第四章 习题与思考题
◆◆ 习题 4-1 在图P4-1所示互补对称电路中，已知VCC为6V，RL为8Ω，假设三极管的饱和管压降UCES＝1V，
① 试估算电路的最大输出功率Pom；
② 估算电路中直流电源消耗的功率PV和效率η。 解：①
(VCC?Ucem)2(6?1)2Pom??W?1.563W
2RL2?8如忽略UCES，则
2VCC62Pom??W?2.25W
2RL2?822VCC2?62② P?W?2.865W V??RL??8 ??Pom1.563??54.55% PV2.865Pom2.25??78.53% PV2.865
如忽略UCES，则??此题的意图是理解OCL互补对称放大电路的Pom和PV的估算方法。
◆◆ 习题 4-2 在图P4-1所示的电路中：
① 三极管的最大功耗等于多少？
② 流过三极管的最大集电极电流等于多少？
③ 三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少?
④ 为了在负载上得到最大输出功率Pom，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？ 解：① PCM?0.2Pom?0.2?2.25W?0.45W
② ICM?VCC6?A?0.75A RL8③ U(BR)CEO?2VCC?2?6V?12V
??1，而略小于1，④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，Au故Ui?Ucem2?VCC2?62V?4.24V。
本题的意图是了解OCL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。
◆◆ 习题 4-3 在图P4-3所示互补对称电路中，已知VCC为6V，RL为8Ω，假设三极管的饱和管压降UCES＝1V，
① 估算电路的最大输出功率Pom；
② 估算电路中直流电源消耗的功率PV和效率η。 将本题的估算结果与习题4-1进行比较。 解：①
Pom?
V(CC22RL?Ucem)2(3?1)2?W?0.25W2?8如忽略UCES，则
2VCC62Pom??W?0.5625W
8RL8?82VCC62② P?W?0.716W V?2?RL2??8
??Pom0.25??34.92% PV0.716Pom0.5625??78.56% PV0.716如忽略UCES，则??可见，在同样的VCC和RL之下，OCL电路的Pom比OTL电路大得多（大约为4倍）。同时OCL
电路的PV也比OTL电路大得多（也大致为4倍）。最终，两种电路得效率基本相同。
此题的意图是理解OTL互补对称放大电路的Pom和PV的估算方法，并与OCL电路进行比较。
◆◆ 习题 4-4 在图P4-3所示的电路中：
① 估算三极管的最大功耗；
② 估算三极管的最大集电极电流；
③ 估算三极管集电极和发射极之间承受的最大电压；
④ 为了在负载上得到最大输出功率Pom，输入端应加上的正弦电压有效值等于多少？ 解：① PCM?0.2Pom?0.2?0.5625W?0.1125W
② ICM?VCC6?A?0.375A 2RL2?8③ U(BR)CEO?VCC?6V
??1，而略小于1，④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，Au故Ui?Ucem2VCC?2?262V?2.12V。 2本题的意图是了解OTL互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。
◆◆ 习题 4-5 在图P4-1和图P4-3所示的两个互补对称电路中，已知RL＝８Ω，假设三极管的饱和管压降UCES均为１V，如果要求得到最大输出功率Pom＝３W，试分别估算两个电路的直流电源VCC分别应为多大。 解：
对于图P4-1的OCL电路
2Ucem(VCC?UCES)21Pom?UcemIcm??22R2RL L
?VCC?2RLPom?UCES?(2?8?3?1)V?7.93V对于图P4-3的OTL电路
U1Pom?UcemIcm?? 22RL?2cemV(CC22RL?UCES)2
VCC?2(2RLPom?UCES)?2?(2?8?3?1)V?15.9V可见，在同样的Pom和RL时，OTL电路的VCC比OCL电路高得多。但前者只需要一个直流电源，而后者需要正、负两路直流电源。
本题的意图是对OTL和OCL两种电路进行比较，当要求同样的Pom时所需的VCC各为多少。
◆◆ 习题 4-6 分析图P4-6中的OTL电路原理，试回答：
① 静态时，电容C２两端的电压应该等于多少？调整哪个电阻才能达到上述要求？ ② 设R1=1.2kΩ,三极管的β＝５０，PCM=200mW，若电阻R２或某一个二极管开路，三极管是否安全？
解：
① 静态时，电容C２两端的电压应等于VCC/2，即5V。应调整电阻R1达到此要求。 ② 若电阻R２或某一个二极管开路，则
IB1?IB2?VCC?2UBE10?2?0.7?mA?3.58mA
