1、6第 2 章 半导体三极管及其基本放大电路一、填空题21 BJT 用来放大时，应使发射结处于 偏置，集电结处于 偏置；而工作在饱和区时，发射结处于 偏置，集电结处于 偏置。22 温度升高时， BJT 的电流放大系数 ，反向饱和电流 ，CBOI发射结电压 。BEU23 用两个放大电路 A 和 B 分别对同一个电压信号进行放大，当输出端开路时，；都接人负载 电阻时，测得 ，由此说明，电路 A 的输出电阻比电OALROBAU路 B 的输出电阻 。24 对于共射、共集和共基三种基本组态放大电路，若希望电压放大倍数大，可选用组态；若希望带负载能力强，应选用 组态；若希望从信号源索取电流小，应选用 组态；
2、若希望高频性能好，应选用 组态。25 FET 是通过改变 来改变漏极电流(输出电流) 的，所以它是一个 器件。26 FET 工作在可变电阻区时， 与 基本上是 关系，所以在这个区域中，DiSuFET 的 d、s 极间可以看成一个由 控制的 。GS27 FET 的自偏压电路只适用于 构成的放大电路；分压式自偏压电路中的栅极电阻 一般阻值很大，这是为了 。SR二、选择正确答案填写(只需选填英文字母 )28 BJT 能起放大作用的内部条件通常是： (1)发射区掺杂浓度 (a1高，b1低，c 1一般 )；(2) 基区杂质浓度比发射区杂质浓度 (a2高，b 2低，c 2相同)，基区宽度(a3高，b 3窄
3、，c 3一般)；集电结面积比发射结面积 (a4大，b 4小，c 4相等)。29 测得 BJT IB=30A 时，I C=2.4 mA；I B=40A 时，I C=3 mA，则该管的交流电流放大系数 为 (a80，b60，c75) 。210 用万用表判别放大电路中处于正常工作的某个 BJT 的类型(指 NPN 型还是PNP 型 )与三个电极时，以测出 最为方便(a各极间电阻，b各极对地电位，c各极电流) 。211 既能放大电压，也能放大电流的是 组态放大电路；可以放大电压，但不能放大电流的是 组态放大电路；只能放大电流，但不能放大电压的是 组态放大电路(a共射， b共集，c共基) 。7212 某
4、 FET 的 IDSS 为 6 mA，而 IDQ 自漏极流出，大小为 8 mA，则该管是 (a P 沟道 JFET， bN 沟道 JFET，cP 沟道耗尽型 IGFET，dN 沟道耗尽型IGFET， eP 沟道增强型 IGFET，f N 沟道增强型 IGFET)。213 P 沟道增强型 IGFET 的开启电压 为 (a1正值，b 1负值，)(thGSUc1零值) ，P 沟道耗尽型 IGFET 的夹断电压 为 (a2正值，b 2负值，c 2零(of值)。三、判断下列说法是否正确(用、或号表示)214 通常的 BJT 在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。( )215 有两个 BJT
5、，其中第一个管子的 =150， ，I CEO1=200 A，第二个管子的1=50，I CEO2=10A，其他参数一样。由于 ，因此第一个管子的性能优于第二个管子2的性能。( )216 BJT 的输入电阻 。可以用万用表的“”挡测出。( )ber217 当输入电压为正弦波时，如果 PNP 管共发射极放大电路发生饱和失真，则基极电流 iB 的波形将正半波削波；( )集电极电流 iC 波形将负半波削波；( )输出电压uO 的波形将正半波削波。( )218 由于 JFET 与耗尽型 MOSFET 同属于耗尽型，因此在正常放大时，加于它们栅、源极间的电压 uGS 只允许一种极性。( )219 由于 FE
6、T 放大电路的输入回路可视为开路，因此 FET 放大电路输入端的耦合电容 Cb 一般可以比 BJT 放大电路中相应的电容小得多。 ( )解答：2.1 正向 反向 正向 正向2.2 增大 增大 减小2.3 大2.4 共射 共基 共集 共基2.5 输入信号电压 电压型控制2.6 线性增加 可变电阻2.7 耗尽型 FET（含 JFET） 减小 Rg1、R g2 的分流作用 增大放大电路的输入电阻2.8 (a1) (b2) (b3) (a4)2.9 (b)2.10 (b)2.11 (a) (c) (b)2.12 (c)2.13 (b1) (a2)2.14 ()2.15 ()2.16 ()2.17 ()
