三极管
TIP
三极管结构和原理、NPN与PNP、三极管的特性及等效电路模型、三极管放大电路分析计算(共射、共集、共基)。
习题及参考解答
知识点1:三极管的结构与工作原理
1、三极管又称为双极型晶体管,因为 ________ 。
工作时电子和空穴两种载流子同时参与导电过程
2、在放大区,晶体管的集电极电流是 ________ (少数/多数)载流子运动产生的。
少数
3、一个 pnp 三极管工作在饱和区,则满足 ________ 。
A. 基极射极正偏,基极漏极正偏 B. 基极射极正偏,基极漏极反偏
C. 基极射极反偏,基极漏极正偏 D. 基极射极反偏,基极漏极反偏
A。注意 BJT 的 “放大区” 对应 MOSFET 的 “饱和区”
4、测得某电路中处于放大状态的 BJT 的三个电极 A、B 和 C 的对地电位分别为
集电极 发射极 基极 PNP。处于放大区,则 B、E 相差 0.7 V,A点 为 C;C 点电压最低,则管子为 PNP;因此 B 点为 E, C 点为 B。
5、测得 NPN 型三极管上各电极对地电位分别为
A. 放大区 B. 饱和区 C. 截止区 D. 反向击穿区
A。
,所以工作在放大区
6、在某放大电路中,测得三极管三个电极的静态电位分别为 0 V、-10 V 和 -9.3 V,则这只三极管是 ________ 。
A. NPN 型硅管 B. NPN 型锗管 C. PNP 型硅管 D. PNP 型锗管
A。C 电压最高,所以是 NPN 型;BE 相差0.7, 所以是硅。
7、一个工作在放大区的 npn 三极管,需满足 ________ 。
A. 发射结正偏,集电结正偏 B. 发射结正偏,集电结反偏
C. 发射结反偏,集电结正偏 D. 发射结反偏,集电结反偏
B。根据定义
8、已知某晶体管的各极对地电压分别是
A. NPN管,饱和区 B. PNP管,放大区
C. PNP管,饱和区 D. NPN管,放大区
D。C 电压最高,所以是 NPN 型;
,所以工作在放大区。
知识点2:三极管的工作特性及其等效模型
1、为使高内阻信号源与低阻负载组成电路,可以在信号源与负载间接入 ________ 。
A. 共射电路 B. 共基电路 C. 共集电路 D. 共集-共基串联电路
C。共集电路,即射极跟随电路,用作电压 Buffer,提供大输入电阻和小输出电阻
2、不考虑管子的频率响应,求下列2个典型电路沿箭头方向的小信号等效电阻。
(b)
。注意 BJT 需与 并联,而 MOSFET 为 。 (c)
。注意,从 B 看进去,计算电阻时除以 ,而连接 E 处的电阻压降为电阻乘以 ,故连接 E 处的电阻需放大 倍;若从 E 看进去,计算电阻时除以 ,而连接 B 处的电阻压降为电阻乘以 ,故连接 B 处的电阻需缩小 倍;
3、为实现电流的放大,同时电压基本不变,选择的单管放大器为 ________ 。
A. 共射放大电路 B. 共集放大电路
C. 共基放大电路 D. 前三种放大电路都行
B。电压基本不变,即电压 Buffer,为射极跟随电路。
4、直接耦合放大电路产生零漂的原因主要是 ________ 。
A. 电阻阻值有误差 B. 晶体管参数的分散性
C. 晶体管参数受温度影响 D. 受输入信号的变化影响
C。
放大电路的零漂(Zero Drift)是指在没有输入信号时,放大器的输出偏离零点(或基准电平)的现象。这种现象通常是由于电路中的不稳定因素引起的,比如温度变化、电源电压波动、电子元件的老化、内部偏置电流的变化等。零漂对于精密放大电路来说是一个重要的性能指标,因为它会影响电路的精确度和稳定性。
零漂的主要特点和影响因素包括:
- 温度影响: 放大电路中的元件(如晶体管、电阻、集成电路等)的特性可能会随温度而变化,从而引起输出偏移。
- 电源电压波动: 电源的不稳定或电源电压的变化也可能导致放大器的输出产生漂移。
- 元件老化: 随着时间的推移,电子元件的特性可能会慢慢改变,这也可能导致零点的漂移。
- 输入偏置电流: 放大器的输入端通常有一定的偏置电流,这些电流的变化也会导致零漂。
为了减小零漂,电路设计师会采取各种措施,比如使用高稳定性的元件、设计温度补偿电路、使用差动放大电路来减少对电源波动的敏感性等。在一些高精度的应用中,还会使用特别设计的低漂移放大器来确保长期稳定性。零漂的控制对于精密测量和信号处理应用尤为重要。
5、一个电压放大器的输入电阻越小,对信号源的影响则 ________ ;输出电阻越小,带负载的能力则越 ________ 。
A. 越大,越强 B. 越小,越强 C. 越大,越弱 D. 越小,越弱
A。电压电压放大器要求输入电阻大,输出电阻小,目的是使放大器的输入从信号源获得大的电阻分压,负载从放大器的输出获得大的电阻分压。
6、如下图所示的放大电路以及晶体管的输出特性曲线、负载线,静态工作点 ________ 情况下最易产生截止失真,静态工作点 ________ 情况下最易产生饱和失真,静态工作点 ________ 情况下输出电压摆幅最大。
A.
