模拟电子技术第九章课后习题答案

　章 第九章 功率放大电路 自

　测

　题 题

　 一、选择合适的答案，填入空内。只需填入Ａ、 B 或 C。

　 (1）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

　 (2）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平均功率之比

　 C.晶体管所消耗的功率与电源提供的平 均功率之比

　 (3)在 OCL 乙类功放电路中，若最大输出功率为１ W,则电路中功放管的集电极最大功耗约为

　 。

　 A.1Ｗ

　Ｂ．0.５W

　 C．0.2Ｗ (4)在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有

　。

　 A． β

　Ｂ. I CM

　 C. I CBO

　D．B Ｕ CEO

　E. P CM

　 F． f Ｔ

　（５）若图 T9．1 所示电路中晶体管饱和管压降的数值为│ U CES │,则最大输出功率 P OM =

　。

　 Ａ.L2CES CC2) (RU V 

　 B．L2CES CC)21(RU V 

　 C.L2CES CC2)21(RU V 

　图 Ｔ 9.１

　解 解: :(1)Ａ

　 （２)Ｂ

　 （3)C

　 (4)B

　Ｄ

　Ｅ

　 (5)C

　二、电路如图 T9.2 所示,已知 T 1 和 T 2 的饱和管压降│ Ｕ CEＳ │＝2V，直流功耗可忽略不计。

　图 T9.2

　 回答下列问题：

　 (1) R ３ 、 R 4 和Ｔ 3 的作用是什么?

　 （2)负载上可能获得的最大输出功率 P ｏ m 和电路的转换效率 η 各为多少?

　 (3)设最大输入电压的有效值为 1Ｖ。为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到１6V,电阻 R ６ 至少应取多少千欧？

　 ：

　解：（1)消除交越失真。

　 (2）最大输出功率和效率分别为

　% 8 . 694πW 162) (CCCES CCL2CES CCom VU VRU VP

　 (3)电压放大倍数为

　 3 . 11 13 . 11216iomax   RRAUUAuu R 1 ＝1kΩ，故 R 5 至少应取 10．３ ｋΩ。

　习

　题 题

　 ９ .1 分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√” ,凡错者在括号内打“×”。

　 （1)在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。（

　）

　 (2）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。（

　）

　 (3)当 OCL 电路的最大输出功率为 1W 时,功放管的集电极最大耗散功率应大于 1W。(

　）

　 （4）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。

　(

　) （５）功率放大电路与电压放大电路的区别是

　1）前者比后者电源电压高； (

　）

　2)前者比后者电压放大倍数数值大 ;（

　)

　3）前者比后者效率高； (

　）

　４）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；（

　) （6）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； (

　)

　 2)前者比后者效率高 ;（

　)

　 3 ）

　在 电 源 电 压 相 同 的 情 况 下 , 前 者 比 后 者 的 输 出 功 率 大 。（

　) 解 解: :(1）×

　 （2）√

　 （3）×

　 （４）×

　×

　√ (5）×

　×

　√

　√

　 (６)×

　√

　√

　9.2 已知电路如图 P9.２所示，T １ 和 T 2 管的饱和管压降│ U CEＳ │＝３V, V CＣ =１５Ｖ,

　Ｒ Ｌ =8Ω，。选择正确答案填入空内。

　 图 P9.2

　 （1）电路中 D 1 和 D 2 管的作用是消除

　 。

　A.饱和失真

　 Ｂ.截止失真

　 C．交越失真

　 （２）静态时,晶体管发射极电位 U Ｅ Ｑ

　 。

　A．＞0Ｖ

　B．＝0Ｖ

　 C．<0V

　 (３)最大输出功率 P OM

　 。

　 A.≈28W

　B．＝18W

　C.=９W

　 （4)当输入为正弦波时，若 R 1 虚焊，即开路,则输出电压

　。

　 Ａ .为 正 弦 波

　B.仅 有 正 半 波

　C.仅 有 负 半波

　(5）若 D 1 虚焊,则 T 1 管

　。

　 A．可能因功耗过大烧坏

　 B．始终饱和

　Ｃ．始终截止 解 解: :(1)Ｃ

　 （２）B

　 (3）Ｃ

　 (4）C

　 (5）A ９. .３ ３ 电路如图 P9．2 所示。在出现下列故障时 ,分别产生什么现象。

　 （1）

　R 1 开路； (2)D 1 开路; （３）

　R 2 开路； （4)T 1 集电极开路；

　 （5）

　R 1 短路； (６)D 1 短路。

　 ：

　解：（１）仅有负半周；

　 (2）T １ 、Ｔ 2 将因功耗过大而损坏；

　（3）仅有正半周;

