可得到b e之间的动态电阻为画出交流等效回路后，可得到电路的交流参数为（2）有负载时，电路的静态工作点为由此可得到b e之间的动态电阻为画出交流等效回路后，可得到电路的交流参数为2 .8 若将图2 .1 1所示电路中的NPN型管换成PNP型管，其它参数不变，则为使电路正常放大电
45、源应作如何变化?Q点、Ri和Ro变化吗?如变化，则如何变化?若输出电压波形底部失真，则说明电路产生了什么失真，如何消除?解：（1）要将电源换成负电源。（2）Q点数值不变，但得极性均为“-”，、Ri和Ro不变。（3）若输出电压波形底部失真，则说明电路截止失真，可以通过减小消除失真。2 .9 已知图2 .1 2所示电路中晶体管的=1 0 0，rb e=1 .4 k 。图2 .1 2(1 )现已测得静态管压降UCEQ=6 V，估算Rb约为多少千欧?(2 )若测得和的有效值分别为1 mV和1 0 0 mV，则负载电阻RL约为多少千欧?解：（1）求解：先求，再求，最后求。（2），从而可得。2 .1 0
46、在图2 .1 2所示电路中，设静态时ICQ=2 mA，晶体管饱和管压降UCES=0 .6 V。试问：当负载电阻RL=和RL=3 k 时电路的最大不失真输出电压各为多少伏?解：当电路空载时，交流与直流负载线是一条，且，负载线过点（），此时最大不失真电压为。当电路带负载时，交流负载线过静态工作点，且斜率变成，此时最大不失真电压为。2 .1 1 电路如图2 .1 3所示，晶体管的=1 0 0，rb b =1 0 0 。(1 )求电路的Q点、Ri和Ro；(2 )若改用=2 0 0的晶体管，则O点如何变化?(3 )若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?图2 .1 3解：（1）画出
47、电路的直流通路后，进行静态分析因为，故由此可得到b e之间的动态电阻为动态分析：（2）若改用的晶体管，则基本不变，因而也基本不变，分别为。但明显变小。（3）Ri增大，| |减小，R0不变。此时的动态参数为：。2 .1 2 电路如图2 .1 4所示，晶体管的=8 0，rb e=1 k 。(1 )求出Q点；(2 )分别求出RL=和RL=3 k 时电路的、Ri和Ro。图2 .1 4解：（1）电路的直流和交流通路，如图2 .1 5所示。图2 .1 5静态分析（2）当电路不带负载时，动态参数为当电路带负载时，动态参数为2 .1 3 电路如图2 .1 6所示，晶体管的=6 0，rb b =1 0 0 。(
48、1 )求解Q点、Ri和Ro；(2 )设Us=1 0 mV(有效值)，问Ui=? Uo =? 若C3开路，则Ui=? Uo =?图2 .1 6解：（1）静态分析动态电阻为动态分析（2）当时若C3开路，则2 .1 4 改正图2 .1 7所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共源接法。图2 .1 7解：改正后的电路如图2 .1 8所示，并用红色框标注。在图2 .1 7（a）中，为使输入信号时栅源电压不大于0，需在源极加电阻，为栅-源设置负偏压。改正后的电路如图2 .1 8（a）所示。在图2 .1 7 (b )中，为将漏极电流的变化转换成电压的变化，需在漏极加电阻。该电路采用自
49、给偏压的方式设置静态栅-源偏压，故可在输入端加耦合电容。改正后的电路如图2 .1 8 (b )所示。在图2 .1 7 (c)中，T为P沟道增强型管，故栅源电压应小于0，为此在支路加；漏源电压应为负值，为此应该为。改正后的电路如图2 .1 8 (c)所示。图2 .1 8 2 .1 5 已知图2 .1 9 (a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b )、(c)所示。(1 )利用图解法求解Q点；(2 )利用等效电路法求解、Ri和Ro。图2 .1 9解：（1）在转移特性中作直线，它与转移特性的交于点（-2 V，1 mA），即为Q点。在输出特性中作直流负载线，它与直线交的点为Q点，从而读出
50、。作图过程如图2 .2 0 (a)所示。(2 )交流等效电路如图2 .2 0 (b )所示。可得电路的动态参数为：图2 .2 0 (a)图2 .2 0 (b )2 .1 6 已知图2 .2 1 (a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b )所示。求解电路的Q点和。图2 .2 1解：由电路图可知，其在转移特性图中对应的纵坐标为1 mA，即，故。又，可得。 2 .1 7 电路如图2 .2 2所示。(1 )若输出电压波形底部失真，则可采取哪些措施?若输出电压波形顶部失真，则可采取哪些措施?(2 )若想增大| |，则可采取哪些措施?图2 .2 2解：（1）若输出电压波形底部失真，则可通过增大、，减小、
