第章 习题解答.docx

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第章习题解答

自测题

分析下列说法是否正确，用“√”、“×”表示判断结果填入括导内。

1.在功率放大电路中，输出功率愈大，输出级晶体管的管耗也越大，所以放大器效率也越小。

（）

2.功率放大电路的最大输出功率是指电源提供的最大功率。

（）

3.最大输出功率仅与电源电压VCC和负载电阻RL有关，与管子的参数无关。

（）

4.功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。

（）5.当OCL电路的最大输出功率为1W时，功率管的集电极最大耗散功率应大于1W。

（）

6.功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是

（1）都使输出电压大于输入电压。

（）

（2）都使输出电流大于输入电流。

（）

（3）都使输出功率大于信号源提供的输入功率。

（）

7.功率放大电路与电压放大电路的区别是

（1）前者比后者电源电压高。

（）

（2）前者比后者电压放大倍数数值大。

（）

（3）前者比后者效率高。

（）

（4）在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大。

（）

（5）前者比后者的输出功率大。

（）

8.功率放大电路与电流放大电路的区别是

（1）前者比后者电流放大倍数大。

（）

（2）前者比后者效率高。

（）

（3）在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。

（）

9.OCL电路中输入信号越大，交越失真也越大。

（）

10.只有当两个晶体管的类型相同时才能组成复合管。

（）

【解】

1.×2.×3.×4.√5.×6.×，×，√7.×，×，√，√，√8.×，√，√9.×10.×

选择题

1.甲类功放效率低是因为。

A.只有一个功率管B.静态电流过大C.管压降过大

2.功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最大。

A.交流功率B.直流功率C.平均功率

3.功率放大电路的转换效率是指。

A.输出功率与晶体管所消耗的功率之比

B.最大输出功率与电源提供的直流功率之比

C.晶体管所消耗的功率与电源提供的直流功率之比

4.功率放大电路的效率主要与有关。

A.电源供给的直流功率B.电路输出最大功率C.电路的工作状态

5.在OCL乙类功率放大电路中，若最大输出功率为1W，则电路中功率管的集电极最大功耗约为。

A.1WB.2WC.

