答案模擬集成電路基礎(chǔ)

第四章答案模擬集成電路基礎(chǔ)1．什么是功率放大器？與一般電壓放大器相比，對功率放大器有何特殊要求？主要用于向負載提供功率的放大電路常稱為功率放大電路，簡稱功放。功率放大電路的主要任務(wù)是獲得一定的不失真或較小失真的輸出功率，因此輸出的電壓、電流均較大，其值一般接近于功率三極管（以后簡稱功率管）的使用極限值。功率放大電路中討論的主要性能指標是輸出信號的功率、功率放大電路的效率、三極管的功率損耗以及非線性失真等。2．功率放大電路有哪些特點？（1）．輸出功率為交流功率（2）．要求輸出功率盡可能大（3）．效率要高（4）．減小非線性失真（5）．功率管要注意散熱與保護（6）.由于信號幅值大，對于功率放大器的分析，采用圖解分析法。3．什么是甲類放大？分析甲類放大效率低的原因及解決辦法。三極管在信號的整個周期內(nèi)都處于導(dǎo)通狀態(tài)，即導(dǎo)通角θ=360?，這種工作方式通常稱為甲類放大。在甲類放大電路中，電源始終不斷地輸送功率，在沒有信號輸入時，也有靜態(tài)偏置電流通過，這些功率全部消耗在三極管和電阻上，使三極管發(fā)熱，并轉(zhuǎn)化為熱量的形式耗散出去，因此靜態(tài)功耗大、效率低。要提高效率，就必須降低靜態(tài)工作點，增大功率三角形的面積，但會帶來信號失真，可以通過兩個三級管共同工作的乙類放大提高功放效率。4．功率放大器電路中的三極管有哪幾種工作狀態(tài)，它們的導(dǎo)通角分別是多少？畫出各種狀態(tài)下的靜態(tài)工作點以及與之相應(yīng)的工作波形。（1）甲類放大，導(dǎo)通角θ=360?；（2）甲乙類放大導(dǎo)通角180?<θ<360?（3）乙類放大導(dǎo)通角θ=180?。

（a）甲類放大在一周期內(nèi)ic>0（b）甲乙類放大在一周期內(nèi)有（c）乙類放大在一周期內(nèi)

半個周期以上ic>0只有半個周期ic>05．在題圖4-1所示電路中，設(shè)BJT的β=100，VCC=12V，VCES=0.5V，RL=8Ω，輸入信號vi為正弦波。（1）說明該電路功率放大的類型？（2）計算電路可能達到的最大不失真輸出功率POM。（3）此時Rb應(yīng)調(diào)節(jié)到什么數(shù)值？（4）此時電路的效率是多少？

