1-2一功率管，它的最大输出功率是否仅受其极限参数限制？为什么？解：否。还受功率管工作状态的影响，在极限参数中，PcM还受功率管所处环境温度、散热条件等影响。1-3一功率放大器要求输出功率P。=1000W，当集电极效率nc由40%提高到70%时，试问直流电源提供的直流功率Pp和功率管耗散功率Pc各减小多少？解：当ncl=40%时，PDl=Po/nc=2500W，Pcl=PDl-P=1500W当n2=70%时，Pp2=Po/nc=1428.57W，Pc2=Pp2-Po=428.57W可见，随着效率升高，Pp下降，(PD1-Pp2)=1071.43WPc下降，(Pc1-Pc2)=1071.43W1-6如图所示为低频功率晶体管3DD325的输出特性曲线，由它接成的放大器如图1-2-1（a）所示，已知Vcc=5V，试求下列条件下的PL、PD、nc（运用图解法）：（1）RL=102，Q点在负载线中点，充分激励；（2）RL=5Q2，BQ同（1）值，lem=IcQ：（3）RL=5Q，Q点在负载线中点，激励同（1）值：（4）RL=52，O点在负载线中点，充分激励。ic/A4in-16mA1.614mA1.212mA10mA8mA0.86mA4mA0.42mA5VeE/V解：（1)RL=10Q时，作负载线（由VcE=Vcc-IcRL)，取O在放大区负载线中点，充分激励，由图得VcEQ1=2.6V，IcQ1=220mA，IBQ1idAA=lbm=2.4mA1.6in=16mA因为Vcm=VcEQ1-VcE(sat)=(2.6-0.2)V=14mA1.212mA2.4V,lm=Ico1=220mA10mA8mA10.8所以PL=Vemlem=264mW,Pp=Vcclco1=6mA24mA0.42mA1.1W,=PL/Pp=24%5VCE/V(2)当RL=5Q时，由VcE=Vcc-IcRi作负载线，IBo同（1)值，即B02=2.4mA，得Q2点，VcEQ2=3.8V，lcQ2=260mA这时，Vem=Vcc-VcEQ2=1.2V，lem=IcQ2=260mA1所以-a =16mw, P-el0-13 , p=12%PL =(3)当RL=52，Q在放大区内的中点，激励同(1)，由图Q3点，VcEQ3=2.75V，IcQ3=460mA，IBQ3=4.6mA，lbm=2.4mA相应的vcEmin=1.55V，icmax=700mA。因为Vem=VcEQ3-VCEmin=1.2V，lem=icmax-cQ3=240mA
1-2 一功率管，它的最大输出功率是否仅受其极限参数限制？为什么？ 解：否。还受功率管工作状态的影响，在极限参数中，PCM 还受功率管所处环境温度、 散热条件等影响。 1-3 一功率放大器要求输出功率 P。= 1000 W，当集电极效率C由 40％提高到 70‰时， 试问直流电源提供的直流功率 PD 和功率管耗散功率 PC各减小多少？ 解： 当C1 = 40 时，PD1 = Po/C = 2500 W，PC1 = PD1 − Po=1500 W 当C2 = 70 时，PD2 = Po/C =1428.57 W，PC2 = PD2 − Po = 428.57 W 可见，随着效率升高，PD 下降，(PD1 − PD2) = 1071.43 W PC下降，(PC1 − PC2) = 1071.43 W 1-6 如图所示为低频功率晶体管 3DD325 的输出特性曲线，由它接成的放大器如图 1-2-1（a）所示，已知 VCC = 5 V，试求下列条件下的 PL、PD、C（运用图解法）：（1）RL = 10， Q 点在负载线中点，充分激励；（2）RL = 5 ，IBQ 同（1）值，Icm = ICQ；（3）RL = 5，Q 点 在负载线中点，激励同（1）值；（4）RL = 5 ，Q 点在负载线中点，充分激励。 