第二章 基本放大电路
习 题
2.1按要求填写下表。
电路名称
连接方式(e、c、b)
性能比较(大、中、小)
公共极
输入极
输出极
R i
R o
其它
共射电路
共集电路
共基电路
解:答案如表所示。
电路名称
连接方式
性能比较(大、中、小)
公共端
输入端
输出端
R i
R o
其它
共射电路
e
b
c
大
大
小
大
共集电路
c
b
e
小
大
大
小
共基电路
b
e
c
大
小
小
大
频带宽
2.2分别改正图P2.2所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。
图P2.2
解:(a)将-VCC改为+VCC 。
(b)在+VCC 与基极之间加Rb。
(c)将VBB反接,且在输入端串联一个电阻。
(d)在VBB支路加Rb,在-VCC与集电极之间加Rc。
2.3 画出图P2.3所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。
图P2.3
解:将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路,图略。
图P2.3所示各电路的交流通路如解图P2.3所示;
解图P2.3
2.4 电路如图P2.4(a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时UBEQ=0.7V。利用图解法分别求出RL=∞和RL=3kΩ时的静态工作点和最大不失真输出电压Uom(有效值)。
图P2.4
解:空载时:IBQ=20μA,ICQ=2mA,UCEQ=6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3V,有效值约为3.75V。
带载时:IBQ=20μA,ICQ=2mA,UCEQ=3V;最大不失真输出电压峰值约为2.3V,有效值约为1.63V。
如解图P2.4所示。
解图P2.4
2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的(=80,rbe=1kΩ,=20mV;静态时UBEQ=0.7V,UCEQ=4V,IBQ=20μA。判断下列结论是否正确,凡对的在括号内打“(”,否则打“×”。
图P2.5
(1)( ) (2)( )
(3)( ) (4)( )
(5)( ) (6) ( )
(7)( ) (8)( )
(9)( ) (10)( )
(11)≈20mV ( ) (12)≈60mV ( )
解:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
(7)× (8)√ (9)√ (10)× (11)× (12)√
2.6 电路如图P2.6所示,已知晶体管(=50,在下列情况下,用直流电压表测晶体管的集电极电位,应分别为多少?设VCC=12V,晶体管饱和管压降UCES=0.5V。
(1)正常情况 (2)Rb1短路 (3)Rb1开路
(4)Rb2开路 (5)RC短路
图P2.6
解:设UBE=0.7V。则
基极静态电流
(2)由于UBE=0V,T截止,UC=12V。
(3)临界饱和基极电流
实际基极电流
由于IB>IBS,故T饱和,UC=UCES=0.5V。
(4)T截止,UC=12V。
(5)由于集电极直接接直流电源,UC=VCC=12V
2.7电路如图P2.7所示,晶体管的(=80,=100Ω。分别计算RL=∞和RL=3kΩ时的Q点、、Ri 和Ro。
图P2.7
解2.7 在空载和带负载情况下,电路的静态电流、rbe均相等,它们分别为
空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为
RL=5kΩ时,静态管压降、电压放大倍数分别为
在图P2.7所示电路中,由于电路参数不同,在信号源电压为正弦波时,测得输出波形如图P2.8(a)、(b)、(c)所示,试说明电路分别产生了什么失真,如何消除。
图P2.8
解:(a)饱和失真,增大Rb,减小Rc 。
(b)截止失真,减小Rb 。
(c)同时出现饱和失真和截止失真,应增大VCC。
2.9 若由PNP型管组成的共射电路中,输出电压波形如图P2.8(a)、(b)、(c)所示,则分别产生了什么失真?
解:(a)截止失真;(b)饱和失真;(c)同时出现饱和失真和截止失真。
2.10 已知图P2.10所示电路中晶体管的( =100,rbe=1kΩ。
(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V,估算Rb约为多少千欧;
(2)若测得和的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻RL为多少千欧?
图P2.10
解:(1)求解Rb
(2)求解RL:
2.11 在图P2.10所示电路中,设静态时ICQ=2mA,晶体管饱和管压降UCES=0.6V。试问:当负载电阻RL=∞和RL=3kΩ时电路的最大不失真输出电压各为多少伏?