　 （4）T 2 将因功耗过大而损坏；

　 (5) u O = V CC - Ｕ Ｂ E１ ≈14．3V；

　（６）稍有交越失真。

　 9. ４ 在图Ｐ９.2 所示电路中,已知 V CC =1６Ｖ, R L ＝4Ω,T １ 和 T 2 管的饱和管压降│ Ｕ Ｃ EＳ │＝2Ｖ，输入电压足够大。试问：

　 （1)最大输出功率 P om 和效率 η 各为多少？

　 （2)晶体管的最大功耗 P Tmax 为多少?

　 （3）为了使输出功率达到 Ｐ om ,输入电压的有效值约为多少？

　 ：

　解：(１)最大输出功率和效率分别为

　% 8 . 694πW 5 . 242) (CCCES CCL2CES CCom VU VRU VP (2）晶体管的最大功耗

　 W 4 . 622 . 02 . 0L2CCoM Tmax RVP P

　(3)输出功率为 P oｍ 时的输入电压有效值

　V 9 . 92CES CCom i U VU U

　 9.5 在图Ｐ9．５所示电路中 ,已知二极管的导通电压 U Ｄ ＝0．7Ｖ,晶体管导通时的│ U Ｂ E │＝0.7V,T 2 和 T 4 管发射极静态电位 U EQ ＝0V。

　图 P９ .5

　试问：

　 （1)T １ 、T 3 和 T 5 管基极的静态电位各为多少 ?

　 （2)设 R ２ ＝10kΩ， R 3 ＝100Ω。若 T 1 和 T ３ 管基极的静态电流可忽略不计，则Ｔ 5 管集电极静态电流为多少 ?静态时 ｕ I =？

　 （３）若静态时 i B1 > i B3 ,则应调节哪个参数可使 ｉ B１ = i B2 ?如何调节?

　 (4)电路中二极管的个数可以是 1、2、3、4 吗?你认为哪个最合适 ?为什么？ 解: :(1）T 1 、T 3 和 T 5 管基极的静态电位分别为

　 Ｕ B1 =1.4V

　U B３ =－0.7V

　Ｕ Ｂ 5 ＝－17.3Ｖ

　 (2）静态时 T ５ 管集电极电流和输入电压分别为

　V 3 . 17

　mA

　66 . 1B5 I2B1 CCCQ  u uRU VI

　 (３）若静态时 i B1 > i B3 ，则应增大 R 3 。

　 (４)采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适，也可只用三只二极管。这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态 ,可以消除交越失真 ;另一方面在交流通路中 ,D 1 和 D 2 管之间的动态电阻又比较小，可忽略不计 ,从而减小交流信号的损失。

　 9 9． ．6 6 电路如图Ｐ9.５所示。在出现下列故障时，分别产生什麽现象。

　（１) Ｒ 2 开路;

　 (２）D １ 开路;

　 (3）

　R 2 短路;

　 （4）T １ 集电极开路；

　 (５）

　R 3 短路。

　解 解: :(1)无输出；

　(2）功放管将因功耗过大而损坏；

　(3）

　u O ＝ V CC － U BE1 - U Ｂ E２ ≈1６.6V

　(4)正、负半周不对称 ,正半周幅值小;

　 (5)稍有交越失真。

　7 9.7 在图 P９.5 所示电路中,已知 T 2 和 T 4 管的饱和管压降│ U CES │＝2Ｖ,静态时电源电流可忽略不计。试问负载上可能获得的最大输出功率 P ｏ m 和效率 η 各为多少?

　 解 解: :最大输出功率和效率分别为

　% 8 . 694πW 42) (CCCES CCL2CES CCom VU VRU VP

　9.8 为了稳定输出电压 ,减小非线性失真,请通过电阻 R f 在图 P9.4 所示电路中引入合适的负反馈 ;并估算在电压放大倍数数值约为 10 的情况下， RＦ 的取值。

　 解：应引入电压并联负反馈 ,由输出端经反馈电阻 R f 接 T 5 管基极，如解图Ｐ9.8 所示。

　R f

　解 图 P9.8

　 在深度负反馈情况下 ,电压放大倍数

　10

　 f1ff  u uARRA  R 1 =１ kΩ，所以 R f

　≈10 kΩ。

　9 9 ． 7(2)