解：(1) RL = 10 时，作负载线(由 VCE = VCC − ICRL)，取 Q 在放大区负载线中点，充分 激励，由图得 VCEQ1 = 2.6V，ICQ1 = 220mA，IBQ1 = Ibm = 2.4mA 因为 Vcm = VCEQ1−VCE(sat) = (2.6 − 0.2) V = 2.4 V，Icm = I CQ1 = 220 mA 所以 264 mW 2 1 PL = Vcm I cm = ，PD = VCC ICQ1 = 1.1 W，C = PL/ PD = 24 (2) 当 RL = 5 时，由 VCE = VCC − ICRL 作负载线，IBQ 同(1)值，即 IBQ2 = 2.4mA，得 Q2 点，VCEQ2 = 3.8V，ICQ2 = 260mA 这时，Vcm = VCC−VCEQ2 = 1.2 V，Icm = I CQ2 = 260 mA 所以 156 mW 2 1 PL = Vcm I cm = ，PD = VCC ICQ2 = 1.3 W，C = PL/ PD = 12 (3) 当 RL = 5 ，Q 在放大区内的中点，激励同(1)， 由图 Q3 点，VCEQ3 = 2.75V，ICQ3= 460mA，IBQ3 = 4.6mA， Ibm = 2.4mA 相应的 vCEmin = 1.55V，iCmax= 700mA。 因为 Vcm = VCEQ3 − vCEmin = 1.2 V，Icm = iCmax − I CQ3 = 240 mA
所以P==Vemlcm=144mW，PD=VccIcQ3=2.3W,nc=PL/PD=6.26%（4）当RL=52，充分激励时，lem=IcQ3=460mA，Vem=Vcc-VcEQ3=2.25V所以P=→Vemlm=517.5mW,Pp=Vcc lco3=2.3W,n=PL/Pp=22.5%n1-7如图所示为三种甲类功率放大器的输出电路，采用相同的功率管及Vcc值。设VcE(sat)=0，IcEo=0，变压器是理想无耗的，试在同一输出特性曲线上作出各电路的交、直流负载线，并求这三种放大器的最大输出功率之比Pma)：PLmu(b)：PLmusc）。CR,IRIR.5k210k210k2CC解：（1）①直流负载线方程VcE=Vcc-icRc，负载线CD，当ic=IcQ时，VcEQ=Vcc-IcoRco1①交流负载线中点过Q，斜率为(-1/R），R=R,IRc=Rc，根据交流负载线AB得Iem=IcQ,Vem=VcEQ=lemR'代入VcEO方程中Vem=Vcc-lemRc=Vcc-IcQRcic=Vcc-2lcmR'=Vcc-2Vem解得WceCRL即VeeMCEVoVee/32Vee/32Vec31 vec1×=cc×PLmax(a) =R'2318RL1VccP, =Vcclco =Vcclem=3R'PLm(a) =1所以nc =6Pp(2)交流负载相同，均为CF，为获最大输出功率，Q处于交流负载线的中点，故VccVem=VcEQ=Vcc/2,Icm=Ico=2R,1 VccVcc-V..I.所以PLmi(b)P, =Vcclco28 RL2R
所以 144mW 2 1 PL = Vcm I cm = ，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 6.26 (4) 当 RL = 5 ，充分激励时，Icm = I CQ3 = 460 mA，Vcm = VCC−VCEQ3 = 2.25 V 所以 517.5mW 2 1 PL = Vcm I cm = ，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 22.5 1-7 如图所示为三种甲类功率放大器的输出电路，采用相同的功率管及 VCC值。设 VCE(sat) = 0，I CEO = 0，变压器是理想无耗的，试在同一输出特性曲线上作出各电路的交、直 流负载线，并求这三种放大器的最大输出功率之比 Lmax( a) Lmax( b) Lmax( c) P : P : P 。 解：(1) ○1 直流负载线方程 vCE = VCC − iCRC，负载线 CD，当 iC = ICQ 时，VCEQ = VCC − ICQRC。 ○2 交流负载线中点过 Q，斜率为(−1/ RL )， L L C C 2 1 R = R // R = R ，根据交流负载线 AB 得 Icm = I CQ，Vcm = VCEQ = Icm RL 代入 VCEQ 方程中 Vcm = VCC− IcmRC = VCC− ICQRC = VCC− 2Icm RL = VCC− 2Vcm 解得 L CC cm CC cm 3 1 3 1 R V V V I = ， = 即 L 2 CC L CC L max( a) CC 18 3 1 1 3 1 2 1 R V R V P V = = L 2 CC D CC CQ CC cm 3 1 R V P V I V I = = = 所以 6 1 D L max( a) C = = P P (2) 交流负载相同，均为 CF ，为获最大输出功率，Q 处于交流负载线的中点，故 Vcm = VCEQ = VCC/2， L CC cm CQ 2R V I = I = 所以 ； L 2 CC L max( b) cm cm 8 1 2 1 R V P = V I = L 2 CC D CC CQ 2R V P =V I =
PLm(b) _ !nc(b) =Pp4(3)因为直流负载电阻为零，故直流负载线为CG，交流负载线斜率为(-1/R)的直线MN，当Qc处于中点时，得VccVem=VcEQ=VcC,！Icm=IcQR'VeePLm(e)_!1 Vec1V所以 nc(c)=P,=VeclcoPLmad(c)Vemlem=222R'RLPp111所以 PLmax(a): PLma(b) :PLmax(e) ==4:9:3618821.11=2:3:6Nc(a) :nc(b) :Nc(c) =6421-8如图（a）所示为变压器耦合甲类功率放大电路，图（b）所示为功率管的理想化输出特性曲线。已知RL=82，设变压器是理想的，Re上的直流压降可忽略，试运用图解法：（1）Vcc=15V，R，=50Q2，在负载匹配时，求相应的n、PLmax、nc；（2）保持（1）中Vcc.Ibm不变，将Ic增加一倍，求PL值；（3）保持（1）中IcQ、R、lbm不变，将Vcc增加一倍，求PL值：（4）在（3）条件中，将Ibm增加一倍，试分析工作状态。tic/A12mA1.010mA0.88mA0.6mA0.44mARB20.2R2mAC24816324048CE/N(a)(b)解：（1)因为Vcc=15V，R'=50Q，负载icIAAVcc=0.3A匹配时，Ico1=lem12mAR'1.010mA由此得知Oi的坐标为Qi(15V，0.3A)，Q0.8点处于交流负载线AB的中点，其在坐标轴上的8mA截距为A(32V，0)，B(0，0.6A)。由图可见36mA0.44mA9912mAA2416324048/V
4 1 D L max( b) C(b) = = P P (3) 因为直流负载电阻为零，故直流负载线为 CG，交流负载线斜率为(−1/ RL )的直线 MN，当 QC处于中点时，得 Vcm = VCEQ = VCC， L CC cm CQ R V I I = = ， L 2 CC L max( c) cm cm 2 1 2 1 R V P V I = = ， L 2 CC D CC CQ R V P V I = = 所以 2 1 D L max( c) C(c) = = P P 所以 4 : 9 : 36 2 1 : 8 1 : 18 1 : : PL max( a) PL max( b) PL max( c) = = 2 : 3: 6 2 1 : 4 1 : 6 1 : : C(a) C(b) C(c) = = 1-8 如图（a）所示为变压器耦合甲类功率放大电路，图（b）所示为功率管的理想化输 出特性曲线。已知 RL = 8 ，设变压器是理想的，RE 上的直流压降可忽略，试运用图解法： （1）VCC = 15 V， RL = 50 ，在负载匹配时，求相应的 n、PLmax、C；（2）保持（1）中 VCC．Ibm不变，将 ICQ 增加一倍，求 PL 值；（3）保持（1）中 ICQ、RL 、Ibm不变，将 VCC增 加一倍，求 PL 值；（4）在（3）条件中，将 Ibm增加一倍，试分析工作状态。 解：(1) 因为 VCC = 15 V， RL = 50 ，负载 匹配时， 0.3A L CC CQ1 cm = = = R V I I 由此得知 Q1 的坐标为 Q1(15V，0.3A)，Q1 点处于交流负载线 AB 的中点，其在坐标轴上的 截距为 A(32 V，0)，B(0，0.6A)。由图可见