7、 () ()2.18 ()82.19 ()220 测得放大电路中两个 BJT 中的两个电极的电流如图题 220 所示。(1)求另一电极电流的大小，并标出其实际极性；(2)判断是 NPN 管还是 PNP 管；(3)标出 e、b、c 电极；(4)估算 值。2.20 解答：（1） 、 （2） 、 （3）见图题解 2.20（4） （a） =IC/IB=1.8 mA/0.03 mA=60（b） =IC/IB=2 mA/0.02 mA=100（a） （b）图题解 2.202.21 用直流电压表测得放大电路中的几个 BJT 的三个电极电位如表题 221 所示，试判断它们是 NPN 型还是 PNP 型，是硅管
8、还是锗管，并确定每个管子的 e、b、c 极。92.21 解答：解答见下页表中黑体字 U1/V 2.8 b 2.9 b 8.5 c 8.8 bU2/V 2.1 e 2.6 e 8.8 b 5.5 cU3/V 2.7 c 7.5 c 8.7 e 8.3 e管型 NPN 硅管 NPN 锗管 PNP 硅管 PNP 锗管2.22 某 BJT 的极限参数，I CM=100 mA，P CM：150 mW，U (BR)CEO=30 V，若它的工作电压UCE=10 V，则工作电流 IC 不得超过多大? 若工作电流 Ic=1 mA，则工作电压的极限值应为多少?2.22 解答：若 UCE=10 V，则 ICPCM/
9、UCE=150 mW/10 V=15 mA；若 IC=1 mA，则 UCE=PCM/IC=150 mW/1 mA=150 V，此电压大于 U(BR)CEO=30 V，故工作电压的极限值应为 30 V。223 对于图题 223 所示固定偏流式放大电路，已知 IC=15 mA，V CC =12 V， =20，若要求 Au=80，求该电路的 Rb 和 Rc。设电路中的 BJT 为硅管。2.23 解答：IB=IC/=1.5 mA/20=0.075 mARb=(120.7) V/0.075 mA=151 krbe=300 +(1+20)26 mV/1.5 mA=664 Rc=Aurbe/=800.664
10、 k/20=2.66 k2.24 图题 224 所示放大电路中 BJT 为硅管， =50，今用直流电压表测出了 8 组不同10的 UB、U E、U C 值，如表题 224 所示，试分析各组电路的工作是否正常，若不正常，指出其可能出现的问题(如元件短路或断路 )2.24 解答：图题 2.24 所示电路在正常放大时IB=(50.7) V/200+(50+1)0.1 k=0.021 mAIEIC=500.021 mA=1.05 mAUB=0.7 V+1.05 mA0.1 k=0.81 VUE=1.05 mA0.1 k0.11 VUC=5 V1.05 mA2 k=2.9 V将以上数据与表题 2.24
11、中的数据比较分析，得出结论列入表中： UB/V 0 0.81 0.71 0.7 0 5 0.91 指针微动UE/V 0 0.11 指针微动 0 0 0 0.21 指针微动UC/V 0 2.86 5 2.85 5 5 0.91 5结论电源未接入不能正常工作处于正常放大工作状态三极管内部集电结断路不能正常工作Re 短路电路能正常放大Rb 断路电路不能正常工作三极管内部发射结断路或Re 断路不能正常工作三极管内部集电结短路或外部 b、c极之间短路不能正常工作三极管内部发射结短路或外部 b、e极之间短路不能正常工作225 用直流电压表测得几个 BJT 的 UBE 和 UCE 如表题 225 所示，试问
12、它们各处于何种工作状态?它们是 NPN 管还是 PNP 管?2.25 解答：解答见下表11226 设图题 226 所示电路中 BJT 为硅管， =50，当开关 S 分别与 A、B、C 三点连接时，试分析 BJT 各处于什么工作状态，并估算出集电极电流 IC。2.26 解答：当 S 与 A 点连接时，设三极管工作在放大区，则IB=(VCCUBE)/R1=(120.7) V/40 k0.283 mAIC=500.283 mA=14.2 mA此时 ICRc=14.2 mA1 k=14.2 VVCC，不可能出现，三极管工作在饱和区，此时饱和管压降UCES0.3 V，则SCESc()/(120.3)/k
