第二章 基本放大电路
自 测 题
一、在括号内用“√”或“×”表明下列说法是否正确。
(1)只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用;( )
(2)可以说任何放大电路都有功率放大作用;( )
(3)放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的;( )
(4)电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的;( )
(5)放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作;( )
(6)由于放大的对象是变化量,所以当输入信号为直流信号时,任何放大电路的输出都毫无变化;( )
(7)只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。( )
解:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
(7)×
二、试分析图T2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
第二章题解-1
图T2.2
解:(a)不能。因为输入信号被V
BB
短路。
(b)可能。
(c)不能。因为输入信号作用于基极与地之间,不能驮载在静态电压之上,必然失真。
(d)不能。晶体管将因发射结电压过大而损坏。
(e)不能。因为输入信号被C
2
短路。
(f)不能。因为输出信号被V
CC
短路,恒为零。
(g)可能。
(h)可能。
(i)不能。因为T截止。
第二章题解-2
三、在图T2.3所示电路中,已知V
CC
=12V,晶体管的β=100,=
100kΩ。填空:要求先填文字表达式后填得数。
'
b
R
(1)当U=0V时,测得U
i
&
BEQ
=0.7V,若要基极电流I
BQ
=20μA,则 和R
'
b
R
W
之和R
b
= ≈ kΩ;而若测得U
CEQ
=6V,则R
c
= ≈ kΩ。
(2)若测得输入电压有效值U =5mV时,输出电压有效值U=0.6V,则电压放大倍数
i
'
o
u
A
&
= ≈ 。
若负载电阻R
L
值与R
C
相等,则带上负载
图T2.3 后输出电压有效值U=
o
= V。
解:(1)3 )( 565 )(
BQCEQCCBQBEQCC
,;,IUVIUV β 。
(2)0.3 120
'
o
LC
L
io
U
RR
R
UU
+;- 。
四、已知图T2.3所示电路中V
CC
=12V,R
C
=3kΩ,静态管压降U
CEQ

6V;并在输出端加负载电阻R
L
,其阻值为3kΩ。选择一个合适的答案填入空内。
(1)该电路的最大不失真输出电压有效值U
om
≈ ;
A.2V B.3V C.6V
(2)当=1mV时,若在不失真的条件下,减小R
i
U
&
W
,则输出电压的幅值将 ;
A.减小 B.不变 C.增大
(3)在=1mV时,将R
i
U
&
w
调到输出电压最大且刚好不失真,若此时增大输入电压,则输出电压波形将 ;
A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波
(4)若发现电路出现饱和失真,则为消除失真,可将 。
A.R
W
减小 B.R
c
减小 C.V
CC
减小
解:(1)A (2)C (3)B (4)B
第二章题解-3
五、现有直接耦合基本放大电路如下,
A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路
D.共源电路 E.共漏电路
它们的电路分别如图2.2.1、2.5.1(a)、2.5.4(a)、2.7.2和2.7.9(a)所示;
设图中R
e
<R
b
,且I
CQ
、I
DQ
均相等。
选择正确答案填入空内,只需填A、B、……
(1)输入电阻最小的电路是,最大的是 ;
(2)输出电阻最小的电路是 ;
(3)有电压放大作用的电路是 ;
(4)有电流放大作用的电路是 ;
(5)高频特性最好的电路是 ;
(6)输入电压与输出电压同相的电路是 ;反相的电路是 。
解:(1)C,D E (2)B (3)A C D
(4)A B D E (5)C (6)B C E,A D
六、未画完的场效应管放大电路如图T2.6所示,试将合适的场效应管接入电路,使之能够正常放大。要求给出两种方案。
解:根据电路接法,可分别采用耗尽型N沟道和P沟道MOS管,如解图T2.6所示。
图T2.6 解图T2.6
第二章题解-4
习 题
2.1按要求填写下表。
连接方式(e、c、b) 性能比较(大、中、小) 电路名称
公共极 输入极输出极
u
A
&
i
A
&
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。
连接方式 性能比较(大、中、小)
电路名称
公共端 输入端 输出端
u
A
&
i
A
&
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
第二章题解-5
解:(a)将-V
CC
改为+V
CC