R1?R31.2?1.2IC1?IC2??IB1?50?3.58mA?179mA
PT1?PT2?IC1UCE1?(179?5)mW?895mW?PCM
因此，三极管将被烧毁。
本题的意图是理解OTL电路的工作原理，了解保证电路安全的重要措施。
◆◆ 习题 4-7 分析图P4-7中的OCL电路原理，试回答：
① 静态时，负载RL中的电流应为多少？
② 若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？ ③ 若二极管VD1或VD2的极性接反，将产生什么后果？
④ 若VD1、VD2、R2三个元件中任一个发生开路，将产生什么后果？
解：
① 静态时，负载RL中的电流应为0，如不符合要求，应调整电阻R1； ② 若输出电压波形出现交越失真，应调整电阻R2，增大的R2阻值；
③ 若二极管VD1或VD2的极性接反，将使功率三极管电流急剧增大，可能烧毁三极管；
④ 若VD1、VD2、R2三个元件中任一个开路，同样可能使功率三极管电流急剧增大，烧毁三极管。 本题的意图是理解OCL电路的工作原理，了解交越失真的概念以及减小交越失真和保证电路安全的措施。
◆◆ 习题 4-8 试分析图P4-8中各复合管的接法是否正确。如果认为不正确，请扼要说明原因；如果接法正确，说明所组成的复合管的类型（NPN或PNP），指出相应的电极，并列出复合管的β和rbe的表达式。
解：
(a) 接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。从输入端看，在b1和e2之间无论加上何种极性的电压，VT1和VT2两者之中总有一个管子的发射结将被反向偏置。
(b) 接法不正确。因iC1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。
(c) 接法正确。复合管为PNP型。b1是复合管的b，e1(c2)是复合管的e，e2是复合管c，复合管的rbe和和β分别为 rbe?rbe1，?＝?（＋?2）??1?2 11(d) 接法不正确。因iE1和iB2的实际方向正好相反，无法形成统一的电流通路。
本题的意图是了解复合管的正确接法和类型，以及复合管的β和rbe。
◆◆ 习题 4-9 在图P4-9所示由复合管组成的互补对称放大电路中，已知电源电压VCC＝16V，负载电阻RL=8Ω，设功率三极管VT3、VT4的饱和管压降UCES=2V，电阻Re3、Re4上的压降可以忽略， ① 试估算电路的最大输出功率Pom；
② 估算功率三极管VT3、VT4的极限参数ICM、U(BR)CEO和PCM；
③ 假设复合管的总β＝600，则要求前置放大级提供给复合管基极的电流最大值IBm等于多少？ ④ 若本电路不采用复合管，而用β＝20的功率三极管，此时要求前置放大级提供给三极管基极的电流最大值IBm等于多少？
解：
(VCC?UCES)2(16?2)2 ①Pom??W?12.25W 如忽略UCES，则
2RL2?8VCC162 Pom??W?16W
2RL2?8②ICM?2VCC16?A?2A,U(BR)CEO?2VCC?(2?16)V?32V,PCM?0.2Pom?(0.2?16)W?3.2W RL8③IBm?ICm??I22A?3.33mA ④IBm?Cm?A?100mA 600?20 本题的意图是了解由复合管组成的互补对称电路的特点。
◆◆ 习题 4-10 分析图P4-10所示的功率放大电路，要求：
① 说明放大电路中共有几个放大级，各放大级包括哪几个三极管，分别组成何种类型的电路。 ② 分别说明以下元件的作用：R1、VD1和VD2；R3和C；RF。
③ 已知VCC=15V，RL=8Ω，VT6、VT7的饱和管压降UCES=1.2V，当输出电流达到最大时，电阻Re6
和Re7上的电压降均为0.6V，试估算电路的最大输出功率。
解：
① 共有三个放大级。输入级包括三极管VT1和VT2，组成单端输入单端输出差分放大电路。中间级包括PNP管VT3，组成单管共射放大电路。输出级包括VT4、VT5、VT6和VT7，其中VT4和VT6组成NPN型复合管，VT5和VT7组成PNP型复合管，这两个复合管组成准互补对称电路。 ②
R1、VD1和VD2的作用是在输出级的两个三极管VT4和VT5基极之间产生一个偏压，使静态时输出级的功放管中已有一个较小的集电极电流，即互补对称输出级工作在甲乙类状态，目的是减小输出波形的交越失真。
R3和C起补偿作用。因为扬声器为感性负载，接入R3和C后，通过补偿，希望总的负载接近纯阻性。 RF为反馈电阻，其作用是在电路中引入一个电压串联负反馈，以达到稳定输出电压，提高带负载能力，减小非线性失真等目的。 ③ Pom?(VCC?UCES?URe6)22RL(15?1.2?0.6)2?W?10.89W
2?8本题的意图是学习分析一个典型的多级功率放大电路，了解电路的一般组成和一些元件的作用，并估算电路的Pom。
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