6.在选择功率放大电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有。

A.βB.ICMC.ICEO

（BR）CEOE.PCMF.fT

7.在OCL功率放大电路中，输入为正弦波，输出波形如图T10.2.7所示，这说明该电路产生了。

A.饱和失真B.截止失真C.频率失真D.交越失真

图T10.2.7

8.为改善图T10.2.7中的失真现象，电路上应当。

A.进行相位补偿B.适当增大功率管静态|UBE|，使之处于微导通状态

C.适当减小功率管静态|UBE|，使之处于微导通状态D.适当增加负载电阻RL的阻值

【解】：

DE

OCL电路如图T10.3所示。

回答下列问题：

（1）静态时，流过负载电阻RL的电流有多大？

（2）R1、R2、R3、VD1、VD2各起什么作用？

（3）若VD1、VD2中有一个接反，会出现什么后果？

图T

【解】：

（1）静态时，流过负载电阻RL的电流

。

（2）静态时，通过调节R1或R3使

即

。

R2、VD1、VD2用于消除交越失真。

（3）若VD1、VD2中有一个接反，会导致VT1、VT2基极偏置电流IB过大，使工作电流IC过大。

晶体管功耗可能远大于其额定功耗而使VT1、VT2烧毁。

什么是功率放大电路？

与一般电压放大电路相比，对功率放大电路有何特殊要求？

【解】：

主要用于向负载提供一定交流功率的电路称为功率放大电路。

对功率放大电路的特殊要求：

安全地提供尽可能大的输出功率；提供尽可能高的功率转换效率；允许一定的非线性；失真分析方法采用图解法；要考虑功率管的散热和保护问题；注意负载匹配问题。

甲类放大电路，信号幅度越小，失真就越小；而乙类功率放大电路，信号幅度小时，失真反而明显。

请说明理由。

【解】：

甲类放大电路，信号幅度越小，可使电路工作于晶体管的放大区，不致进入饱和区和截止区，所以失真就越小。

而乙类功率放大电路，信号幅度小时，可能达不到晶体管的阈值电压，在过零点附近就会出现交越失真。

功率管为什么有时用复合管代替？

复合管的组成原则是什么？

【解】：

在实际中，要找到性能相同、型号相反的一对大功率管比较困难，因而一般可以采用复合管代替互补对称管，构成OCL准互补对称推挽功率放大电路。

复合管的组成原则：

①复合后，管子的β为两管β的乘积；②要保证两管都工作在放大区，前一管的c极和e极不能跨接在后一管的发射结上，否则前一管将工作在接近饱和区；③复合后管子等效的类型与前一个管子的类型一致。

某人设计了一个OTL功率放大电路如图所示。

（1）为实现输出最大幅值正负对称，静态时A点电位应为多大？

若不合适，应调节哪一个元件？

（2）若VT3、VT5饱和压降UCES为3V，电路的最大不失真输出功率（Po）M为多少？

效率η为多少？

（3）晶体管VT3、VT5的PCM、U（BR）CEO和ICM应如何选择？

图T

【解】：

（1）静态时A点电位UA=10V。

若不合适，应调节电阻R1。

（2）最大不失真输出功率

效率

（3）

在甲类、乙类和甲乙类放大电路中，晶体管的导通角分别等于多少？

它们中哪一类放大电路效率最高？

【解】：

甲类放大电路晶体管的导通角θ=360°；乙类放大电路晶体管的导通角θ=180°；甲乙类放大电路晶体管的导通角180<θ<360°。

某收音机末级采用单管甲类功率放大电路，当音量开大时或关小时哪一种情况下输出功率大？

哪一种情况管耗大？

【解】：

当音量开大时输出功率大；当音量关小时管耗大。

习题解答

一双电源互补对称电路（OCL电路）如图所示，设已知VCC=18V，RL=12Ω，ui为正弦波。

求：

（1）在饱和压降UCES可以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出功率（Po）M、效率η、管耗PV；

（2）每个管子允许的最大管耗PCM至少应为多少？

（3）每个管子的耐压U（BR）CEO应大于多少？

图P

【解】：

（1）最大输出功率

电源提供的直流功率

效率

管耗

（2）每个管子允许的最大管耗

（3）每个管子的耐压

在图所示电路中，设ui为正弦波，RL=12Ω，要求最大输出功率（Po）M=13W。

在晶体管的饱和压降UCES可以忽略不计的条件下，求：

（1）正、负电源VCC的最小值；

（2）根据所求VCC最小值，计算相应的ICM和U（BR）CEO最小值；

（3）输出功率最大（（Po）M=13W）时，电源供给的功率

；

（4）每个管子允许的管耗PCM的最小值；

（5）当输出功率最大（（Po）M=13W）时的输入电压有效值。

【解】：

（1）

，取

（2）

（3）电源供给的功率

（4）每个管子允许的管耗

（5）输入电压有效值

在图所示电路中，RL=16Ω，已知负载上的最大不失真输出功率为560mW，管子饱和管压降UCES=0V。

（1）试计算电源VCC的电压值；

（2）试核算使用下列功率管是否满足要求：

VT23BX85A，PCM=300mW，ICM=300mA，U（BR）CEO=20V

VT33AX81A，PCM=300mW，ICM=300mA，U（BR）CEO=20V

【解】：

（1）

（2）管子允许的管耗

最大集电极电流

，

管子的耐压

，根据VT2，VT3的参数可知功率管均满足要求。

一单电源互补对称（OTL）电路如图P所示，设ui为正弦波，RL=4Ω，晶体管的饱和压降UCES可忽略不计，试求最大不失真输出功率（不考虑交越失真）为时，电源电压VCC至少应为多大？