(b)在+V
CC
与基极之间加R
b

(c)将V
BB
反接,且在输入端串联一个电阻。
(d)在V
BB
支路加R
b
,在-V
CC
与集电极之间加R
c

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;
第二章题解-6
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U
BEQ
=0.7V。利用图解法分别求出R
L
=∞和R
L
=3kΩ时的静态工作点和最大不失真输出电压U
om
(有效值)。
图P2.4
解:空载时:I
BQ
=20μA,I
CQ
=2mA,U
CEQ
=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:I
BQ
=20μA,I
CQ
=2mA,U
CEQ
=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。
第二章题解-7
解图P2.4
2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80,r
be
=1kΩ,U=20mV;
静态时U
i
&
BEQ
=0.7V,U
CEQ
=4V,I
BQ
=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)200
1020
4
3
=
×
=
u
A
&
( ) (2)71.5
7.0
4
≈?=
u
A
&
( )
(3)400
1
580
=
×
=
u
A
&
( ) (4)200
1
5.280
=
×
=
u
A
&
( )
(5)?=?= k1k)
20
20
(
i
R( ) (6)?=?= k35k)
02.0
7.0
(
i
R( )
(7)( ) (8)?≈ k3
i
R?≈ k1
i
R( )
(9)( ) (10)?≈ k5
o
R?≈ k5.2
o
R( )
(11)≈20mV ( )
s
U
&
(12)≈60mV ( )
s
U
&
第二章题解-8
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β=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V
CC
=12V,晶体管饱和管压降U
CES
=0.5V。
(1)正常情况 (2)R
b1
短路 (3)R
b1
开路
(4)R
b2
开路 (5)R
C
短路
图P2.6
解:设U
BE
=0.7V。则
(1) 基极静态电流
V4.6
mA022.0
cCCCC
b1
BE
b2
BECC
B
≈?=
≈?
=
RIVU
R
U
R
UV
I
(2)由于U
BE
=0V,T截止,U
C
=12V。
(3)临界饱和基极电流
mA045.0
c
CESCC
BS

=
R
UV
I
β
实际基极电流
mA22.0
b2
BECC
B

=
R
UV
I
由于I
B
>I
BS
,故T饱和,U
C
=U
CES
=0.5V。
(4)T截止,U
C
=12V。
(5)由于集电极直接接直流电源,U
C
=V
CC
=12V
第二章题解-9
2.7电路如图P2.7所示,晶体管的β=80,=100Ω。分别计算R
'
bb
r
L
=∞
和R
L
=3kΩ时的Q点、、R
u
A
&
i
和R
o

图P2.7
解2.7 在空载和带负载情况下,电路的静态电流、r
be
均相等,它们分别为
≈++=
≈=
≈?
=
k3.1
mV26
)1(
mA76.1
A μ 22
EQ
bb'be
BQCQ
BEQ
b
BEQCC
BQ
I
rr
II
R
U
R
UV
I
β
β
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
==
≈?
+

≈≈=
≈?=
≈?=
k5
93
k3.1
308
V2.6
co
bes
be
bebebi
be
c
cCQCCCEQ
RR
A
rR
r
A
rrRR
r
R
A
RIVU
uus
u
&&
&

β
R
L
=5kΩ时,静态管压降、电压放大倍数分别为
第二章题解-10
47
115
V3.2)(
bes
be
be
'
L
LcCQ
Lc
L
CEQ
≈?
+

≈?=
≈?
+
=
uus
u
A
rR
r
A
r
R
A
RRI
RR
R
U
&&
&
β

==
≈≈=
k5
k3.1
co
bebebi
RR
rrRR∥
2.8 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R
b
,减小R
c

(b)截止失真,减小R
b

(c)同时出现饱和失真和截止失真,应增大V
CC

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。
第二章题解-11
2.10 已知图P2.10所示电路中晶体管的β =100,r
be
=1kΩ。
(1)现已测得静态管压降U
CEQ
=6V,估算R
b
约为多少千欧;
(2)若测得U和的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻R
i
&
o
U
&
L
为多少千欧?
图P2.10
解:(1)求解R
b

=
==
=
=
k565
μA20
mA2
BQ
BEQCC
b
CQ
BQ
c
CEQCC
CQ
I
UV
R
I
I
R
UV
I
β
(2)求解R
L
,
==+
=?=?=?=
k5.1 1
11
k1
100
L
Lc
'
L
be
'
L
i
o
R
RR
R
r
R
A
U
U
A
uu
β
&&
第二章题解-12
2.11 在图P2.10所示电路中,设静态时I
CQ
=2mA,晶体管饱和管压降
U
CES
=0.6V。试问:当负载电阻R
L
=∞和R
L
=3kΩ时电路的最大不失真输出电压各为多少伏?
解:由于I
CQ
=2mA,所以U
CEQ
=V
CC
-I
CQ
R
c
=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
V82.3
2
CESCEQ
om