題圖4-1題圖4-2 （1）甲類功率放大器。(2)(3)(4)6．試簡述乙類互補對稱功率放大電路的組成、工作原理？7．乙類互補對稱功率放大電路會產(chǎn)生什么失真，產(chǎn)生失真的原因和消除方法。乙類互補對稱功率放大電路克服交越失真的措施，就是避開死區(qū)電壓，靜態(tài)時使每一個三極管處于微導(dǎo)通狀態(tài)，使其工作在乙類功率放大，當輸入信號一旦加入，三極管立即進入線性放大區(qū)，這樣不管在什么時間，總有一個三極管在導(dǎo)電工作，于是兩管輪流導(dǎo)電時，交替得比較平滑。8．如何選擇乙類互補對稱功率放大電路功率管？（1）每只三極管的最大允許管耗PCM>0.2POM，其中POM=。（2）三極管反向擊穿電壓|V(BR)CEO|>2VCC。（3）三極管的最大集電極電流ICM>。9．雙電源互補對稱電路（OCL電路）如題圖4-2所示，設(shè)已知VCC=18V，RL=12Ω，vi為正弦波。如果忽略二極管的飽和電壓降VCES，試求：（1）負載上可能得到的最大輸出功率POM、效率h、管耗PC；（2）每個三極管允許的最大管耗PCM至少應(yīng)為多少?（3）每個三極管的耐壓|V(BR)CEO|應(yīng)大于多少?（1）（2）（3）|V(BR)CEO|>2VCC=36V10．功放電路如圖題4-3-4所示，設(shè)負載VCC=12V，RL=8Ω，三極管的極限參數(shù)|V(BR)CEO|=30V、ICM=2A、PCM=5W.。如果忽略三極管的飽和電壓降VCES，試求：（1）最大輸出功率POM值，并檢驗所給三極管是否能安全工作？（2）放大電路在h=0.6時的輸出功率PO值。(1)所以能正常工作。（2） 11．在題圖4-3-4所示電路中，設(shè)vi為正弦波，RL=8Ω，要求最大輸出功率POM=9W。試在忽略三極管飽和電壓降條件下，求：（1）正、負電源VCC最小值；（2）根據(jù)所求電源最小值，確定互補管的極限參數(shù)；（3）輸出功率最大（POM=9W）時，電源供給的功率PE；（4）輸出功率最大（POM=9W）時，輸入電壓有效值。（1），所以（2）（3）（4）12．在題圖4-3所示電路中，如果輸入信號為正弦信號，負載RL=8Ω，R=0.5Ω，要求最大輸出功率POM≥9W。試在三極管飽和電壓降可以忽略不計的情況下，求1）正負電源的最小值VCC（取整數(shù)）；（2）根據(jù)該VCC最小值，求最大輸出電壓值VOM；（3）求三極管的極限參數(shù)；（4）當輸出功率為最大時，輸入電壓有效值。

題圖4-3 題圖4-4（1）因為電源為整數(shù)，所以取（2），（3）（4）13．簡述圖4-4-2所示甲乙類互補對稱電路中vBE擴大電路的作用和工作原理。圖中電路是利用T4、R1、R2提供的vBE擴大電路替代兩個二極管提供偏置。VBE4≈=，所以，==，該電路T4的VBE4基本為一固定值，只要適當調(diào)節(jié)R1、R2的比值，就可使T1、T2獲得合適的偏壓值。14．什么是OCL電路和OTL電路，它們進行功放時的差別？總結(jié)兩電路的輸出功率、效率、管耗和電源供給的功率公式。一般雙電源互補對稱電路又稱為無輸出電容電路，即OCL電路（outputcapacitorless）。而單電源互補對稱電路又稱為無輸出變壓器電路，即OTL電路（outputtransformerless）。單電源互補對稱電路除電容C代替一組電源的作用外，其工作過程與雙電源電路相同。由于每個三極管的工作電壓不是原來的VCC，而是VCC/2，輸出電壓最大也只能達到約VCC/2，即VOM≈VCC/2，所以前面計算功率、效率的公式必須加以修正。修正方法只需將公式中的VCC用VCC/2代替即可。19．電路如題圖4-6所示，輸入信號vi為正弦波，VCC=10V，RL=16Ω，試問：（1）該電路是一個什么電路。靜態(tài)時電容C2兩端電壓應(yīng)是多少？調(diào)整哪個電阻能滿足要求？（2）動態(tài)時，若輸出電壓Vo出現(xiàn)交越失真，應(yīng)調(diào)整哪個電阻？（3）若三極管飽和電壓降VCES=1V，試求最大輸出功率POM和效率h。（4）若Rb1=Rb2=1.2kΩ，β=50，PCM=200mW，當R1或D1、D2有一個斷開時，問T1、T2是否安全？題圖4-6（1）甲乙類單電源互補對稱電路。C2=VCC/2，調(diào)整電阻Rb1或Rb2能滿足要求。（2）調(diào)整電阻R1（3）（4）當R1或D1、D2有一個斷開時，靜態(tài)時，管子會燒壞。20．電路如題圖4-7所示，輸入信號vi為正弦波，VCC=20V，RL=8Ω，T1、T2的飽和電壓降VCES=2V，由T3組成的前級放大電路的電壓增益AV3=-