　估算图 P9.5 所示电路 T 2 和 T 4 管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗。

　 解 解: :功放管的最大集电极电流、最大管压降、最大功耗分别为

　 W 122 . 0V 34 2A 5 . 0L2CCTmaxCES CC max CELCES CCmax C    RVPU V URU VI

　9.9 在图 P9.9 所示电路中,已知 Ｖ CC =15V,Ｔ 1 和Ｔ 2 管的饱和管压降│U CEＳ │=２Ｖ，输入电压足够大。求解：

　 （１)最大不失真输出电压的有效值 ;

　 （2)负载电阻 Ｒ L 上电流的最大值；

　 (3）最大输出功率 P om 和效率 η 。

　 解 解: :(1)最大不失真输出电压有效值

　V 65 . 82) (CES CCL 4Lom U VR RRU

　(2)负载电流最大值

　 A 53 . 1L 4CES CCLmaxR RU Vi

　图 P9.9

　（3)最大输出功率和效率分别为

　% 644πW 35 . 92CC4 CES CCL2omom   VU U VRUPR

　9.10 在图 P9．９所示电路中 , R ４ 和 Ｒ 5 可起短路保护作用。试问 :当输出因故障而短路时，晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少？

　 ：

　解：当输出短路时,功放管的最大集电极电流和功耗分别为

　W 46πA 26422CCTmax4CES CCCmax RVPRU Vi

　9. １1 1 在图 P9.11 所示电路中，已知 V CC ＝１5V，T 1 和 T ２ 管的饱和管压降│ U CＥ S │=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。

　图 P9.11

　(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 ?画出图来。

　(３)若 U i ＝0.1V 时, U o ＝5V,则反馈网络中电阻的取值约为多少 ?

　 ：

　解：(1）输出电压幅值和最大输出功率分别为

　W 6 . 10) 2 (V 13L2OmaxomOmax RuPu (2）应引入电压串联负反馈 ,电路如解图 P9.１0 所示。

　解 图 P9.1１

　(３）在深度负反馈条件下，电压放大倍数为

　50

　1o1f o    iuiuUUARRUUA Ｒ 1 ＝１ kΩ，所以 R f

　≈4９ kΩ。

　2 9.12 OＴＬ电路如图 P9.１２所示。

　图 P9． 12

　(1）为了使得最大不失真输出电压幅值最大，静态时Ｔ 2 和Ｔ 4 管的发射极电位应为多少?若不合适，则一般应调节哪个元件参数 ?

　 （ 2)若Ｔ ２ 和 T ４ 管的饱和管压降│ U Ｃ ES │＝3V，输入电压足够大 ,则电路的最大输出功率 P om 和效率 η 各为多少?

　 (３)T 2 和Ｔ 4 管的 Ｉ CＭ 、 U (BＲ ）

　CEO 和 Ｐ CM 应如何选择？

　 ：

　解：（1)射极电位 U E = V CC /2＝１2V;若不合适,则应调节 R 2 。

　 （2)最大输出功率和效率分别为

　% 9 . 5821214W 06 . 52)21(CCCES CCL2CES CCom   VU VRU VP (3)T 2 和 T 4 管 I Ｃ M 、 U （ BR)Ｃ EO 和 P CM 的选择原则分别为

　 W 82 . 1π) 2 (V 24A 5 . 12L22CCCMCC (BR)CEOLCCCMRVPV URVI＞＞＞

　9.13 已知图 P9.13 所示电路中 T 1 和 T ２ 管的饱和管压降│ U Ｃ ES │=2V,导通时的│ U Ｂ Ｅ │＝０.7V，输入电压足够大。

　 图 Ｐ 9.1３

　（１）A、B、C、Ｄ点的静态电位各为多少？

　 (2）为了保证Ｔ 2 和Ｔ 4 管工作在放大状态，管压降│ Ｕ CE │≥３ V,电路的最大输出功率 P ｏ m 和效率 η 各为多少？

　 解 解: :(1）静态电位分别为

　 U A ＝０.7Ｖ， Ｕ B ＝9.3Ｖ， Ｕ C =11.４V, U D =1０Ｖ （2）最大输出功率和效率分别为

　% 5521214πW 53 . 12)21(CCCES CCL2CES CCom   VU VRU VP

　 ９．１ 4

　LM1８77N－9 为 2 通道低频功率放大电路，单电源供电 ,最大不 失 真 输 出 电 压 的 峰 峰 值 Ｕ OPP ＝ （ V CC － ６ ）

　V， 开 环 电 压 增 益 为 ７ ０ dB。

　图P9.１ 4 所 示 为 Ｌ Ｍ １ 87７ N-9 中 一 个 通 道 组 成 的 实 用 电 路 ,电 源 电 压 为 24Ｖ, C 1 ~ C 3 对交流信号可视为短路 ; R 3 和 C ４ 起相位补偿作用，可以认为负载为８Ω。

　图 P9.14

　（1)静态时 u Ｐ 、 u N 、"Ou 、 u O 各为多少?