=
UU
U
时,当输入信号增大到一定幅值,电路首先出现截止失真。故?= k3
L
R
V12.2
2
'
LCQ
om
≈=
RI
U
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
u
A
&
R
i
R
o
R
b
增大
R
c
增大
R
L
增大
解:答案如解表P2.12所示。
解表P2.12所示
参数变化IBQ
U
CEQ u
A
&
R
i
R
o
R
b
增大 ② ① ② ① ③
R
c
增大 ③ ② ① ③ ①
R
L
增大 ③ ③ ① ③ ③
第二章题解-13
2.13 电路如图P2.13所示,晶体管的β=100,=100Ω。
'
bb
r
(1)求电路的Q点、、R
u
A
&
i
和R
o;
(2)若电容C
e
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,
V7.5)(
A μ 10
1
mA1
V2
efcEQCEQ
EQ
BQ
ef
BEQBQ
EQ
CC
b2b1
b1
BQ
=++?≈

+
=

+
=
=?
+

RRRIVU
I
I
RR
UU
I
V
RR
R
U
CC
β
动态分析,
==
≈++=

++
=
≈++=
k5
k7.3])1([
7.7
)1(
)(
k73.2
mV26
)1(
co
fbeb2b1i
fbe
Lc
EQ
bb'be
RR
RrRRR
Rr
RR
A
I
rr
u
β
β
β
β
∥∥

&
(2)R
i
增大,R
i
≈4.1kΩ;
u
A
&
减小,
ef
'
L
RR
R
A
u
+

&
≈-1.92。
第二章题解-14
2.14 试求出图P2.3(a)所示电路Q点、、R
u
A
&
i
和R
o
的表达式。
解:Q点为
cBQCCCEQ
BQCQ
c21
BEQCC
BQ
)1(
)1(
RIVU
II
RRR
UV
I
β
β
β
+?=
=
+++
=
u
A
&
、R
i
和R
o
的表达式分别为
32o1bei
be
32
,,RRRRrR
r
RR
A
u
∥∥

==?= β
&
2.15 试求出图P2.3(b)所示电路Q点、、R
u
A
&
i
和R
o
的表达式。设静态时R
2
中的电流远大于T的基极电流。
解,Q点,
BEQcCQCCCEQ
BQCQ
132BEQCC
32
2
BQ
])1([)(
URIVU
II
RRRUV
RR
R
I
+?=
=
+
=
β
β++∥
u
A
&
、R
i
和R
o
的表达式分别为
4o
be
1i
be
4
1
RR
r
RR
r
R
A
u
=
+
=
=
β
β

&
第二章题解-15
2.16 试求出图P2.3(c)所示电路Q点、、R
u
A
&
i
和R
o
的表达式。设静态时R
2
中的电流远大于T
2
管的基极电流且R
3
中的电流远大于T
1
管的基极电流。
解:两只晶体管的静态电流、管压降分析如下,
BEQ2BQ2CQ2CEQ2
BEQ2BQ2CEQ1
BEQ1BEQ1CC
21
2
BQ2
4CQ2CCCQ2
BQ1CQ1CQ2
3
BEQ1
21
BEQ1CC
BQ1
)(
UUUU
UUU
UUV
RR
R
U
RIVU
III
R
U
RR
UV
I
+=
=
+?
+

=
=≈
+



β
u
A
&
、R
i
和R
o
的表达式分析如下,
4o
be132i
21
be2
42
2
be1
2
be2
1
1
1
RR
rRRR
AAA
r
R
A
r
r
A
uuu
u
u
=
=
=
=
+
=
∥∥
&&&
&
&
β
β
β
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)= /≈? = /≈?
1u
A
&
o1
U
&
i
U
&
2u
A
&
o2
U
&
i
U
&
第二章题解-16
(2)画出输入电压和输出电压u
i
、u
o1
、u
o2
的波形;
解:(1)因为通常β>>1,所以电压放大倍数分别应为
1
)1(
)1(
1
)1(
e
e
2
e
c
ebe
c
1
+≈
++
+
=
=≈
++
=
Rr
R
A
R
R
Rr
R
A
be
u
u
β
β
β
β
&
&

