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1、第二章根本放大电路习题2.1 测得某放大电路的输入正弦电压和电流的峰值分别为10mV和10A,在负载电阻为2kQ时,测得输出正弦电压信号的峰值为2V。试计算该放大电路的电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,并分别用分贝SB)表示。解:A匕蒜=需=2。2.2 当接入IkQ的负载电阻上时,电压放大电路的输出电压比负载开路时的输出电压下降了20%,求该放大电路的输出电阻。解:R=(乎_1)&=DRL;七=;(Im)=25()2.3 说明图2-50所示各电路对正弦交流信号有无放大作用,为什么?解:(b)不能正常放大(a)不能正常放大(i)交流信号短路到地,(i)/=0,无法建立适宜2.4画磔用板大
2、磷的直流癖静、懒喃碰继解战路。可参数迷取浦通路看图2毋I失真:RC=。,G=常数解:(i)有俯点而出1天交流借澄布接输出。而是接嵬Rh25标嬲焉禽黜褊踹流血即冰虢落敕通降叱解:UeE木町挪犍凄a生;耦合电容和旁反魁庵的4*性*+)(iii)偏流%正常图2-522.6 分压式射极偏置电路如图2-53所示。:UC(尸12V,=51k,=10k,凡=3kQ,Re=IkQ,/=80,三极管的发射结压降为0.7V,试计算:(I)放大电路的静态工作点距和UCE的数值;(2)将三极管V替换为=100的三极管后,静态左和UCE有何变化?假设要求/c=1.8mA,应如何调整凡/。图2-53解;(2)假设=100
3、,静态/c和UCE不会变化C.分压式放大电路,c的大小与的大小无关,-人=七力互=)静态工作点不移动。(3)假设要求/c=L8mA,那么(.三IE=U匚U些=2.5-().7=5迅ReIKUb=2.5V,UB=XUe=12=2.5,RM=38K风+%RjIo将见/由51KQ调整为38KQo2.7 共发射极放大电路如图2-54所示。-UCC=-6V,4=120kQ,Rc=I.5kQ,=40,三极管的发射结压降为0.7V,试计算:()静态工作点;(2)假设将电路中的三极管用一个/值为100的三极管代替,能否提高电路的放大能力,为什么?图2-54解;(1)静态工作点(2)假设=100,那么Ih=0.
4、1275mAc=Qz,=12.75mA,Uce=(16-12.751.5)=-3.125V管子处于深度饱和状态,因为=100,k增加使UCEI,不仅下降到0,而且变负,这使Ubc0,令管子处于过饱和状态。2.8 某三极管共发射极放大电路的C波形如图2-55所示,判断该三极管是NPN管还是PNP管?波形中的直流成分是多少?正弦交流信号的峰值是多解:该三极管是PNP管波形中直流成分是-4V正弦信号峰值是2V(土2V)2.9 三极管放大电路与三极管的输出特性2-56所示,忽略三极管的发射结电压。(1)用图解法求出三极管的静态工作点;假设m=50Sin函(mV)产生的基极电流为M=20sinr(A),
5、试在图2-56(b)中画出近和CE的波形,并求出输出电压的峰值和电压放大倍数;(3)该电路的最大不失真输出电压幅度是多少?(4)当接入5.1kC的负载时,电压放大倍数为多少?最大不失真幅度有何变化?()(6)/口=HWS*根据UCE=U(X-亡凡当ic=O时,ce=%=12V用两点法画直流负载线MNJ?当uce=O1Zc=2.4mA廿1CELRC5.1其斜率3=-:C直流负载线MN和0=40AUceq=62V/;的峰值为20Af60UA以Q点为中心,MN和z,=40的输出特性曲线交点即是静态工作点Q点。(2)放大倍数AU(3)最大不失真幅度:峰值2.15V11-6.2=4.8V或6.2-0.7
6、=5.5V(4)接入5.1kQ负载后,交流负载线AB变陡,斜率rga=最大不失真幅度变小,(R,l=RcIIRl=2,55K)峰值:1.2V2.10 假设将图2-56中的Rb改为570k,重新图解放大电路的静态工作点。当增大正弦输入信号,使ib=30sins(A)时,电路将出现什么问题?画出对应的无和CE波形。解:/=20A(l9.8A)=(0.0000198A)b570K570K,静态工作点是由直流负载线和4*20A的曲线相交于Q点,/&*20A当增大正弦输入信号,使ib=30sin3(A)时,电路将出现截止失真,波形出现削顶,如图2-56中所画出的ic和we的削顶波形。2.11 根本共发射
