第三章 多级放大电路
自 测 题
一、判断下列说法是否正确,凡对的在括号内打“√”,否则打“×”。
(1)现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为-100,将它们连成两级放大电路,其电压放大倍数应为10000。( )
(2)阻容耦合多级放大电路各级的Q点相互独立,( )它只能放大交流信号。( )
(3)直接耦合多级放大电路各级的Q点相互影响,( )它只能放大直流信号。( )
(4)只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。( )
(5)互补输出级应采用共集或共漏接法。( )
解:(1)× (2)√ √ (3)√ × (4)× (5)√
二、现有基本放大电路,
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
根据要求选择合适电路组成两级放大电路。
(1)要求输入电阻为1kΩ至2kΩ,电压放大倍数大于3000,第一级应采用,第二级应采用 。
(2)要求输入电阻大于10MΩ,电压放大倍数大于300,第一级应采用,第二级应采用 。
(3)要求输入电阻为100kΩ~200kΩ,电压放大倍数数值大于100,
第一级应采用,第二级应采用 。
(4)要求电压放大倍数的数值大于10,输入电阻大于10MΩ,输出电阻小于100Ω,第一级应采用,第二级应采用 。
(5)设信号源为内阻很大的电压源,要求将输入电流转换成输出电压,
且1000
io
>IUA
ui
&&&
=,输出电阻R
o
<100,第一级应采用,第二级应采用 。
解:(1)A,A (2)D,A (3)B,A (4)D,B
(5)C,B
第三章题解-1
三、选择合适答案填入空内。
(1)直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是 。
A.电阻阻值有误差 B.晶体管参数的分散性
C.晶体管参数受温度影响 D.电源电压不稳定
(2)集成放大电路采用直接耦合方式的原因是 。
A.便于设计 B.放大交流信号 C.不易制作大容量电容
(3)选用差分放大电路的原因是 。
A.克服温漂 B,提高输入电阻 C.稳定放入倍数
(4)差分放大电路的差模信号是两个输入端信号的,共模信号是两个输入端信号的 。
A.差 B.和 C.平均值
(5)用恒流源取代长尾式差分放大电路中的发射极电阻R
e
,将使电路的 。
A.差模放大倍数数值增大
B.抑制共模信号能力增强 C.差模输入电阻增大
(6)互补输出级采用共集形式是为了使 。
A.电压放大倍数大 B.不失真输出电压大
C.带负载能力强
解:(1)C,D (2)C (3)A (4)A,C (5)B
(6)C
四、电路如图PT3.4所示,所有晶体管均为硅管,β均为60,=100
Ω,静态时|U
'
bb
r
BEQ
|≈0.7V。试求,
(1)静态时T
1
管和T
2
管的发射极电流。
(2)若静态时u
O
>0,则应如何调节R
c2
的值才能使u
O
=0V?若静态
u
O
=0V,则R
c2
=?电压放大倍数为多少?
第三章题解-2
图T3.4
解:(1)T
3
管的集电极电流
I
C3
=(U
Z
-U
BEQ3
)/ R
e3
=0.3mA
静态时T
1
管和T
2
管的发射极电流
I
E1
=I
E2
=0.15mA
(2)若静态时u
O
>0,则应减小R
c2

当u
I
=0时u
O
=0,T
4
管的集电极电流I
CQ4
=V
EE
/ R
c4
=0.6mA。R
c2
的电流及其阻值分别为

+
=
=?=
k14.7
mA14.0
c1
BEQ4E4E4
c2
CQ4
C2B4C2
R
R
I
URI
R
I
IIII=
β
C2
电压放大倍数求解过程如下,
≈++=
≈++=
k74.2
mV26
)1(
k7.10
mV26
)1(
EQ4
bb'be4
EQ2
bb'be2
I
rr
I
rr
β
β
{}
297
18
)1(
5.16
2
])1([
21
e4be4
c4
2
be2
e4be4c2
1


≈?=

++
=

++
=
uuu
u
u
AAA
Rr
R
A
r
RrR
A
&&&
&
&
β
β
ββ
第三章题解-3
习 题
3.1 判断图P3.1所示各两级放大电路中,T
1
和T
2
管分别组成哪种基本接法的放大电路。设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。
图P3.1
解:(a)共射,共基 (b)共射,共射 (c)共射,共射
(d)共集,共基 (e)共源,共集 (f)共基,共集
第三章题解-4
3.2 设图P3.2所示各电路的静态工作点均合适,分别画出它们的交流等效电路,并写出、R
u
A
&
i
和R
o
的表达式。
图P3.2
解:(1)图示各电路的交流等效电路如解图P3.2所示。
(2)各电路、R
u
A
&
i
和R
o
的表达式分别为
图(a)
{}
2
2be2
3o
be11i
32be2
32
be11
32be221
1
)1(
)1(])1([
β
β
βββ
+
+
=
+=
++
+
+
++
=
Rr
RR
rRR
Rr
R
rR
RrR
A
u