Icm=Ico1=0.3A,Vcm=Vcc=15V此时，PLmxVemlm=2.25W,2P, =Vcclco=4.5WRE502.25PLmax-=50%，=2.5nc:nPp4.5VR-V8(2）R'是否变化没说明，故分两种情况讨论①当R'不变时，因为IcQ增加一倍，因此，R，已不是匹配值，其交流负载线平行移动，为一条过O2点的直线EF（R'不变，斜率不变，Ico增加，Q点升高）此时，由于Vcc、Im、R都不变，其PLmax亦不变，为2.25W(lbm不变，lem不变，Vem不变）但PD=Vcc × Ico = 9 Wnc =PLmax/ Pp=25%①当R改变时，且R'50Q，交流负载线以Q2为中心顺时针转动，但由于Vcc、Ibmlem不变，因而R→PLnc当R'>502，交流负载线以Q2为中心逆时针转动，但由于激励不变，输出将出现饱和失真。(3)Vcc=30V，交流负载线平移到EF，静态工作点为Qs，因为lm不变，所以Vem不变，lcm不变，因此PL不变，PL=2.25W，但Vcc=30V，所以PD=Vcc×IcQ=9Wnc=P/PD=25%（4）Ibm=6mA，以Q3点为静态工作点，出现截止失真。1-9单管甲类变压器耦合和乙类变压器耦合推挽功率放大器采用相同的功率管3DD303、相同的电源电压Vcc和负载RL且甲类放大器的R等于匹配值，设VcE(sat)=0，IcEO=0，Re忽略不计。（1）已知Vcc=30V，放大器的icmax=2A，RL=8Q，输入充分激励，试作交流负载线，并比较两放大器的Pomax、Pcmax、nc、R'、n；（2）功率管的极限参数PcM=30W，IcM=3A，V(BR)CE0=60V，试求充分利用功率管时两放大器的最大输出功率Pomax解：（1)见表甲类乙类ic/Aic/AA1交流负载线60cE/V60VCE/V30301Vml0m=↓Vcicmx = 30WVemlem=2VVcc jicmax =15WPomaxPcmax2Pomax=30W0.2Pomax=6W(单管）50%78.5%ncRLVec /2Pomx =300Vm /2Pomax =1502
Icm = ICQ1=0.3A，Vcm = VCC = 15 V 此时， 2.25W 2 1 PLmax = Vcm I cm = ， PD =VCCICQ = 4.5W 50% 4.5 2.25 D L max C = = = P P ， 2.5 8 50 L L = = = R R n (2) RL 是否变化没说明，故分两种情况讨论 ○1 当 RL 不变时，因为 ICQ 增加一倍，因此， RL 已不是匹配值，其交流负载线平行移动， 为一条过 Q2 点的直线 EF ( RL 不变，斜率不变，ICQ 增加，Q 点升高) 此时，由于 VCC、Ibm、 RL 都不变，其 PLmax 亦不变，为 2.25 W (Ibm不变，Icm不变，Vcm不变) 但 PD = VCC ICQ = 9 W C = PLmax/ PD = 25% ○2 当 RL 改变时，且 RL < 50 ，交流负载线以 Q2 为中心顺时针转动，但由于 VCC、Ibm、 Icm不变，因而 RL → PL C 当 RL > 50 ，交流负载线以 Q2 为中心逆时针转动，但由于激励不变，输出将出现饱和 失真。 (3) VCC = 30 V，交流负载线平移到 EF，静态工作点为 Q3，因为 Ibm不变，所以 Vcm不 变，Icm不变，因此 PL 不变，PL= 2.25 W，但 VCC = 30 V，所以 PD = VCC ICQ = 9 W C = PL/ PD = 25% (4) Ibm= 6 mA，以 Q3 点为静态工作点，出现截止失真。 1-9 单管甲类变压器耦合和乙类变压器耦合推挽功率放大器采用相同的功率管 3DD303、相同的电源电压 VCC和负载 RL，且甲类放大器的 RL 等于匹配值，设 VCE(sat) = 0，ICEO = 0，RE 忽略不计。