解:由于ICQ=2mA,所以UCEQ=VCC-ICQRc=6V。
空载时,输入信号增大到一定幅值,电路首先出现饱和失真。故
时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。故
2.12在图P2.10所示电路中,设某一参数变化时其余参数不变,在表中填入①增大②减小或③基本不变。
参数变化
IBQ
UCEQ
Ri
Ro
Rb增大
Rc增大
RL增大
解:答案如解表P2.12所示。
解表P2.12所示
参数变化
IBQ
UCEQ
Ri
Ro
Rb增大
②
①
②
①
③
Rc增大
③
②
①
③
①
RL增大
③
③
①
③
③
2.13 电路如图P2.13所示,晶体管的(=100,=100Ω。
(1)求电路的Q点、、Ri和Ro;
(2)若电容Ce开路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?
图P2.13
解:(1)静态分析:
动态分析:
(2)Ri增大,Ri≈4.1kΩ;减小,≈-1.92。
2.14 试求出图P2.3(a)所示电路Q点、、Ri和Ro 的表达式。
解:Q点为
、Ri和Ro的表达式分别为
2.15 试求出图P2.3(b)所示电路Q点、、Ri和Ro的表达式。设静态时R2中的电流远大于T的基极电流。
解: Q点:
、Ri和Ro的表达式分别为
2.16 试求出图P2.3(c)所示电路Q点、、Ri和Ro的表达式。设静态时R2中的电流远大于T2管的基极电流且R3中的电流远大于T1管的基极电流。
解:两只晶体管的静态电流、管压降分析如下:
、Ri和Ro的表达式分析如下:
2.17 设图P2.17所示电路所加输入电压为正弦波。试问:
图P2.17
(1)=/≈? =/≈?
(2)画出输入电压和输出电压ui、uo1、uo2 的波形;
解:(1)因为通常β>>1,所以电压放大倍数分别应为
两个电压放大倍数说明 uo1≈-ui,uo2≈ui。波形如解图P1.17所示。
解图P1.17
2.18 电路如图P2.18所示,晶体管的(=80,rbe=1kΩ。
(1)求出Q点;
(2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的和Ri;
(3)求出Ro。
图P2.18
解:(1)求解Q点:
(2)求解输入电阻和电压放大倍数:
RL=∞时
RL=3kΩ时
(3)求解输出电阻:
2.19 电路如图P2.19所示,晶体管的(=60,=100Ω。
(1)求解Q点、、Ri和Ro;
(2)设=10mV(有效值),问=?=?若C3开路,则=?=?
图P2.19
解:(1)Q点:
、Ri和Ro的分析:
(2)设=10mV(有效值),则
若C3开路,则
改正图P2.20所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。
图P2.20
解:(a)源极加电阻RS。
(b)漏极加电阻RD。
(c)输入端加耦合电容。
(d)在Rg支路加-VGG,+VDD改为-VDD
改正电路如解图P2.20所示。
解图P2.20
已知图P2.21(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)(c)所示。
(1)利用图解法求解Q点;
(2)利用等效电路法求解、Ri和Ro 。
图P2.21
解:(1)在转移特性中作直线uGS=-iDRS,与转移特性的交点即为Q点;读出坐标值,得出IDQ=1mA,UGSQ=-2V。如解图P2.21(a)所示。
解图P2.21
在输出特性中作直流负载线uDS=VDD-iD(RD+RS),与UGSQ=-2V的那条输出特性曲线的交点为Q点,UDSQ≈3V。如解图P2.21(b)所示。
(2)首先画出交流等效电路(图略),然后进行动态分析。
2.22 已知图P2.22(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。求解电路的Q点和。
图P2.22
解:(1)求Q点:
根据电路图可知, UGSQ=VGG=3V。
从转移特性查得,当UGSQ=3V时的漏极电流
IDQ=1mA
因此管压降 UDSQ=VDD-IDQRD=5V。
(2)求电压放大倍数:
2.23电路如图P.23所示,已知场效应管的低频跨导为gm,试写出、Ri和Ro的表达式。
解:、Ri和Ro的表达式分别为
图P2.23
2.24 图P2.24中的哪些接法可以构成复合管?标出它们等效管的类型(如NPN型、PNP型、N沟道结型……)及管脚(b、e、c、d、g、s)。
图P2.24
解:(a)不能。 (b)不能。
(c)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。
(d)不能。 (e)不能。
(f)PNP型管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。
(g)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为 发射极。