非线性电子线路完全答案谢嘉奎第四版.docx

1-2 一功率管，它的最大输出功率是否仅受其极限参数限制？为 什么？解：否还受功率管工作状态的影响，在极限参数中， Rm还受功率管所处环境温度、散热条件等影响1-3 一功率放大器要求输出功率 P 1000 W，当集电极效率c 由40%提高到70%时，试问直流电源提供的直流功率 Pd和功率管耗 散功率R各减小多少？解：当 C1 = 40 时，PDi = Pol C = 2500 W, Pci = PDi R=1500 W当 C2 = 70 时，PD2= Pol c =1428.57 W Pc2 = PD2 Po = 428.57W可见，随着效率升高，FD下降，（Pd1 Pd2）= 1071.43 WFC下降，（％ Pc2）= 1071.43 W1-6 如图所示为低频功率晶体管3DD325的输出特性曲线，由它 接成的放大器如图1-2-1 （a）所示，已知VCc = 5 V ,试求下列条件 下的R、R、 c （运用图解法）：（1） RL = 10 , Q点在负载线中点， 充分激励；（2） FL = 5 , Ibq同（1）值，Icm = Icq （3） R. = 5 , Q点在负载线中点，激励同（1）值；（4） R. = 5 , Q点在负载线中点， 充分激励。

因为 Vcm = VCeQI VcE(sat) =(2.6 0.2) V = 2.4 V ,I cm = I CQ1 = 220mA所以 pL lvcm I cm 264 mW , FD = 7cc I cqi= 1.1 W , c = Pl/ Pd = 242(2) 当 R二 5 时，由 Vce = Vcc IcRL作负载线，Ibq同(1)值，即 Ibq2 = 2.4mA,得 Q点，◎= 3.8V , I cq2 = 260mA这时，Vcm = V：C VcEQ2 = 1.2 V ,I cm = I CQ2 = 260 mA所以 Pl 】Vcmlcm 156 mW , FD = Me I CQ2二 1.3 W c = FL/ Pd = 122(3) 当 R = 5 , Q在放大区内的中点，激励同(1),由图 Q点，Meq3 = 2.75V， I cq3= 460mA I bq3 = 4.6mA， I bm = 2.4mA相应的 VcEmin = 1.55V， i cmax= 700mA因为Vcm =ViEQ3 VcEmin = 1.2 V ， I cm = i Cmax I CQ3 = 240 mA所以 Pl -VcmI2cm 144mW ， P)= Vcc I CQ3 = 2.3 W ， c = Pl/ P d = 6.26(4) 当FL = 5 ，充分激励时，1 cm = I CQ3 = 460 mA，Vm = VccVCeq3 = 2.25 V所以 Pl 1 Vcm I cm 517.5mW , FD 二 VCc I cc3= 2.3 W c = FL/ Pd= 22.521-7如图所示为三种甲类功率放大器的输出电路， 采用相同的功 率管及VCc值。

设VCE（sat） = 0，I CEO = 0,变压器是理想无耗的，试在同输出特性曲线上作出各电路的交、 直流负载线，并求这三种放大器的最大输出功率之比PL max( a):Plmax( b)FL max( c) °CT.r 卜解：（1）① 直流负载线方程 VCE二V：CicRC，负载线CD当 i C = I CQ 时，V：EQ= 7cC I CcFCo②交流负载线中点过Q斜率为（1/ Rl) , Rl根据交流负载线AB得121— Vcc3Wee3PL max( a)丄VCC18 Rl1 Vcc1Rl//Rc 2Rc，RlPd Vcc I CQ VccI cm3 Rl所以max( a) 1Pd（2） 交流负载相同，均为CF，为获最大输出功率，Q处于交流Vm = Meq = Vca/2 , I cmI VCCICQ 2Rl所以1 1 VCC VCCPLmax(b) Vcm I cm ； PD Vcc I cq 竺2 8 Rl 2Rl负载线的中点，故P L max( b) 1C(b)PD 4⑶斜率为（因为直流负载电阻为零，故直流负载线为 CG交流负载线 1/ Rl）的直线MN当Q处于中点时，得VCC"m = V^EQ= V CC，| 泅 I CQRl1max(c) Vcm I cm潢，PD VCCICQPL max( c) 1C(c)PD 2所以PLmax( a) : Pl max( b) : Pl max( c)丄」：1 4:9:3618 8 2解：(1)因为 VCc= 15 V, Rl= 50，负载匹配时，IcQ1 Icm VCC 0.3A RL由此得知Q的坐标为Q(15V,0.3A) ,Q点处于交流负载线AB的中点，其在坐标轴上的截距为A(32 V,0)，B(0，0.6A)。