　 （ 2)设 输 入 电 压 足 够 大 ， 电 路 的 的 最 大 输 出 功 率 P ｏ ｍ 和 效 率 η 各 为 多少？

　 ：

　解：(1)静态时

　 V 0

　V 122OCCN P"O     uVu u u

　(2）最大输出功率和效率分别为

　% 9 . 5864πW 06 . 52)26(CCCCL2 CCom VVRVP

　 9.１ １5 5 电路如图９.4.6 所示，回答下列问题 :

　 (１)i 1 oU U A u   ≈?

　 （2)若 V Ｃ C ＝15V 时最大不失真输出电压的峰 -峰值为 27V,则电路的最大输出功率 P oｍ 和效率 η 各为多少?

　 （3）为了使负载获得最大输出功率，输入电压的有效值约为多少 ? ：

　解：(１)电压放大倍数

　4 . 3068 . 0201 11f    RRA u

　 (2）最大输出功率和效率分别为

　% 65 . 702 4πW 4 . 11)2 2(CCOPPL2 OPPom   VURUP

　(３）输入电压有效值

　mV 3142 2OPPi uAUU

　9.16

　TDA1556 为 2 通道ＢTL 电路，图 P9．16 所示为ＴＤA1５5６中一个通道组成的实用电路。已知 V CC ＝15V，放大器的最大输出电压幅值为 13V。

　 图 P9.１ 6

　（1）为了使负载上得到的最大不失真输出电压幅值最大，基准电压 UＲ EＦ 应为多少伏？静态时 u O1 和 ｕ O2 各为多少伏?

　 （2)若 U i 足够大，则电路的最大输出功率 P om 和效率 η 各为多少?

　 （3)若电路的电压放大倍数为 2０，则为了使负载获得最大输出功率 ,输入电压的有效值约为多少 ?

　 解 解: :(１)基准电压

　 U REF = Ｖ CC ／２=7.5V

　 静态时

　u O1 = u O2 ＝7.5Ｖ 。

　 （２)最大输出功率和效率分别为

　% 684πW 212CComaxL2max oom   VURUP （3）输入电压有效值

　 V 46 . 02omaxi uAUU

　 9.17 TDA１556 为 2 通道 BＴＬ电路，图 P9.１７所示为 TDA1556 中一个通道组成的实用电路。已知 V CC ＝15，放大器的最大输出电压幅值为 13V。

　 图 P9.１ 7

　(1）为了使负载上得到的最大不失真输出电压幅值最大，基准电压 U REF应为多少伏？静态时 u O1 和 u Ｏ 2 各为多少伏？

　 (2)若 U i 足够大,则电路的最大输出功率 P om 和效率 η 各为多少?

　 解 解: :同题 9.1６（１）、（2）。

　9 9 ．１ 8 已知型号为 TＤA15２1、LＭ１8７7 和 TDＡ１55６的电路形式和电源电压范围如表所示 ,它们的功放管的最小管压降│ Ｕ CEｍ iｎ │均为 3Ｖ。

　型

　号 号 TＤA１５２1 LM1877 TＤＡ１556 电路形式 OＣL OＴL BＴL 电源电压 ±7.5～±20 V 6.0~２4V ６.０~18Ｖ

　（1）设在负载电阻均相同的情况下 ,三种器件的最大输出功率均相同。已知 OCL 电路的电源电压± V CC ＝±10V,试问 OTL 电路和 BTL 电路的电源电压分别应取多少伏？

　 (2)设仅有一种电源，其值为 15V；负载电阻为 32Ω。问三种器件的最大输出功率各为多少？

　解：(1)OＴL 电路应取 V CC =20Ｖ，ＢＴL 电路应取 V CC =13V。

　 (2）OTＬ、OＣL 和 BＴＬ电路的最大输出功率分别为

　 W 27 . 12) 2 (W 25 . 22) (W 316 . 02)2(L2CEmin CCom(BTL)L2CEmin CCom(OCL)L2CEminCCom(OTL)RU VPRU VPRUVP