2.5 习题解答
2-1 试画出PNP型晶体三极管在放大模式下内部载流子传输过程示意图。 解：放大模式下PNP管内部载流子传输示意较如图LP2-1所示。 图中IE =IEp+IEn，IC=ICp+ICBO，IB=IEn+（IEp-ICp）-ICBO
由于IEn与ICBO很小，因此IB中的主要成分就是复合电流部分。
2-2 试指出如何使用三用表电阻挡判别双极型晶体管的三个电极和类型。
解：三用表有模拟三用表与数字三用表之分。当三用表置于电阻挡时，模拟三用表的“+”端——红表笔——相当于电压源负极，“-”端——黑表笔——相当于电压源正极。而数字三用表恰好相反。
（1）判断基极
无论PNP型还是NPN型，它的基极相对于发射极和集电极来说就是一个PN结，根据这一特点，可方便地判断出管子的基极。
先将三用表置于电阻档，然后用一只表笔与任一假定的基极相接，另一表笔分别与其它两个电极相接触，若两次测得的阻值都很大或都很小，则该假定的电极为基极。否则，另假定一个基极，重新测量。
（2）判断NPN型或PNP型（以模拟三用表为例）
用红表笔接三极管基极，黑表笔与其它任一电极相扫，若呈现的阻值都很小，则为PNP型管，反之为NPN型管。
（3）判断集电极与发射极（以模拟三用表判断NPN型管为例）
首先假定基极以外的任一电极为集电极，并将其与黑表笔相接，再将红表笔与假定的发射极相接。用一只手的拇指与中指捏住基极，同时用这只手的食指去接触假定的集电极（目的就是在集电极与基极之间入人体电阻，构成固定偏流电路），并观察接触前后指针的摆动情况；将上述假定的集电极与发射极反过来重新测试一遍，观察两次测试中哪一次的指针摆动大，摆动大的相当于管子正向运用，此时黑表笔所接的为集电极，红表笔所接的为发射极。
PNP管测试方法相同，但结论相反。指针摆动较大时，红表笔接集电极。
2-3 测得某型号晶体管的β值范围为50～150，试求α值的范围。 公式进行求解，得α值的范围为0.98～0.993。 解：利用β= 1?β2-4 两个晶体三极管的α值分别为0.99、0.985，试求各管的β值。若每管的集电极电流均为10mA，ICBO忽略不计，试求各管的IB值。
βα及I=I/β进行求解。 解：利用β= BC
1?α当α=0.99时，求得β=99，IB=100μA；当α=0.985时，β=66，IB=152μA。
2-5 一NPN型硅晶体三极管，已知ICBO=5pA，IB=14.5μA，IC=1.45mA，设VBE=0.7V，试求α、β、IS、ICEO。
ICIC?ICBO
解：β= ≈ ≈100，α=β/（1+β）=0.99
IB+ICBOIB
VBEV
BE
= 2.94×10-15A 利用公式IC=ISe V T ，求得IS≈IC eVT ICEO=（1+β）ICBO=505pA
5
2-6 在NPN型晶体三极管中，发射结正偏，集电结反偏。已知IS≈4.5×10-15A，α=0.98， ICBO忽略不计。试求温室时VBE=0.65V、0.7V、0.75V的IE、IC和IB值，并分析比较。
解：
2-7 一NPN型晶体三极管，已知温度为30℃时β1=150，50℃时β2=180，试计算在此温度变化范围。 内，β和α的相对变化率（相对于30℃）
解：△β/β=（β2-β1）=20%
利用α=β/（1+β）公式，当T为30℃、50℃时，α分别为0.9934、0.9945。 因此△α/α=（α2-α1）≈0.1%
2-8 已知某晶体三极管在室温（27℃）下的β=50，VBE（on）=0.2V，ICBO=10-8A，当温度升高至60℃时，试求β′、V′BE(on) 、I′CBO值。
解：设△β/（β△T）=1%，则△β/β=△T×1%=33% 当T=60℃时，β′=(1+33%)β=66.5
设△VBE（on）/△T=-2.5Mv，则V′BE(on)=-2.5×△T+VBE(on)=0.01175V
ΔT
10I′CBO=ICBO×2 = 9.85×10-8A
2-9 一NPN型晶体三极管的发射结和集电结上均加正偏电压，试画出管内载流子传输示意图，并指出基极电流IB由哪些电流成分组成。
解：发射结、集电结正偏时，载流子传输示意图如图LP2-9所示。此时基极电流IB=IEp+（IF-αFIF）+(IR-αRIR)+ICp。与放大模式相比，基极电流各成分中除IEp不变外，复合电流在原有基础上增大（IR-αRIR），更重要的是ICp的性质发生变化，它是由基区多子形成的电流，其数值在基极电流中占很大的比例。
2-10 试画出PNP型晶体三极管的埃伯尔斯-莫尔模型。
解：PNP管的埃伯尔斯-莫尔模型如图LP2-10所示。其中，IE=IF-αRIR，IC=αF-IF，而
V VBE
VBE
VT-1）IF=IEBS（e ，
IR=ICBS（eT-1）
2-11 已知晶体三极管静态工作点电流ICQ=2mA，β=80，│VA│=100V，rbb’=0，试画出器件的混合П型等效电路，并求其参数rb’e、gm和rce值。
解：混合П型等效电路如图LP2-11所示。
β由于α= =0.9876，则IEQ=ICQ /α=2.025mA
1+β
VAVT
因此rb’e=(1+β) =1040Ω,gm=β/rb’e=77mS, rce= =50kΩ
IEQ
I
CQ
6
2-12 试用图解法确定图LP2-12（a）所示电路的工作点IBO、VBEQ、ICQ、VCEQ。已知三极管的输入和输出特性曲线如图LP2-12（b）、（c）所示。
RB2VCC