13、1.7mA当 S 与 B 点连接时，设三极管工作在放大区，则CECc120.7/k.53mA=56()(12.)V=6.35IVIR UBE/V 2 0.7 0.7 0.3 0.3 2UCE/V 5 0.3 5 4 0.1 4工作状态 截止 饱和 放大 放大 饱和 截止管型 NPN NPN NPN PNP PNP PNP12故知 CBE6.35V,0.7,VUU可见 BE说明三极管的发射结正偏，集电结反偏，处于放大工作状态。当 S 与 C 点连接时，U B= 2 V，发射结反偏，三极管工作在截止状态，则B0,I227 由示波器测得由 PNP 管组成的共射基本放大电路的输出波形如图题 227(a
14、)、(b)、(c)所示。(1)试分析这些波形属于何种失真?(2)应如何调整电路参数以消除失真?2.27 解答：（1）图题 2.27(a)为饱和失真， (b)为截止失真，(c) 为两种失真均有；（2）为消除失真(a)增大 Rb，(b) 减小 Rb，(c) 减小输入信号。228 已知图题 228 所示电路 BJT 为硅管， =100，负载电阻 RL=2 k，试用小信号模型法求解下列问题：(1)不接负载电阻时的电压放大倍数；(2)接负载电阻 RL=2 k 时的电压放大倍数；(3)电路的输入电阻和输出电阻；(4)信号源内阻 RS=500 时的源电压放大倍数。2.28 解答：（1） EBCb(1)()/
15、(10)2V/5k2.4mAIIVRbecbe30026m.4A=.38/3k/56urAr?（2） LL/.Rbe/102/18.u?（3） i5/3kroc3k（4） sisi/()6./(0.518)63.uAR?229 已知固定偏流放大电路中 BJT 为硅管，输出特性及交、直流负载线如图题 229所示，试求：(1)电源电压 Vcc；(2)静态工作点；(3)电阻 Rb、R C 的值；(4)要使该电路能不失真地放大，基极电流交流分量的最大幅值 Ibm 为多少?132.29 解答：（1）图题解 2.29 中直线为直流负载线，读得电源电压VCC=6 V（2）在图题解 2.29 中，由 Q 点分
16、别向横、纵轴作垂线，得BCCE20A1m=3IIU而 E.7U（3） bC/6/3kRVcC()()/=I图题解 2.29（4）图题解 2.29 中直线为交流负载线，由图可见信号的负半周易出现截止失真，输出电压负半周在 3 V 至 4.6 V 范围内变化不会产生失真，故输出电压的最大不失真幅度为 1.6 V，可作图求得基极电流交流分量不失真的最大幅度 bm20AI230 已知图题 230 所示电路中 BJT 为硅管， =50，试求：(1)静态工作点；(2)电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；14(3)电容 Ce 脱焊时的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻；(4)若换上一只 =100 的管子，放大电
17、路能否工作在正常状态?2.30 解答：（1） BCb21b2/()6V30k/(+6)k5.3VUVREBEeCCce/(5.7)2=1mA/.3mA=4().1()4.II（2） be0126/30.8krceib12boc/5k0.876/.4.3kuARr?（3） bee/()uR?50.874(150)2k1.6ib1ee/6k3/. .74kRroc（4）换上一只 的管子，其 IC 和 UCE 不变，放大电路能正常工作。0231 已知图题 231 所示电路中 BJT 为硅管， =50，试求：(1)未接负载 RL 和接上负载后的电压放大倍数；(2)接上负载后的输入电阻和输出电阻。2.3
18、1 解答：（1） BCBEbe()/(1)IVUR20.7k504k.028mA15ECbe50.28mA=1.43()6V/1.25kIr未接负载时 ebe1/()uARr?k.504.9接负载时 eLbeeL()/)(/)u R?54./1.2k/1.5k)0.78 （2） ibee/()Rr0k1.2(50(4/.4oe/)/.)2(2)输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro1、R o2；(3)电路正常工作为放大状态，但出现故障后用直流电压表测得：U CE=16 V；U CE =0.3 V；试分析故障产生的原因有哪几种可能?2.32 解答：（1） BCBEbe()/(1)IVUR20.7k50