7、极放大电路的静态工作点如图2-57所示,由于电路中的什么参数发生了改变导致静态工作点从Q。分别移动到白、Q、0?(提示:电源电压、集电极电阻、基极偏置电阻的变化都会导致静态工作点的改变)。图2-57解:假设在工作点QO移到Q那么凡I(减小),那么尬1(RC不变)从QO移到Q,那么&(增加),使直流负载线斜率变平(凡不变)从QO移到S,那么VcCl(减小),Hj(增加),(&不变)即直流负载线斜率不变,把直流负载线平移到%。2.12 图2-56(a)所示的共发射极放大电路的输出电压波形如图2-58所示。问:分别发生了什么失真?该如何改善?假设PN尸管构成的根本共发射极放大电路的输出波形如图2-5
8、8所示,发生的是什么失真?如何改善?图2-58解:(a)发生了截止失真,输出Uo波形正半周削顶,应调整心1使增加静态工作点上移。(b)产生了饱和失真,输出Uo波形负半周削底,应使R*,使减小,脱离饱和区,静态工作点下移。当凡不变(即人0不变)把Rcl使直负载线变陡使Q点往放大区移动,脱离饱和区。(C)发生了双重失真,在工作点适宜的情况下,假设输入信号过大,导致双重失真,改善方法增大电源电压Vcc,或减小输入信号。(2)假设用尸N尸管构成根本共发射极放大电路,由于工作时采用直流负电源,所以非线形失真的波形与NPN型管正好相反。即输出电压Uo的波形顶部削波失真为饱和失真,底部削波失真为截止失真。其
9、改善方法与(1)相同,即饱和失真用降低/人(即加大凡),截止失真用增加(即减小凡)的方法来改善波形。2.13 三极管单级共发射极放大电路如图2-59所示。三极管参数=50,Ri=IkQ,并忽略三极管的发射结压降,其余参数如图中所示,试计算:(1)放大电路的静态工作点;(2)电压放大倍数和源电压放大倍数,并画出微变等效电路;(3)放大电路的输入电阻和输出电阻;(4)当放大电路的输出端接入6kQ的负载电阻凡时,电压放大倍数和源电压放大倍数有何变化?图2-59解:(1)放大电路静态工作点儿年4黯R167(rhe=300+(1+)-=300+884=1184)1.5mA(R,=Rz%=L18K,(=R
10、,=4K)(3)鸟=%=1,18K此二%此=言=24Ka说明接入负载先后,2.14分压式偏置电路如图2-60所示,极管前8耨债倦可07 V。试求放大电路的静态工作点、电压放大倍数和输入、输出电阻,并画出微变等效电路。图2-60解;(1)由图2-60分压偏置电路求静态工作点。(2) 4=-=-137.9接入负载RL后,Rl=RC/RL=2K(3) R=RB力=15K1.45K=1.322KQ(=RhHRhy=60/20=15K)2.15 计算图2-61所示分压式射极偏置电路的电压放大倍数、源电压放大倍数和输入输出电阻。信号源内阻%=500Q,三极管的电流放大系数=50,发射结压降为0.7V。图2
11、-61解:(1)由直流通路(2)电压放大倍数的计算由微变等效电路式中R;=RCRjl=3.35.1*2KQ,Rli=fll/Rli2=33/10=7.67K晶体管输入电阻4=50x子-8.78(负号表示输出电压与输入反相)1.184K+(1+50)0.2K儿=.4=兽学x(-878)=-7.75(源电压放大倍数)&+R10.5+4.6(3)输入电阻4和输出电阻乙仍由微变等效电路求r=Rc=3.3K(由加压求流法求得)在%=0,先开路的条件下求得2.16 图2-62所示分压式偏置电路中的热敏电阻具有负温度系数,试判断这两个偏置电路能否起到稳定静态工作点的作用?图2-62解:采用(a)图的接法是正
12、确的,能起到稳定静态工作点的作用。这是因为:由于温度的升高,/C80,/cm,A都相应增大,导致/c增大,引起了静态工作点偏移,输出特性曲线上移,甚至进入饱和区使输出波形失真。使电路工作不稳定Q分压偏置电路除了RE负反应来稳定工作点的作用外,采用具有负温度系数的热敏电阻凡来稳定静态工作点。在图2-62(a)的接法是正确的。因为吸=一i-7C,当温度上升eI,%Jf%Jf/eJ图2-62(b)的接法不正确,不能起到稳定静态工作点的作用。2.17 图2-32所示集电极基极偏置电路中的UCC=I6V,发射结压降为0.7V。估算电路的静态工作点,并分析温度升高时该电路稳定静态工作点的过程。图2-32解
