梁明理电子线路作业题
1.5 限幅电路如图P1.5所示，设D为理想二极管，输入电压vi为正弦波，其振幅大于VR。试绘出输出电压vO的波形。
解：(1)当vi
(2)当vi
(4)当vi
D D R D + + + + + + + + D R R R vO vO vi vO v vi vi vO i V V V RRR－ － VR － － － － － － vi vi vi vi VR VR VR O O t t O t O t VR vO vO vO vO VR O VR t t VR O VR O t O t 图1.5(b) 图1.5(a) 图1.5(c) 图1.5(d)
1.6 双向限幅电路如图P1.6所示，设D1、D2为理想二极管，输入电压vi为正弦波，其振幅大于Vim=3VR。试绘出输出电压vO的波形。
解：(1)当vi>VR时（VR>0），二极管D1导通，相当于短接，二极管D2截止，相当于断路，此时有vO=VR。输出电压被限幅在VR上。
(2)当－VR 由分析结果得本电路输出波形如图P1.6a所示。 R vi + + VR D1 D2 vO O vi -VR VR VR － － t 图1.6 vO VR O -VR 1 t 图1.6a 梁明理电子线路作业题 1.7 双向限幅器如图P1.7所示，设D1、D2为理想二极管，输入电压Ui由0~100V作线性变化。绘出相应于Ui的输出电压UO随时间的变化曲线。 解：首先分析当vi=0时的输出电压UO。Ui=0时D1截止（相当于断路），D2导通（相当于短接），等效电路如图P1.7a所示。电路的电流为 I?VR2?VR1R2?R1 所以输出电压UO为 UO?VR2?IR2?VR2??80V?80?20200?100VR2?VR1R2?R1R2 ?200V?40V上式说明，Ui=0时，输出电压为40V，因此输出电压曲线的起点电压为40V，且当Ui<40V时，二极管D1总处于截止状态，所以输出电压不变，保持UO=40V。 当40V 若Ui>80V，则D2截止，输出电压UO被箝位在80V。 根据以上分析，作出输出电压曲线如图P1.7b所示。 + Ui － 80V 40V O t D1 R1 100kΩ VR1 20V D2 R2 200kΩ VR2 80V + UO － + Ui － D1 R1 100kΩ VR1 20V D2 R2 200kΩ VR2 80V + I UO － 图1.7 Ui /UO Ui 图1.7a UO 图1.7b 1.15 晶体管3DG8的输出特性如图P1.15所示，已知它的PCM=200mW，ICM=20mA，V(BR)CEO=15V。 (1)定出安全工作区； (2)定出放大区； (3)当VCE=6V时，能否使IC工作在30mA?为什么? 解：(1)安全区由PCM=200mW决定的集电结最大功耗曲线、ICM=20mA和V(BR)CEO=15V三条曲线确定，为了较准确地描绘出集电结最大功耗PCM的曲线，在曲线上取相应的三点，即V(BR)CEO=15V时的IC1、ICM=20mA时的VCE1和VCE=12V时的IC2。 把以上三个数据代入PCM=ICVCE=200mW中 2 梁明理电子线路作业题 PCM=IC1V(BR)CEO= IC1?15V=200mW， 得IC1≈13mA； PCM=ICMVCE1=20mA? VCE1=200mW，得VCE1=10V； PCM=IC2VCE= IC2?12V=200mW，得IC2≈17mA 根据以上数据绘出安全工作区如图P1.15(a)所示。 iC/mA (10,20) 20 (12,17) 15 (15,13) 10 安全工作区 5 0 4 8 12 16 20 vCE/V 图P1.15(a) (2)放大区的范围是在安全工作区内再剔除截止区和饱区。如图P1.15(b)所示 iC/mA (10,20) 20 (12,17) 饱 15 和 (15,13) 区 10 放大区 5 0 4 8 12 IB=0 16 20 vCE/V 图P1.15(b) (3)当IC=30mA时，有IC>ICM=20mA，三极管处于不安全区，故不能使用。 iC/mA (10,20) 20 (12,17) 15 (15,13) 10 5 0 4 8 12 16 20 vCE/V 图P1.15.