解：已知RB=RB1//RB2=19kΩ，VBB= =1.22V，则
RB1+RB2
输入端直流负载线方程 VBE =VBB-IBRB （1） 输出端直流负载线方程 VCE =VCC-ICRC （2）
将负载线（1）画在输入特性曲线上，由交点得IBQ=27μA；将负载线（2）画在输出特性曲线上，与IB =IBQ相交，得ICQ=1.8mA，VCEQ=5.2V。
2-13 图LP2-13（a）所示电路中，已知两管的 α1=0.99，α2=0.98。T2管的IB2=1.5mA，两管的ICBO
很小，均可忽略，│VA│→∞，VCC=15V，R=100Ω，并设两管均工作于放大模式。（1）试画出电路的共发射极简化电路模型；（2）计算电流IC1、IC2、IB1、IC和电压VCE；（3）比较两个单管的β1、β2与复合管β（=IC/IB1）值。
解：（1）图LP2-13（a）所示电路的简化电路模型如图LP2-13（b）所示。
（2）利用β = ，计算得β1= 99，β2= 49
因此IC2=β2IB2=73.5mA，IC1=α1IE1=α1IB2=1.485mA，IB1=IC1/β1=15μA IC=IC1+IC2=74.98mA，VCE=VCE-ICR=7.5V （3）β =IC/IB1= 4999 ≈ β1β2 2-14 图LP2-14（a）所示放大电路中，硅NPN晶体三极管β=100，ICEO≈0，IC=2mA，VBE（on）=0.7V。（1）若要求集电极电压Vo=（5～7）V，试计算电阻R1的数值范围及R2值。（2）若仅将器件改为硅PNP管，电源电压数值不变，试问晶体管与外电路应如何连接，为保持集电极电压│Vo│、电流IC不变，试计算R1、R2值。
解：（1）R1= CC O =（3.5～2.5）k?，R2=
ICV
?V
α1?α?VBE?VEE
=5.65k?
IC
(2)器件改为硅PNP管后，电路如图LP2-14（b）所示。
VCC?VBE(on)?V?VEER1= I =5.65k? ，R2 = O I =（3.5～2.5）k?
CC
2-15 图LP2-15所示电路中已知α =0.98，VBE（on）=0.7V，ICBO≈0。（1）试求IB、IC、ICE；（2）若RE=0，RB2开路，指出电路工作模式。
RB2VCC解：（1）β
IC=βIB=16.74mA，VCE=VCC-IC（RC+RE）=3.35V
（2）若RE=0，RB2开路，则IB= =0.565mA，Ic=
VCC?VBE(on)
RB1
RB1+RB2α= = 49，IB= =3。35V 1?αR//R+(1+β)R
B1
B2
E
?VBE(on)
βIB=27.695mA，VCE =VCC-ICRC
=-1.01V 2-16 某集成电路中的局部原理电路如图LP2-16所示，已知VBB=-13V，VBE（on）= 0.7V， β=100，RE1=50kΩ，RE2=100kΩ，试计算IC1、IC2值。 7 VBB?VBE(on)?VEE 解：通过电阻RE1上的电流I1= =26μA RE1 IC2 VBB?2VBE(on)?VEE 由于IC2≈ =6mA，IB2=β=60μA RE2因此 IC1=IE1=I1+IB2=86μA 2-17 在图LP2-17所示放大电路中，已知VBE（on）1=0.7V，VBE（on）2=-0.25V, β1=β2=100，试求T1 和T2管的集电极静态电流IC1、IC2。 解：通过电阻RC3上的电流 RB2V IRC3= =1.405mA CC?V BE(on)1RB1+RB2 RC3 解联立方程 IC1+IC2≈IRC3 得 IC1=522μA IC2RE+VBE(on)2=IC1RC1 IC2=854μA 2-18 图LP2-18所示为二级放大电路，已知β=100，│VBE（on）│=0.7V，ICBO≈0。 （1）试求集电极电流IC1、IC2，集电极电压VC1、VC2； （2）若RB2改为3kΩ，试指出T1和T2管的工作模式； （3）若RC2改为5.1kΩ，试求β2（sat）值，并与放大模式下β=100比较。 解：（1）由于（1+β）RE1>>RB1//RB2 CC?V BE(on)1RB1+RB2 因此IC1≈ =1.09mA，VC1≈VCC-IC1RC1=5.74V RE1 VCC?VBE(on)2?VC1 IC2≈IE2= =1.28mA，VC2≈IC2RC2=2.82V RE1 RB2VCC （2）若RB2改为3kΩ，则VBB= =0.5V RB1+RB2 （3）若RC2改为5.1 kΩ，则VCE2≈VCC-IC2（RC2+RE2）=-0.1V VCC?VCE(sat) T2管临界饱和电流IC2S= =1.23mA RC2+RE2 IC2SRC2+VBE(on)2 由于IRC1= =1.05mA，因此IB2=IC1-IRC1= 40μA RC1 则β2（sat）=IC2S/IB2=30.75，β/β2（sat）=3.25 2-19 在图LP2-19所示电路中，已知晶体三极管的β=200，VBE（on）=-0.7V，ICBO≈0。（1）试求IB、IC、VCE ；（2）若电路中元件分别作如下变化，试指出晶体三极管的工作模式：（a）RB2=2 kΩ（b）RB1=15 kΩ（c）RE=100Ω。 RB2V 解：（1）由于VBB= =-2.25V，RB=RB1//RB2=2.5kΩ RB1+RB2 VBB?VBE(on) + ( 1 + β ) R =32.5μA，IC=βIB=6.5mA 则 IB= RB E RB2VCC 8