19、k.045mAEbe1cbee2ee54mA=2.3()6V/.89/10k.89(50)1k2.()/)5. 0.98ur=ArR?16（2） ibee/(150)RrR0k.89()1k4.2o1c2be3/()/7.r（3） 当测得 UCE=16 V 时，三极管为截止状态，可能由以下几种原因产生：R b 过大或Rb 断路或三极管发射结断路或 Re 断路等。 当测得 UCE=0.3 V 时，三极管为饱和状态，可能由以下几种原因产生：R b 过小或 Rb短路或三极管集电结被击穿短路或外部 b、c 极之间短路等。233 图题 233 所示电路中 BJT 为硅管， =100。(1)该电路是哪种组
20、态?(2)求电压放大倍数；(3)求输入电阻和输出电阻。2.33 解答：（1）是共基组态（2） BCbc2/()15V60k/()k7.5VUVREEebec1Lbe(7.2.9.3mA300m/314/)(.)/.8.04uIrAr?（3） ie(k/7(Roc2.k234 四个 FET 的输出特性如图题 234 所示(其中漏极电流的参考方向与实际方向一致)，试问它们是哪种类型的 FET?若是耗尽型的，指出其夹断电压 UGS(off)和饱和电流 IDSS 的大小；若是增强型的，指出其开启电压 UGS(th)的大小。2.34 解答：（a）耗尽型 NMOS 管，U GS(off)= 4 V, ID
21、SS=2 mA（b）结型 P 沟道，U GS(off)=4 V, IDSS=4 mA17（c）增强型 PMOS 管，U GS(th)= 2 V（d）增强型 NMOS 管，U GS(th)=2 V235 四个 FET 的转移特性如图题 235 所示，试判别它们分别属于哪种类型的FET，对于耗尽型的，指出其夹断电压 UGS(off)和饱和电流 IDSS 的大小；对于增强型的，指出其开启电压 UGS(th)的大小。2.35 解答：（a）结型 N 沟道，U GS(off)= 4 V, IDSS=4 mA（b）耗尽型 NMOS 管，U GS(off)= 4 V, IDSS=2 mA（c）增强型 PMOS
22、 管，U GS(th)= 2 V（d）耗尽型 PMOS 管，U GS(off)=2 V, IDSS=2 mA236 已知图题 236 所示电路中 FET 的 IDSS =5 mA，已知 gm=134 mS，试求：(1)电压放大倍数；(2)输人电阻和输出电阻。2.36 解答：（1） 3Ld/k/102.9kRm.4S.4uAg?（2） i31g2(/)5(1/0)519kRod237 已知图题 237 所示电路中 FET 的 gm=5 mS，当 US=20 mV 时，试求输出电压18uo 的大小。2.37 解答： 3L2dLm/10k/20/1k6.5S6uRAg?由于 Ri Rs，故 sis/
23、()uuARA? ?所以 o3.0V=mU238 求图题 238 所示电路中的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。已知 gm=1 ms， IDO =2 mA，U GS(th)=2 V。2.38 解答：GSDg21g22OSG(th)dmig31g2od/53k/(13k)V(A0.5mA0.m=(/)M(12k/3)1M0kuRIUVIARR?239 图题 239 所示为光电三极管直接驱动 24 V、5 mA 的微型继电器 KA 的电路，试说明其工作原理及二极管 D 的作用( 该光电管的光电流大于 10 mA，最高工作电压 30 V)。2.39 解答：有光照时，光电三极管导通，继电器
24、 KA 的线圈有电流通过，则继电器的触点（图中未画出）动作；无光照时，光电三极管截止，继电器 KA 的线圈无电流通过，则继电器的触点恢复原来状态，从而实现继电器对相关设备的控制。图中二极管称续流二极管，由于继电器KA 的线圈是电感元件，当光电三极管由导通到截止的瞬间，继电器线圈两端将产生较高的自感应电压，极性为下正上负，从而使二极管导通，钳位于 0.7 V，对三极管起保护作用。240 图题 240 所示为光电耦合器组成的无触点常开式开关电路，试说明其工作原理。2.40 解答：19当输入为低电平时，三极管 T 截止，光电耦合器中的发光器件无电流通过不发光，则光电耦合器中的受光器件无输出，相当于触点断开；当输入为高电平时，三极管 T 饱和导通，光电耦合器的发光器件有电流通过而发光，则光电耦合器的受光器件有输出，相当于触点闭合；因此，光电耦合器构成无触点的动合式开关电路。