由图可见此时,I cm = I CQ=0.3A， VCm =VCc = 15 V1P Lmax —Vcm 1 cm22.25W，Pd Vcc I cq 4.5WPL maxCPd225 50%，4.5RL .T 2.5(2) Rl是否变化没说明，故分两种情况讨论①当Rl不变时，因为Icq增加一倍，因此，Rl已不是匹配值，其交 流负载线平行移动，为一条过 Q点的直线EF(Rl不变，斜率不变，Icq增加，Q点升高)此时，由于Vx、Ibm、Rl都不变，其FLmax亦不变，为2.25 W(I bm不变，I cm不变，VCm不变)但 Pd = VCc I CQ = 9 W C PLmaJ P D = 25%②当Rl改变时，且Rl< 50 ，交流负载线以Q为中心顺时针转动， 但由于VCc、Ibm、I cm不变，因而Rl PL C当Rl> 50 ，交流负载线以Q为中心逆时针转动，但由于激励不变，输出将出现饱和失真3) VCc = 30 V，交流负载线平移到EF,静态工作点为Q,因 为I bm不变，所以VCm不变，I cm不变，因此Pl不变，R= 2.25 W 但VCc =30 V，所以Pd = VCc I cq = 9 W c R/ P d = 25%(4) Ibm= 6 mA，以Q点为静态工作点，出现截止失真。

1- 9单管甲类变压器耦合和乙类变压器耦合推挽功率放大器采用 相同的功率管3DD303相同的电源电压VCc和负载R，且甲类放大器 的RL等于匹配值，设VCE(sat) = 0， I CEO= 0， RE忽略不计1)已知VCc=30 V ,放大器的i Cmax= 2 A，R. = 8 ，输入充分激励，试作交流负载线，并比较两放大器的FOmax、Pcmaxs C、Rl、门；(2)功率管的 极限参数 ％二30 W，ICM = 3 A，V(BR)CEO= 60 V，试求充分利用功率管 时两放大器的最大输出功率FOmaxo・ • 解(1)见表甲类乙类交流]4 fA2\一负载t0线11 111 1FomaxVcm I cm VCC i Cmax 15W— Vcm 1 cm一 Vcc— icmax 30W22 222 2Pcmax2Pomax = 30 W0.2 Rmax = 6 W(单管)C50%78.5%RlVCc / 2Pomax 30VCm /2Pomax 15n瓦 130亠、 1.94\ Rl ' 8匹匡1.37* Rl \ 8（2）见表甲类乙类P）maxPo max—PcM21-30W 15W2Fo max1—V（BR）CEOI cm11Pomax—V（br）ceoI CM-60V3A 45W841-60V3A 22.5WFomax5Pcm 530W 150W8所以Pomax 巳15Wmax w所以Pomax Pomax 45W1- 14如图所示为两级功放电路，其中，T、T2工作于乙类，试指 出T4、R、R的作用。

当输人端加上激励信号时产生的负载电流为 iL =2sin t（A）,讨计算：（1）当R = 8 时的输出功率R;（2）每管 的管耗Pc；（ 3）输出级的效率C设R、R电阻不计解：T4、R；、R组成具有直流电压并联负反馈的恒压源，给 Ti、T2 互补管提供克服交越失真的直流正偏压1(1) Pl -1 Cm Rl 16W2(2) PD (VCCIcm) 25.47W, PC -PD 4.74Wn 2(3) v^ 0-8， C ( n/4) 62.83%1- 16试按下列要求画单电源互补推挽功率放大器电路：(1)互补 功率管为复合管；(2)推动级采用自举电路；(3)引入末级过流保护 电路；(4)采用二极管偏置电路解：按要求画出的单电源互补推挽功率放大器电路如图所示图中T1为推动级，T2、T3、T4、T5为准互补推挽功率级，D、D2为末级偏(2)已知VCC= Vee，各管VBE(on)相等，设各管基极电流不计，求I cq( I CQ()及kfv表达式解：（1） Ti、T2和T3、T4为复合管组成差分放大器，作为推动级T5、T6为镜像电流源，作为差放级有源负载 T7~ T10――准互补功放 电路，D~ D3――为功率级提供正向偏置；R、R――电压串联负反馈， 改善电路性能。

2） 通过 R 的电流IeE —丹匪何），I CQ5= I CQ6= 0.5 I EE，kfv 匕 ——r5——Ri vo R R62- 1为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放 大器不能工作于丙类？解：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路，该回路具有选频特性，可从输出的余弦脉冲电流中选出基波分量， 并在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性输出负载不具备上述功能2- 2放大器工作于丙类比工作于甲、乙类有何优点？为什么？丙 类工作的放大器适宜于放大哪些信号？解：（1）丙类工作，管子导通时间短，瞬时功耗小，效率高2）丙类工作的放大器输出负载为并联谐振回路，具有选频滤波特性，保证了输出信号的不失真为此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号2- 4试证如图所示丁类谐振功率放大器的输出功率PonR^cc 1 2vce(j，集电极效率已知 3 = 18 V，VCE(sat)= 0.5 V ，FL = 50 ，试求放大器的 R、F0 和 c值解：(1) Va为方波，按傅里叶级数展开，其中基波分量电压振幅V cmI cm2(Vcc 2/CE(sat))通过每管的电流为半个余弦波，余弦波幅度nVcm。