(a) 2.1 在图P2.1各电路中的电容对信号可视为短路，试定性分析各电路能否正常放大，为什么？ +VCC +VCC RC RB RC + RB + + vI + vO vO － VBB vI － － － (a) (b) 3 梁明理电子线路作业题 +VCC RG1 RB + vO RE － (c) 图P2.1 (d) + vI － C1 RD +VDD + C2 RG2 + vI － VBB vO － 解： (1)图P2.1(a)所示电路能否工作与否，与输入vI有很大的关系，如果vi=vI,则放大电路在输入信号负半周时处于截止状态，输出信号将产生严重失真。但输入信号含有直流成份的话，如vI=0.7V+0.2sin?t，则电路可能正常工作。 (2)图P2.1(b)所示电路不能正常工作，因直流电源VBB把vI的交流成份短路，令电路无信号放大。 (3)图P2.1(c)所示电路不能正常工作，因为本电路的晶体管是PNP型，集电极电位应是最低的。 (4)图P2.1(d)所示电路不能正常工作，因为电路中的栅源电压不是反偏，不符合这种类型结型场效应管的工作特性。 分别画出图P2.2中各放大电路的直流通路和交流通路。 +VDD +VDD RC2 RB1 RB21 RD C2 C1 RG1 C1 C3 + + C + 2+ vo vo RL RG3 R vi E2vi RE1 CE R C SS RG2 RB22 － － － － (a)(b) 2.2解：(1)a图的直流通路和交流通路分别如下所示。 RD +VDD R G1 RG3 RG2 RS RG1 RG3 RG2 RS RD RL (a)图交流通路 (a)图直流通路 (2)b图的直流通路和交流通路分别如下所示 +VDD RC2 RB1 RB21 + C1 + + RC2 4 RB1 RB1 vo RE2 vi vi RE1 RE1 RB22 RB22 － － － RB21 RE1 RB22 + RC2 vo － RB21 梁明理电子线路作业题 2.3 电路及晶体管的特性P2.3所示。 (1)作负载线，找出静态工作点Q和放大器的动态范围。若要获得尽可能大的动态范围，RB应取多大的数值？ (2)电路其他参数不变，RC由2k?变为5.1k?，Q点移至何处？ (3)电路其他参数不变，RB由16k?变为32k?，Q点移至何处？ (4)电路其他参数不变，VCC由9V减至6V，Q点移至何处？ +VCC 9V RC 2k? RB + 3DG6 + vi 16k? vo － +VBB 1.5V － iC/mA 5 4 3 2 1 0 2 4 8 125?A 100?A 75?A 50?A iB=25?A 10 vCE/V 6 (a) (b) 解：(1)作直流负载线并找出Q点，先求出Q点的IBQ值 IBQ?VBB?VBEQRB?(1.5?0.7)V16kΩ?0.05mA?50μA iC/mA 5 4 3 1.9 2 1 2 Q 5.4 4 5 6 8 3.6 125?A 100?A 75?A 50?A iB=25?A 10 vCE/V 找出直流负载线的ICM ICM?VCCRC?92?4.5mA 找出直流负载线的VCEM VCEM?VCC?9V 0 在图上作出直流负载线，得出其Q点值为 IBQ=50?A，VCEQ=5.4V；ICQ=1.9mA 动态范围 ?VOP-P=2?3.6V=7.2V iC/mA ?IOP-P=2?1.9mA=3.8mA 5 若要使动态范围最大，忽略三极管的饱和电压时，4 工作点Qm应处于直流负载线的中点，即VCEQ=4.5V处，3 由直流负载线得出对应的IBQ=62.5?A， 此时的基极电阻值为 RB1?VBB?VBEQIBQ?(1.5?0.7)V0.0625mA125?A 100?A Qm 75?A 62.5?A 50?A iB=25?A 2 4 4.5 6 8 10 vCE/V 2 1 0 ?12.8k??13k? (2)当RC=5.1k?而其他条件均不变化时，此时的IBQ=50?A、VCEM=VCC=9V不变，但ICM iC/mA 5 4 5 125?A 100?A 75?A 50?A iB=25?A 4 6 8 10 vCE/V 3 2 Q 1.6 1 0 1 2