13、:vcvcc-rc(Ibic)153V153Ib-Rb=5.3-Rc-1li(+),/=*flRr+Rc(1+)33OK+1OK(1+5O)温度升高稳定工作点过程:2.18 三极管放大电路如图2-63所示,三极管的发射结压降为0.7V,=100,试求:(1)静态工作点:(2)源电压放大倍数人“=*和儿2=%V(3)输入电阻;+Vcc2.19 共集电极放八 k“ ,.-,Rb=IOOkQ, Ae=2kQ,RL=2kQ, Rs=IkQ, UCC=I2V, UBE=O7V,试求:(4)输出电阻01和%2。(1)画出微变等效电路;(2)电压放大倍数和源电压放大倍数;(3)输入电阻和输出电阻。图2-64
14、解;(1)由直流通路图计算静态工作点(2)画出微变等效电路如右图所示(3)求出电压放大倍数和源电压放大倍数(4)输入输出电阻(乙和忆)(其中此=/?,/?=IKZlK=0.99K)2.20 共发射极放大电路如图2-65所示,图中=100,UBE=O.7V,RS=IkQ,&=6kQ,CI和C2为耦合电容,对交流输入信号短路。(1)为使发射极电流/e=1mA,Re的值应取多少?(2)当/E=ImA时,假设使Uc=6V,RC的值是多少?(3)计算电路的源电压放大倍数。图2-65解;(1)设R,=凡=K,=6K,UCE=18VUcc=+15-(-15)=3OV,Ucc-Uce=2ReIe2整工3OV-
15、18V _ 12V ImA= 12K , Re =6K(2)当/-=ImA时,Uc=6V那么凡H型9=2K2x1=300+(1+100)跑空=300+2600=29KImA=%+(1+P)%=忆=29KQ(这是求UO/时,RE被e2交流短路)(Rl=Rc/RL=6K/6K=3K)2.21 图2-42的电路参数如下:Rg=IOMQ,R=30kQ,R=2kQ,CS=IOF,G=C2=001F,=18V,场效应管的UGS侬)=-1V,Zd55=ImAo试确定该电路的静态工作点。图2-42自给偏压电路解:由于MOS管栅极电流为0,即&中电流为0,所以栅极电位UGO=0,USQ=RS1DQUGSQ=%。
16、-%=O-/。Rs=-6(栅源静态电压)联立解上述两方程;4/j-5/。+1=O当4t,-1=O,-=0.25mA(47)“1)=0当(/,Lzj=ImA=Ls相同不合理舍之取5=0.25mA2.22 共洒极场效应管放大电路如图2-66所示,场效应管工作点上的跨导gm=0.8m&电路参数为=300kQ,%2=100kQ,R=2MQ,s=2k,Rs2=10kQ,Rd=IOkQ,Cs=IOF,C=C2=4.7F,UDD=I8V。试求:(1)电压放大倍数;(2)输入电阻和输出电阻。图2-66解:(1)共源极放大电路的放大倍数4(2)输入电阻/(3)输出电阻52.23 计算图2-48所示场效应管放大电
17、路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。场效应管工作点上的gm=09mS。图2-48共漏极放大电路源极输出器(a)共漏极放大电路的电路图;(b)微变等效电路解:(1)电压放大倍数4输入电阻/;(3)输出电阻r。qw三=-y;j_g,UgSgm*2.24源极输出器如图2-67所示,UGSh)=2V,dss=411iA试求:(1)静态工作点的UGS和/d:(2)静态工作点上的跨导gm;(3)电压放大倍数;4)输入电阻和输出电阻。解:(1)静态工作点UGs和/。UCS=6-4.7Q加和UGSQ应符合增强型MoS管上午电流方程,即OQ _ /办9(万UUGSah)而心=j=21)d%s吟UGSgUgsw即理=言存=丁-,/WUGS(Ih)1DOUS(l)(1),(2)式联立解二元方程(并舍去不合理的根),得:也可以从以=J)%=-J4X0677=1.64msUGSg2(.当UGSQ=2.82V时,=0.677mA)(舍去不合理的UGSo=O965V,/仅=1.07mA)电压放大倍数儿S=g“,用=&勺=47K/4.7K=235K入=,=且/禺=g国二1.6x2.35=3.854a一五一七,+-几+-以r广1+民酒;一1+L6*2.35-代输入电阻乙(见图2-68所示)输出电阻r。(见图2-69所示)