图P

【解】：

一单源互补对称电路如图P所示，设VT1、VT2的特性完全对称，ui为正弦波，VCC=24V，RL=8Ω，试回答下列问题：

（1）静态时，电容C2两端电压应是多少？

调整哪个电阻能满足这一电压要求？

（2）动态时，若输出电压出现交越失真，应调哪个电阻使之不失真？

如何调整？

（3）若R1=R3=Ω，VT1、VT2的β=40，|UBE|=，UCES可忽略不计，PCM=，假设VD1、VD2、R2中任意一个开路，将产生什么后果？

图P

【解】：

（1）静态时，电容C2两端电压

，可通过调整电阻R1来满足这一要求。

（2）动态时，若输出电压出现交越失真，应在静态时调整电阻R2，使VT1、VT2基极间的电压

略大于

，使两管微导通，电路处于甲乙类工作状态，这样就可以消除交越失真。

（3）VD1、VD2、R2中任意一个开路，会产生基极电流经VCC、R1、UBE1、UBE2、R3流入地，大小为

集电极电流为

，VT1、VT2的功耗

，所以会使VT1、VT2烧毁。

电路如图所示，已知晶体管为互补对称管，|UCES|=1V，试求：

（1）电路的电压放大倍数；

（2）最大不失真输出功率；

（3）每个晶体管的最大管耗。

图P

【解】：

（1）电压放大倍数

（2）最大不失真输出功率

（3）晶体管的最大管耗

OTL准互补对称功率放大电路如图P所示。

（1）说明电路为何称为“OTL准互补”，并说明晶体管VT1~VT4的类型；

（2）静态时输出电容C两侧的电压应为多大，调整哪个元件可以达到上述目的？

（3）电阻R2的调节主要解决什么问题？

（4）电路中电阻R4与R5的作用是什么？

（5）电阻R6与R7有哪些作用？

（6）已知|UCES|=2V，R6=R7=Ω，RL=4Ω。

当VCC=18V，求负载RL上的最大输出功率。

若在RL上要得到8W的输出功率，则需要VCC为多少？

图P

【解】：

（1）VT1、VT3构成NPN型复合管，VT2、VT4构成PNP型复合管，可以使功率管实现互补对称。

又由于电路输出端无变压器，所以称为“OTL准互补电路”。

（2）静态时

，可调整R1实现。

（3）调节R2主要解决交越失真问题。

（4）电阻R4、R5的调节可以保证VT3、VT4有合适的静态工作点，使IC3、IC4不致过大；温度升高时，VT3、VT4管的ICBO增加通过R4、R5泄漏掉一部分；另外R4、R5对VT2有限流保护作用。

（5）R6、R7构成负反馈，具有稳定静态工作点，改善输出波形等作用，同时当负载突然短路时有一定限流保护作用。

（6）

，将（Po）M=8W，|UCES|=2V，RL=4Ω代入得：

。

在图所示电路中，已知VCC=16V，RL=4Ω，VT1和VT2管的饱和管压降|UCES|=2V，输入电压足够大。

试问：

（1）最大输出功率和效率各为多少？

（2）晶体管的最大功耗为多少？

图P

【解】：

（1）最大输出功率：

效率：

（2）晶体管的最大功耗：

在图所示电路中，已知VCC=15V，VT1和VT2管的饱和管压降|UCES|=1V，集成运放的最大输出电压幅值为±13V，二极管的导通电压为。

（1）若输入电压幅值足够大，则电路的最大输出功率为多少？

（2）为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入哪种组态的交流负反馈？

画图表示。

（3）若ui=时，uo=5V，则反馈网络中电阻的取值约为多少？

图P

【解】：

（1）若输入电压幅值足够大，最大输出功率

（2）为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入电压串联负反馈，如图解P所示。

图解P

，

，所以

。

OTL电路如图所示。

（1）为了使得最大不失真输出电压幅值大，静态时VT2和VT4管的发射极电位应为多少？

若不合适，则一般应调节哪个元件参数？

（2）若VT2和VT4管的饱和管压降|UCES|=3V，输入电压足够大，则电路的最大输出功率（Po）M和效率η各为多少？

（3）VT2和VT4管的ICM、U（BR）CEO和PCM应如何选择？

图P

【解】：

（1）为了使得最大不失真输出电压幅值大，静态时VT2和VT4管的发射极电位

。

若不合适，一般应调节电阻R2，辅助调节电阻R3。

（2）最大输出功率

效率

（3）

；

；