模拟电路第四章课后习题答案
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V CC 为6V ，R L 为8Ω，假设三极管的饱和管压降U CES ＝1V ，
① 试估算电路的最大输出功率P om ；
② 估算电路中直流电源消耗的功率P V 和效率η。
解：①
W W R U V P L cem CC om 563.18
2)16(2)(2
2≈?-=-= 如忽略U CES ，则
W W R V P L CC om 25.28
2622
2=?=≈ ② W W R V P L CC V 865.28
6222
2≈??=≈ππ %55.54865
.2563.1≈==V om P P η 如忽略U CES ，则%53.78865.225.2≈==
V om P P η 此题的意图是理解OCL 互补对称放大电路的P om 和P V 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P om ，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少
解：① W W P P om CM 45.025.22.02.0=?=>
② A A R V I L CC CM 75.08
6==> ③ V V V U CC CEO BR 12622)(=?=>
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，1≈u
A ，而略小于1，故V V V U U CC
cem
i 24.426
22≈=≈≈。
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。
U CES ＝1V ，
① 估算电路的最大输出功率P om ；
② 估算电路中直流电源消耗的功率P V 和效率η。
将本题的估算结果与习题4-1进行比较。
解：①
W W R U V P L cem CC om 25.08
2)13(2)2
(22=?-=-= 如忽略U CES ，则
W W R V P L CC om 5625.08
8682
2=?=≈ ② W W R V P L CC V 716.08
2622
2≈?=≈ππ %92.34716
.025.0≈==V om P P η 如忽略U CES ，则%56.78716
.05625.0≈==V om P P η 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P om 和P V 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P om ，输入端应加上的正弦电压有效值等于多少
解：① W W P P om CM 1125.05625.02.02.0=?=>
② A A R V I L CC CM 375.08
262=?=> ③ V V U CC CEO BR 6)(=>
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，1≈u
A ，而略小于1，故V V V U U CC cem
i 12.2226
222≈=≈≈。 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。
管压降U CES 均为１V ，如果要求得到最大输出功率P om ＝３W ，试分别估算两个电路的直流电源V CC 分别应为多大。
解：
对于图P4-1的OCL 电路
V
V U P R V R U V R U I U P CES om L CC L CES CC L cem cm cem om 93.7)1382(22)(22122≈+??=+=?-===
对于图P4-3的OTL 电路
V
V U P R V R U V R U I U P CES om L CC L CES CC L cem cm cem om 9.15)1382(2)2(22)2(22
122≈+???=+=?-=== 可见，在同样的Pom 和R L 时，OTL 电路的V CC 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V CC 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C ２两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R 1=Ω,三极管的β＝５０，P CM =200mW ，若电阻R ２或某一个二极管开路，三极管是否安全
解：
① 静态时，电容C ２两端的电压应等于V CC /2，即5V 。应调整电阻R 1达到此要求。
② 若电阻R ２或某一个二极管开路，则
mA
mA
R
R
U
V
I
I BE
CC
B
B
58
.3
2.1
2.1
7.0
2
10
2
3
1
2
1
≈
+
?
-
=
+
-
=
=
mA
mA
I
I
I
B
C
C
179
58
.3
50
1
2
1
=
?
=
=
=β
CM
CE
C
T
T
P
mW
mW
U
I
P
P>
=
?
=
=
=895
)5
179
(
1
1
2
1
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R L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R L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r be的表达式。
解：
(a) 接法不正确。因i C1和i B2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，VT 1和VT 2两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i C1和i B2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
r be 和和β分别为 212111
βββββ≈=）＋（＝，be be r r (d) 接法不正确。因i E1和i B2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r be 。
◆◆ 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V CC ＝16V ，负载电阻R L =8Ω，设功率三极管VT 3、VT 4的饱和管压降U CES =2V ，电阻R e3、R e4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VT 3、VT 4的极限参数I CM 、U (BR)CEO 和P CM ；
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I Bm 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I Bm 等于多少
解： ①W W R U V P L CES CC om 25.128
2)216(2)(2
2=?-=-= 如忽略UCES ，则 W W R V P L CC om 168
21622
2
=?=≈
W W P P V
V V U A A R V I om CM CC CEO BR L CC CM 2.3)162.0(2.0,32)162(2,28
16)(=?=>=?=>==> ③mA A I I Cm
Bm 33.36002≈==β ④mA A I I Cm Bm 10020
2≈==β 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：R 1、VD 1和VD 2；R 3和C ；R F 。
③ 已知V CC =15V ，R L =8Ω，VT 6、VT 7的饱和管压降U CES =，当输出电流达到最大时，电阻R e6和R e7上的电压降均为，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VT 1和VT 2，组成单端输入单端输出差分放大电路。中间级包括PNP 管VT 3，组成单管共射放大电路。输出级包括VT 4、VT 5、VT 6和VT 7，其中VT 4和VT 6组成NPN 型复合管，VT 5和VT 7组成PNP 型复合管，这两个复合管组成准互补对称电路。
②
R 1、VD 1和VD 2的作用是在输出级的两个三极管VT 4和VT 5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。
R 3和C 起补偿作用。因为扬声器为感性负载，接入R 3和C 后，通过补偿，希望总的负载接近纯阻性。 R F 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 W W R U U V P L R CES CC om e 89.108
2)6.02.115(2)(22
6=?--=--= 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P om 。