第章习题解答.docx
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第章习题解答
1W。
6.
7.
8.
1)
2)
3)
4)
前者比后者电源电压高。
前者比后者电压放大倍数数值大。
前者比后者效率高。
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。
前者比后者的输出功率大。
(5)
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。
)在电源电压相同的情况下,前者比后者的输出功率大。
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。
2)
3)
9.OCL
前者比后者效率高。
自测题
10.1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。
功率放大电路与电压放大电路的区别是
解10.1】
1.×2.×3.×4.√
5.×6.×,×,√7.×,×,
8.×,√
9.×
10.×
10.2选择题
1.
B.静态电流过大
C.管压降过大
甲类功放效率低是因为
A.只有一个功率管
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
5.在OCL乙类功率放大电路中,若最大输出功率为为。
C.电路的工作状态
1W,则电路中功率管的集电极最大功耗约
A.1W
B.2W
C.0.2W
C.ICEO
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.ICM
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
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10.2】:
1.B2.A3.B4.C5.C6.BDE7.D8.B
10.3OCL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?
(2)静态时,通过调节R1或R3使uo0即IL0。
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。
10.4什么是功率放大电路?
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10.4】:
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。
10.5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10.5】:
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。
10.6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10.6】:
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。
10.7某人设计了一个OTL功率放大电路如图T10.7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?
解10.7】:
(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
(Po)M
1
1(12VCC
UCES)
(10
2
3)
3.06W
2RL
2VCCUCES
2VCC
103
220
55%
3)PCM
112VCC
2RL
1102
28
1.27W
U(BR)CEOVCC20V
ICM
VCC201.25A
2RL28
10.8
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
在甲类、乙类和甲乙类放大电路中,高?
大电路晶体管的导通角180<θ<360°
10.9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10.9】:
当音量开大时输出功率大;当音量关小时管耗大。
习题解答
10.1一双电源互补对称电路(OCL电路)如图P10.1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?
VCC2
RL
18213.5W
12
电源提供的直流功率PVCC
2VCC
RL
2
2182
12
17.2W
效率η
(Po)M
PVCC
13.5
17.2
100%
78.5%
管耗PVPVCC(Po)M
17.213.53.7W
2)每个管子允许的最大管耗
PCM0.2(Po)M0.213.52.7W
(3)每个管子的耐压U(BR)CEO2VCC21836V
10.2在图P10.1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PVCC
4)
5)
每个管子允许的管耗PCM的最小值;当输出功率最大((Po)M=13W)
时的输入电压有效值。
10.2】:
(1)(Po)M12
2
2
VCC
RL
Vcc2(Po)MRL2131217.7V,取Vcc18V
2)
(Po)M
2
ICMRL
ICM
2(Po)M
RL
212131.5A
U(BR)CEO
2VCC
18
36V
3)
电源供给的功率PV
CC
2
2VC2C2
RL
18217.2W
12
4)
每个管子允许的管耗
PCM0.2(Po)M0.213
2.6W
5)
输入电压有效值Uim
10.3
在图P10.1所示电路中,
Uim18
im2212.7V
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
UomVCC18VUi
UCES=0V。
1)
2)
VT2
VT3
试计算电源VCC的电压值;试核算使用下列功率管是否满足要求:
PCM=300mW,ICM=300mA,U(BR)CEO=20V
PCM=300mW,ICM=300mA,U(BR)CEO=20V
3BX85A,
3AX81A,
解10.3】:
1)Vcc
2(Po)MRL20.56164.2V
2)管子允许的管耗PCM
最大集电极电流ICM
0.2(Po)M
VCC
RL
4.2
16
0.2560112mW
262.5mA,
管子的耐压U(BR)CEO
2VCC
4.28.4V,根据VT2,VT3的参数可知功率管均满足要求。
10.4一单电源互补对称(
可忽略不计,试求最大不失真输出功率(不考虑交越失真)为
OTL)电路如图P10.4所示,设ui为正弦波,RL=4Ω,晶体管的饱和压降UCES
4.5W时,电源电压VCC至少应为多大?