（1）已知 VCC = 30 V，放大器的 iCmax = 2 A，RL = 8 ，输入充分激励， 试作交流负载线，并比较两放大器的 Pomax、 PCmax、C、 RL 、n；（2）功率管的极限参数 PCM = 30 W，ICM = 3 A，V (BR)CEO= 60 V，试求充分利用功率管时两放大器的最大输出功率 Pomax。 解：(1) 见表 甲类 乙类 交流负 载线 Pomax 15W 2 1 2 1 2 1 Vcm I cm = VCC iCmax = 30W 2 1 2 1 2 1 Vcm I cm = VCC iCmax = PCmax 2Pomax = 30 W 0.2Pomax = 6 W(单管) C 50% 78.5% RL / 2 omax = 30 2 VCC P / 2 omax =15 2 Vcm P
R'30RL151.94=1.37hVR,V8VR,V8(2)见表甲类乙类1Pomaxbx30W=15WPomV(BR)CEOICM1P"(BR)CEO/CM60V×3A=45W4Pomax≤5PeM=5×30W=150W×60V×3A=22.5W8所以Pomax=Pomax=45W所以Pomax=Pomax =15W1-14如图所示为两级功放电路，其中，Ti、T2工作于乙类，试指出T4、R2、R3的作用。当输人端加上激励信号时产生的负载电流为iL=2sinot（A），讨计算：（1）当RL=8Q时的输出功率PL：（2）每管的管耗Pc：（3）输出级的效率nc。设R5、R电阻不计。0Vcc(40V)R4TiR30.42R4CSR60.402R2RLTv.(t)T3Ov(0)Ro解：T4、R2、R3组成具有直流电压并联负反馈的恒压源，给TI、T2互补管提供克服交越失真的直流正偏压。(1) P =1mR,=16W2(Vcclem)=25.47W, .Pc=_P.-P=4.74W(2) : Pp :2元Vem=0.8，..nc=(元/4)×5=62.83%(3)2:Vcc/21-16试按下列要求画单电源互补推挽功率放大器电路：（1）互补功率管为复合管：（2）推动级采用自举电路：（3）引入末级过流保护电路：（4）采用二极管偏置电路。解：按要求画出的单电源互补推挽功率放大器电路如图所示。图中T为推动级，T2、T3、T4、T5为准互补推挽功率级，D1、D2为末级偏置电路，T6、T为过流保护电路，C2为
n 1.94 8 30 L L = = R R 1.37 8 15 L L = = R R (2)见表 甲类 乙类 Pomax 30W 15W 2 1 2 1 Po max PCM = = 60V 3A 22.5W 8 1 8 1 omax (BR)CEO CM = = P V I 所以 Pomax = Po max =15W 60V 3A 45W 4 1 4 1 o max (BR)CEO CM = = P V I Pomax 5PCM = 5 30W =150W 所以 Pomax = Po max = 45W 1-14 如图所示为两级功放电路，其中，Tl、T2 工作于乙类，试指出 T4、R2、R3 的作用。 当输人端加上激励信号时产生的负载电流为 iL = 2sint（A），讨计算：（1）当 RL = 8 时的 输出功率 PL；（2）每管的管耗 PC；（3）输出级的效率C。设 R5、R6 电阻不计。 解：T4、R2、R3 组成具有直流电压并联负反馈的恒压源，给 T1、T2 互补管提供克服交 越失真的直流正偏压。 (1) 16W 2 1 L 2 PL = I cm R = (2) 25.47W， π ( ) CC cm D = = V I P 4.74W 2 D L C = − = P P P (3) 0.8 (π / 4) 62.83% / 2 C CC cm = = ， = = V V 1-16 试按下列要求画单电源互补推挽功率放大器电路：（1）互补功率管为复合管；（2） 推动级采用自举电路；（3）引入末级过流保护电路；（4）采用二极管偏置电路。 解：按要求画出的单电源互补推挽功率放大器电路如图所示。图中 T1 为推动级，T2、 T3、T4、T5 为准互补推挽功率级，D1、D2 为末级偏置电路，T6、T7 为过流保护电路，C2 为