模拟电子技术三极管典型例题.doc

【例4 -1】电路如图所示,晶体管的β= 100 ,U= V,饱和管压降 U= V;稳压管的稳定电压 U = 4V,正向导通电压 U= V,稳定电流 I=5 mA,最大稳定电流 I= 25 mA。试问: (1)当 u为0V、 V、 25V时u各为多少? (2)若 R短路,将产生什么现象? 【相关知识】晶体管工作状态的判断,稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。【解题思路】(1)根据 u的值判断晶体管的工作状态。(2)根据稳压管的工作状态判断 u的值。【解题过程】(1)当 u=0时,晶体管截止;稳压管的电流在I和I之间,故 u=U=4V。当u= 15V 时,晶体管导通,基极电流假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流由于 u>U= V,说明假设成立,即晶体管工作在放大状态。值得指出的是,虽然当 u为0V和 V时u均为 4V,但是原因不同;前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区,且稳定电压为 4V,使 u=4V;后者因晶体管工作在放大区使 u=4V,此时稳压管因电流为零而截止。当u= V时,晶体管导通,基极电流假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流在正电源供电的情况下, u不可能小于零,故假设不成立,说明晶体管工作在饱和状态。实际上,也可以假设晶体管工作在饱和状态,求出临界饱和时的基极电流为 I = mA>I,说明假设成立,即晶体管工作在饱和状态。(2)若 R短路,电源电压将加在稳压管两端,使稳压管损坏。若稳压管烧断,则 u=V= 12V。若稳压管烧成短路,则将电源短路;如果电源没有短路保护措施,则也将因输出电流过大而损坏【方法总结】(1)晶体管工作状态的判断:对于 NPN 型管,若 u>U(开启电压),则处于导通状态;若同时满足 U≥U >U,则处于放大状态, I=βI;若此时基极电流则处于饱和状态,式中 I为集电极饱和电流, I是使管子临界饱和时的基极电流。(2)稳压管是否工作在稳压状态的判断:稳压管所流过的反向电流大于稳定电流 I才工作在稳压区,反向电流小于最大稳定电流 I才不会因功耗过大而损坏,因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中 R既是晶体管的集电极电阻,又是稳压管的限流电阻。【例4 -2】电路如图所示,晶体管导通时 U= ,β=50 。试分析 u为 0V、 1V、 三种情况下 T的工作状态及输出电压 u的值。【相关知识】晶体管的伏安特性。【解题思路】根据晶体管的管压降与,以及基极电流和集电极电流的特点,直接可以判别出管子的工作状态,算出输出电压。【解题过程】(1)当 V=0时, T截止, u= 12V 。(2)当 V= 1V时,因为μA 所以 T处于放大状态。(3)当 V= 3V时,因为μA 所以 T处于饱和状态。【例4 -3】在 T=25 ℃时,测得某晶体管的 I =4mA ,I =45 ,I =1。若晶体管的温度系数为 1%/ ℃, 在 T=45 ℃时,测得 I =60 ,这时 I=? 【相关知识】晶体管的直流参数及温度特性。【解题思路】根据晶体管的温度特性,求出温度变化后晶体管的、,及。【解题过程】 T=25 ℃时的值为 T=45 ℃时,有故【例4 -4】试问图示各电路能否实现电压放大?若不能,请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。图(a)图(b) 图(c)图(d) 【相关知识】放大电路的组成原理。【解题思路】放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力,又要不产生失真。因此,首先要检查电路中的晶体管(非线性器件)是否有合适的直流偏置,是否工作在放大状态(线性状态),其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通,并具有电压放大的能力。【解题过程】图(a) 电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻,动态时电源相当于短路,输出端没有交流电压信号。图(b) 电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻,动态时电源相当于短路,输入交流电压信号也被短路。图(c) 电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压,静态电流, 放大电路工作在截止状态。图(d) 电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真(截止、饱和),当输入信号为正时,应不足以使三极管饱和;当输入信号为负时,应不会使三极管截止。【例4 -5】电路如图所示。设晶体管的 U= 。试求: (1) 静态时晶体管的 I、I、U及管子功耗 P(=IU)值; (2) 当加入峰值为 15mV 的正弦波输入电压 u时的输出电压交流分量 u; (3) 输入上述信号时管子的平均功耗 P值,并与静态时管子的功耗比较; (4) 若将电路中的晶体管换成另一只的管子,电路还能否正常放大信号,为