(2) 两个电压放大倍数说明 u
o1
≈-u
i
,u
o2
≈u
i
。波形如解图P1.17所示。
解图P1.17
第二章题解-17
2.18 电路如图P2.18所示,晶体管的β=80,r
be
=1kΩ。
(1)求出Q点;
(2)分别求出R
L
=∞和R
L
=3kΩ时电路的和R
u
A
&
i;
(3)求出R
o

图P2.18
解:(1)求解Q点,
V17.7
mA61.2)1(
Aμ3.32
)1(
eEQCCCEQ
BQEQ
eb
BEQCC
BQ
≈?=
≈+=

++
=
RIVU
II
RR
UV
I
β
β
(2)求解输入电阻和电压放大倍数,
R
L
=∞时
996.0
)1(
)1(
k110])1([
ebe
e
ebebi

++
+
=
≈++=
Rr
R
A
RrRR
u
β
β
β
&

R
L
=3kΩ时
992.0
))(1(
))(1(
k76)])(1([
Lebe
Le
Lebebi

++
+
=
≈++=
RRr
RR
A
RRrRR
u


∥∥
β
β
β
&
(3)求解输出电阻,

+
+
= 37
1
bebs
eo
β
rRR
RR


第二章题解-18
2.19 电路如图P2.19所示,晶体管的β=60,=100Ω。
'
bb
r
(1)求解Q点、、R
u
A
&
i
和R
o;
(2)设=10mV(有效值),问=?U=?若C
s
U
i
U
o
3
开路,则U=?U
=?
i o
图P2.19
解:(1)Q点,
V56.4)(
mA 86.1
Aμ 31
)1(
ecEQCCCEQ
BQCQ
eb
BEQCC
BQ
=+?≈
≈=

++
=
RRIVU
II
RR
UV
I
β
β
,R
u
A
&
i
和R
o
的分析,
==
≈?=
≈=
≈++=
k3
95
)(
952
952
mV26
)1(
co
be
Lc
bebi
EQ
bb'be
RR
r
RR
A
rRR
I
rr
u


β
β
&
(2)设U=10mV(有效值),则
s
mV304
mV2.3
io
s
is
i
i
≈=
≈?
+
=
UAU
U
RR
R
U
u
&
若C
3
开路,则
第二章题解-19
mV4.14
mV6.9
5.1
k3.51])1([
io
is
i
i
e
Lc
ebebi
≈=
≈?
+
=
=?≈
≈++=
UAU
U
RR
R
U
R
RR
A
RrRR
u
s
u
&
&

∥β
2.20 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R
S

(b)漏极加电阻R
D

(c)输入端加耦合电容。
(d)在R
g
支路加-V
GG
,+V
DD
改为-V
DD
改正电路如解图P2.20所示。
第二章题解-20
解图P2.20
第二章题解-21
2.21 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、R
u
A
&
i
和R
o

图P2.21
解:(1)在转移特性中作直线u
GS
=-i
D
R
S
,与转移特性的交点即为Q
点;读出坐标值,得出I
DQ
=1mA,U
GSQ
=-2V。如解图P2.21(a)所示。
解图P2.21
第二章题解-22
在输出特性中作直流负载线u
DS
=V
DD
-i
D
(R
D
+R
S
),与U
GSQ
=-2V的那条输出特性曲线的交点为Q点,U
DSQ
≈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。
mA/V1
2
DQDSS
GS(off)GS
D
m
DS
=
=
= II
Uu
i
g
U
==
==
=?=
k5
M1
5
Do
i
Dm
RR
RR
RgA
g
u
&
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。
u
A
&
图P2.22
解:(1)求Q点,
根据电路图可知,U
GSQ
=V
GG
=3V。
从转移特性查得,当U
GSQ
=3V时的漏极电流
I
DQ
=1mA
因此管压降 U
DSQ
=V
DD
-I
DQ
R
D
=5V。
(2)求电压放大倍数,
20
VmA2
2
Dm
DODQ
GS(th)
m
=?=
==
RgA
II
U
g
u
&
第二章题解-23
2.23电路如图P.23所示,已知场效应管的低频跨导为g
m
,试写出、
R
u
A
&
i
和R
o
的表达式。
解:、R
u
A
&
i
和R
o
的表达式分别为
Do
213i
LD
)(
RR
RRRR
RRgA
mu
=
+=
=


&
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。
第二章题解-24