+VCC
VT1
ui
uo
图P10.4
【解10.4】:
(Po)MVCCVcc22(Po)MRL224.5412V
8RL
10.5一单源互补对称电路如图P10.5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=1.1kΩ,VT1、VT2的β=40,|UBE|=0.7V,UCES可忽略不计,PCM=2.5W,假设VD1、VD2、R2中任意一个开路,将产生什么后果?
1
2412V,可通过调整电阻R1来满足这一
2
R2,使VT1、VT2基极间的电压
IB1IB2
VCC
UBE1
UBE2
R1R3
集电极电流为
IC1
IC2
IB40
PVICUCE
0.412
124
2
4.9W
240.70.7
10.3mA
1.1
1.1
10.3
412mA0.412A,VT1、VT2的功耗
PCM
2.5W,所以会使VT1、VT2烧毁。
10.6电路如图P10.6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。
RF
图
P10.6
解10.6】:
(1)电压放大倍数Au
RF
R1
100
2
50
2)最大不失真输出功率(Po)M
2
(VCCUCES)2
RL
2
(101)25.1W
8
3)
10.7
1VC2C
2RL
OTL准互补对称功率放大电路如图P10.7所示。
晶体管的最大管耗(PV1)M
102
8
1.27W
1)
2)
3)
4)
5)
说明电路为何称为“OTL准互补”,并说明晶体管静态时输出电容C两侧的电压应为多大,调整哪个元件可以达到上述目的?
电阻R2的调节主要解决什么问题?
电路中电阻R4与R5的作用是什么?
电阻R6与R7有哪些作用?
已知|UCES|=2V,R6=R7=0.5Ω,RL=4Ω。
VT1~VT4的类型;
6)
①当VCC=18V,求负载RL上的最大输出功率。
②若在RL上要得到8W的输出功率,则需要VCC为多少?
+VCC
CR
+u
【解10.7】:
(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“准互O补T电L路”。
1
(2)静态时UCVCC,可调整R实现。
2
(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)①(Po)M
12
1(VCCUCES)
2
1(92)26.125W
24
②(Po)M
12
(VCCUCES)2
2
RL
,将
(Po)M=8W,|UCES|=2V,RL=4Ω代入得:
VCC
20V。
10.8在图P10.8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?
2
1(VCCUCES)2
解10.8】:
(1)最大输出功率:
2RL
2
1(162)224.5W
24
效率:
η
VCCUCES
162
68.7%
4VCC
416
(2)
晶体管的最大功耗:
(PV1)M
1VC2C
2RL
(Po)M
1162
24
10.9在图P10.9所示电路中,已知
6.49W
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0.7V。
(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=0.1V时,uo=5V,则反馈网络中电阻的取值约为多少?
R2
+R1
uiR1
i
1kΩ
VD
VT1
1
VD2
RL
28Ω
uo
R3
-VCC
图P10.9
解10.9】:
(1)若输入电压幅值足够大,
最大输出功率
(Po)M
2
(VCCUCES)
RL
2
(151)12.25W
8
2)为了提高输入电阻,稳定输出电压,且减小非线性失真,
P10.9所示。
应引入电压串联负反馈,如图解
VT2和VT4管的发射极电位应为多少?
若不合适,则
Au
1RF
1RF,Au
Uo
5
50,所以RF49kΩ。
R1
1u
Ui
0.1F
10.10OTL
电路如图
P10.10所示。
1)为了使得最大不失真输出电压幅值大,静态时
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P10.10
解10.10】:
(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
UE1VCC
2
1
2412V。
若不合适,一般应调节电阻
2
R2,辅助调节电阻R3。
2)最大输出功率
(Po)M
(12VCC
UCES)
2
(123)2
5.06W
2RL
2VCCUCES
123
28
2VCC
58.9%
24
3)ICM
VCC
2RL
24
28
1.5A;U(BR)CEO
VCC24V;PCM
12VCC
1122
2RL28
1.83W
1
10.1】:
(1)最大输出功率(Po)M12
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