基本放大电路习题集.doc

!- 第二章 基本放大电路 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10 mV和10 μA， 在负载电阻为2 kΩ时， 测得输出正弦电压信号的峰值为2 V。 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（dB）表示。 解： 2.2 当接入1 kΩ的负载电阻RL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： 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？ （a） 不能正常放大 （ⅰ），无法建立合适的静态工作点，导致输出波形失真。 （ⅱ）没有接，而是接地。 （b） 不能正常放大 （ⅰ）交流信号短路到地，无法加到发射结。 （ⅱ）从直流通路看 当，电流过大，管子过热烧毁。 解： （c） 不能正常放大 （ⅰ）∵ 无交流信号电压输出。 （ⅱ）无电压放大只有电流放大 （ⅲ）偏流正常 （d） 可以正常放大，只要 参数选取适当。 （ⅰ）有偏流 （ⅱ）交流信号可以加到输入端输进放大。 2.4 画出图2-51所示各放大电路的直流通路、 交流通路和微变等效电路。 图 2-51 解： 2.5 标明图2-52电路中静态工作电流IB、 IC、 IE的实际方向； 静态压降UBE、 UCE和电源电压的极性； 耦合电容和旁路电容的极性。 解： 图2-52 2.6 分压式射极偏置电路如图2-53所示。 已知： UCC=12 V， Rb1=51 kΩ， Rb2=10 kΩ， Rc=3 kΩ， Re=1 kΩ， β=80， 三极管的发射结压降为0.7 V， 试计算： （1）放大电路的静态工作点IC和UCE的数值； （2）将三极管V替换为β=100的三极管后，静态IC和UCE有何变化？ （3）若要求IC=1.8 mA， 应如何调整Rb1。 图2-53 解： （1） （2）若β=100，静态IC和UCE不会变化（∵分压式放大电路，IC的大小与β的大小无关，）静态工作点不移动。 （3）若要求IC = 1.8mA，则 Ub =2.5V， 将Rb1由51KΩ调整为38KΩ。 2.7 共发射极放大电路如图2-54所示。已知 -UCC=－16V，Rb=120kΩ，RC=1.5 kΩ，β=40， 三极管的发射结压降为0.7 V，试计算： （1） 静态工作点； （2） 若将电路中的三极管用一个β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） 若β=100， 则,, 管子处于深度饱和状态，因为β=100，IC增加使UCE↓，不仅下降到0，而且变负，这使UBC > 0，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uCE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少？ 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（2V） 图 2-55 2.9 三极管放大电路与三极管的输出特性曲线如图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； （2） 若ui =50 sinωt（mV）产生的基极电流为ib=20 sinωt（μA）， 试在图2-56（b）中画出iC和uCE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5.1 kΩ的负载时， 电压放大倍数为多少？最大不失真幅度有何变化？ 图 2-56 解： （1） 用图解法求静态工作点 当 ， 根据 当 用两点法画直流负载线MN 其斜率 直流负载线MN和 的峰值为20μA→60μA 以Q点为中心，MN和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2.15V 11-6.2=4.8V或6.2-0.7=5.5V （4）接入5.1 kΩ负载后，交流负载线AB变陡，斜率 最大不失真幅度变小，（） 峰值：1.2V 2.10 若将图2-56中的Rb改为570 kΩ， 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=30 sinωt（μA）时， 电路将出现什么问题？画出对应的iC和uCE波形。 解： 静态工作点是由直流负载线和的曲线相交于点， 当增大正弦输入信号，使ib=30 sinωt（μA）时，电路将 出现截止失真，波形出现削顶，如图2-56中所画出的和uCE 的削顶波形。 2.11 基本共发射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Q0分别移动到Q1、 Q2、 Q3？（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：若在工作点Q0移到Q1则Rb↓（减小），则IbQ↑（RC不变） 从Q0移到Q2，则RC↑（增加），使直流负载线斜率变平（Rb不变） 从Q0移到Q3，则VCC↓（减小），Rb↑（增加），（RC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？ 若PNP管构成的基本共发射极放大电路的输出波形如图2-58所示， 发生的是什么失真？如何改善？ 图 2-58 解： （1） （a）发生了截止失真，输出UO波形正半周削顶，应调整Rb↓使Ib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 ①Rb↑，使Ib减小，脱离饱和区，静态工作点下移。 ②当Rb不变（即IbQ不变）把RC↓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，在工作点合适的情况下，若输入信号过大，导致双重失真，改善办法增大电源电压VCC，或减小输入信号。 （2）若用PNP管构成基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。其改善办法与（1）相同，即饱和失真用降低Ib（即加大Rb），截止失真用增加Ib（即减小Rb）的办法来改善波形。 2.13 三极管单级共发射极放大电路如图2-59所示。 已知三极管参数β=50， Rs=1 kΩ， 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6 kΩ的负载电阻RL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 （2） （） （） （3） （4） 说明接入负载后，和都下降了。 2.14 分压式偏置电路如图2-60所示， 三极管的发射结电压为0.7 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） 接入负载RL后， （3） 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。 已知信号源内阻Rs=500 Ω， 三极管的电流放大系数β=50， 发射结压降为0.7 V。 图 2-61 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 ， 晶体管输入电阻 （负号表示输出电压与输入反相） （源电压放大倍数） （3） 输入电阻和输出电阻仍由微变等效电路求 （由加压求流法求得） 在开路的条件下求得 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，ICBO，ICEO，β都相应增大，导致IC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。 分压偏置电路除了RE负反馈来稳定工作点的作用外，采用具有负温度系数的热敏电阻Rt来稳定静态工作点。在图2-62（a）的接法是正确的。 因为 ， 当温度上升 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=16 V， 发射结压降为0.7 V。 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： ， 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， 已知三极管的发射结压降为0.7 V， β=100， 试求： （1） 静态工作点； （2） 源电压放大倍数 V （3） 输入电阻； （4） 输出电阻ro1和ro2。 图 2-63 解： （1） 静态工作点 （2） 源电压放大倍数 （3） 输入和输出电阻 2.19 共集电极放大电路如图2-64所示。 图中β=50， Rb=100 kΩ， Re=2 kΩ， RL=2 kΩ， Rs=1 kΩ， UCC=12 V， UBE =0.7 V， 试求： （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 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（） （其中） 2.20 共发射极放大电路如图2-65所示， 图中β=100， UBE=0.7 V， Rs=1 kΩ， RL=6 kΩ， C1和C2为耦合电容， 对交流输入信号短路。 （1） 为使发射极电流IE=1 mA， Re的值应取多少？ （2） 当IE=1 mA时， 若使UC=6 V， 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 ， ， ， （2） 当时， 则 （3） （这是求Uo1时，RE被C2交流短路） （） 2.21 图2-42的电路参数如下：Rg＝10 MΩ，Rd＝30 kΩ，Rs＝2 kΩ， Cs＝10μF，C1＝C2＝0.01μF，UDD＝18 V，场效应管的 UGS(off)＝-1 V， IDSS＝1 mA。 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Rg中电流为0，所以栅极电位， （栅源静态电压） 联立解上述两方程： 当， 当， 相同不合理舍之 取 2.22 共源极场效应管放大电路如图2-66所示，已知场效应管工作点上的跨导gm=0.8 mS，电路参数为Rg1＝300 kΩ，Rg2＝100 kΩ，Rg＝2 MΩ，Rs1＝2 kΩ，Rs2＝10 kΩ，Rd=10 kΩ，Cs＝10 μF， C1＝C2＝4.7μF，UDD＝18 V。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 （2） 输入电阻 （3） 输出电阻 2.23 计算图2-48所示场效应管放大电路的电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻。已知场效应管工作点上的gm=0.9 mS。 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 （2）输入电阻 （3）输出电阻 ， 而 *2.24 源极输出器如图2-67所示， 已知UGS(th)＝2 V，IDSS＝4 mA。 试求： （1） 静态工作点的UGS和ID； （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）静态工作点和 …………………………………………………（1） 和应符合增强型MOS管上午电流方程，即 ……………………………………………（2） 即， 而 即 （1），（2）式联立解二元方程（并舍去不合理的根），得： 也可以从 （∵当时，） （舍去不合理的） 电压放大倍数 ， 输入电阻（见图2-68所示） 输出电阻（见图2-69所示）