&
图(b)
4o
be2321be11i
be2
42
be2321be1
be2321
)])(1([
)(
))(1(
))(1(
RR
rRRrRR
r
R
rRRr
rRR
A
u
=
++=

++
+
=
∥∥∥
∥∥
∥∥
β
β
β
β
&
第三章题解-5
图(c)
{}
3o
be11i
d2be2
32
be11
d2be221
]
)1(
[
])1([
RR
rRR
rr
R
rR
rrR
A
u
=
+=
++

+
++
=
β
βββ∥
&
图(d)
8o
213i
2be
82
be2764m
)()]([
RR
RRRR
r
R
rRRRgA
u
=
+=
=

∥∥∥
β
&
解图P3.2
第三章题解-6
3.3 基本放大电路如图P3.3(a)(b)所示,图(a)虚线框内为电路Ⅰ,
图(b)虚线框内为电路Ⅱ。由电路Ⅰ、Ⅱ组成的多级放大电路如图(c)、(d)、
(e)所示,它们均正常工作。试说明图(c)、(d)、(e)所示电路中
(1)哪些电路的输入电阻比较大;
(2)哪些电路的输出电阻比较小;
(3)哪个电路的
su
A
&
=
so
UU
&&
最大。
图P3.3
解,(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻较大。
(2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻较小。
(3)图(e)所示电路的
su
A
&
最大。
第三章题解-7
3.4 电路如图P3.1(a)(b)所示,晶体管的β均为50,r
be
均为1.2kΩ,
Q点合适。求解、R
u
A
&
i
和R
o

解:在图(a)所示电路中
==
≈=
≈?=
==
+

=
k3
k93.0
125
125
1
3o
be121i
21
be2
32
2
be1
2
be2
1
1
RR
rRRR
AAA
r
R
A
r
r
A
uuu
u
u
∥∥
&&&
&
&
β
β
β
在图(b)所示电路中
==
≈+=
≈?=
≈?=


=
k1
k2.1)(
2100
42
50
)(
4o
be1325i
21
be2
42
2
be1
be211
1
RR
rRRRR
AAA
r
R
A
r
rR
A
uuu
u
u
∥∥

&&&
&
&
β
β
3.5 电路如图P3.1(c)(e)所示,晶体管的β均为80,r
be
均为1.5kΩ,
场效应管的g
m
为3mA/V;Q点合适。求解、R
u
A
&
i
和R
o

解:在图(c)所示电路中
==
≈=
≈?=
≈?=


=
k2
k5.1
6634
107
62
)(
4i
be11i
21
be2
42
2
be1
be231
1
RR
rRR
AAA
r
R
A
r
rR
A
uuu
u
u


&&&
&
&
β
β
第三章题解-8
在图(e)所示电路中
{}

+
+
=
==
≈?=

++
+
=
≈?≈++?=
43
1
M10
6
1
)1(
)1(
6])1([
2be
4o
1i
21
4be
4
2
24be21
β
β
β
β
Rr
RR
RR
AAA
Rr
R
A
RgRrRgA
uuu
u
mmu


&&&
&
&
3.6 图P3.6所示电路参数理想对称,β
1
=β
2
=β,r
be1
=r
be2
=r
be

(1)写出R
W
的滑动端在中点时A
d
的表达式;
(2)写出R
W
的滑动端在最右端时A
d
的表达式,比较两个结果有什么不同。
图P3.6
解:(1)R
W
的滑动端在中点时A
d
的表达式为
be
W
c
I
O
d
)
2
(
r
R
R
u
u
A
+
=
=
β
(2)R
W
的滑动端在最右端时
第三章题解-9
I
be
W
c
C2C1O
I
be
c
C2I
be
Wc
C1
)
2
(
2
2
)(
u
r
R
R
uuu
u
r
R
uu
r
RR
u