B C D。曲线中靠近右下侧为截止区,靠近左上侧为饱和区,居中则输出摆幅最大;
最靠近右下侧, 最靠近左上侧, 居中,且左右摆放最大。
7、下图是某晶体管的输出特性曲线,说出图中
易于截止或输出摆幅受限 易于进入变阻区或易于饱和或输出摆幅受限
解释参见上题。
知识点3:三极管放大电路的分析计算
1、如下图所示放大电路,其中
A.
B.
C.
D.
D。
, 增益: ,注意
2、如下图所示电路,已知
(a)
当
非常大时,
而
得到
(b)
基于戴维南等效,偏置电路的开路电压为3.7 V,等效电阻为
,于是:
得到
3、电路如下图所示,
4、测量某放大电路负载开路时输出电压为 3 V,接入
A. 0.5 k
D。1V为负载和放大器输出电阻分压得到。
5、某放大电路负载开路时,输出电压
3 kΩ。解释同上。
6、某放大电路负载开路时,输出电压
1.5 kΩ 1.5 V。 解释同上。
7、有两个放大倍数相同的电压放大器 X 和 Y ,分别接入内阻非零的相同信号源。在输出端开路情况下,测得放大器 X 的输出电压较小,这说明放大器 X 的 ________ 。
A. 输入电阻大 B. 输入电阻小 C. 输出电阻大 D. 输出电阻小
B。输出开路,则与负载无关;电压小,则表明输入电阻小。
8、电路如下图所示,已知
9、已知一共射放大器工作在放大区,
-100。
,
10、放大电路如下图所示,已知:
(1) 静态工作点
(2) 电压放大倍数
(1)
(2)
注: 更严格地,偏置电路应该用戴维南等效计算。
11、分析下图所示电路,已知三极管的
A. 5.6 kΩ,10 kΩ B. 5.6 kΩ,510 kΩ C. 5.6 kΩ,1 MΩ D. 100 kΩ,1 MΩ
C。处于放大区,要求
小,从而要求 大, 小。
12、如下图所示放大电路,已知各晶体管的
若要求静态时,
,则
电阻
两端电压:
另一方面:
解出
【注】差分对电路,只要保证两个管子处于放大区, C 处电阻大小的改变基本不影响
(忽略厄雷效应)。
13、下图所示为共射放大电路及对应三极管的伏安特性图。
(1) 用图解法求出电路的静态工作点,并判断这个工作点选得是否合适?
(2) 在
(3) 在
(1)
由图可知:基极电流太小,静态工作点不合适。
(2) 为了把三极管的集电极电压
提高到 左右。
可将静态工作点设置在
点,取 ,使 。 (3) 应将静态工作点设置在
点
可以取 , 可以取
15、分析如下所示电路:
(1) 若
A. 放大状态 B. 饱和状态 C. 截止状态 D. 状态不定
(2) 若用直流电压表测得
A.
B A。假设工作在放大区,
上的电压降大于 上的电压降( ),矛盾,所以工作在饱和区;说明 很小但不是开路。