+
==?
+=
+
=?
β
ββ
所以A
d
的表达式为
be
W
c
I
O
d
)
2
(
r
R
R
u
u
A
+
=
=
β
比较结果可知,两种情况下的A
d
完全相等;但第二种情况下的
C21C
uu>。
3.7 图P3.7所示电路参数理想对称,晶体管的β均为50,=100Ω,
U
'
bb
r
BEQ
≈0.7。试计算R
W
滑动端在中点时T
1
管和T
2
管的发射极静态电流I
EQ

以及动态参数A
d
和R
i

图P3.7
解:R
W
滑动端在中点时T
1
管和T
2
管的发射极静态电流分析如下,
mA517.0
2
2
2
2
e
W
BEQEE
EQ
EEeEQ
W
EQBEQ

=
=+?+
R
R
UV
I
VRI
R
IU

第三章题解-10
A
d
和R
i
分析如下,
≈++=

++
=
≈++=
k5.20)1(2
97
2
)1(
k18.5
mV26
)1(
Wbei
W
be
c
d
EQ
bb'be
RrR
R
r
R
A
I
rr
β
β
β
β
3.8 电路如图P3.8所示,T
1
管和T
2
管的β均为40,r
be
均为3kΩ。试问:若输入直流信号u
I1
=20mv,u
I2
=10mv,则电路的共模输入电压u
IC
=?差模输入电压u
Id
=?输出动态电压△u
O
=?
图P3.8
解:电路的共模输入电压u
IC
、差模输入电压u
Id
、差模放大倍数A
d
和动态电压△u
O
分别为
V67.0
67
2
mV10
mV15
2
IddO
be
c
d
I2I1Id
I2I1
IC
≈=?
≈?=
=?=
=
+
=
uAu
r
R
A
uuu
uu
u
β
由于电路的共模放大倍数为零,故△u
O
仅由差模输入电压和差模放大倍数决定。
第三章题解-11
3.9 电路如图P3.9所示,晶体管的β=50,=100Ω。
'
bb
r
(1)计算静态时T
1
管和T
2
管的集电极电流和集电极电位;
(2)用直流表测得u
O
=2V,u
I
=?若u
I
=10mv,则u
O
=?
图P3.9
解:(1)用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为
V5,k67.6
CC
Lc
L
'
CCLc
'
L
=?
+
=?≈= V
RR
R
VRRR∥
静态时T
1
管和T
2
管的集电极电流和集电极电位分别为
V15
V23.3
mA265.0
2
CCCQ2
'
LCQ
'
CCCQ1
e
BEQEE
EQCQCQ2CQ1
==
≈?=
=
≈≈==
VU
RIV
R
UV
IIII
U
(2)先求出输出电压变化量,再求解差模放大倍数,最后求出输入电压,
如下,
△u
O
=u
O
-U
CQ1
≈-1.23V
mV6.37
7.32
)(2
k1.5
mA26
)1(
d
O
I
beb
'
L
d
EQ
'bbbe

=

+
=
≈++=
A
u
u
rR
R
A
I
rr
β
β
若u
I
=10mv,则
V9.2
V327.0
O1CQO
IdO
≈?+=
≈=?
uUu
uAu
第三章题解-12
3.10 试写出图P3.10所示电路A
d
和R
i
的近似表达式。设T
1
和T
2
的电流放大系数分别为β
1
和β
2
,b-e间动态电阻分别为r
be1
和r
be2

图P3.10
解:A
d
和R
i
的近似表达式分别为
])1([2
)1(
)
2
(
be21be1i
be211be
L
c21
d
rrR
rr
R
R
A
β
β
ββ
++=
++


3.11 电路如图P3.11所示,T
1
和T
2
的低频跨导g
m
均为2mA/V。试求解差模放大倍数和输入电阻。
图P3.11
解:差模放大倍数和输入电阻分别为
A
d
=-g
m
R
D
=-40
R
i
=∞
3.12 试求出图P3.12所示电路的A
d
。设T
1
与T
3
的低频跨导g
m
均为
第三章题解-13
2mA/V,T
2
和T
4
的电流放大系数β均为80。
图P3.12
解:首先求出输出电压和输入电压的变化量,然后求解差模放大倍数。
beGSmGSbeDGSBEGSI
DGSmGSmDCDO
2
1
) ()(
ruguriuuuu
RugugRiiu
+?=?+?=?+?=?
+=?+=? β
bem
Dm
d
1
)1(
2
1
rg
Rg
A
+
+
=
β
,若r
be
=1kΩ,则A
d
=-540。
3.13 电路如图P3.13所示,T
1
~T
5
的电流放大系数分别为β
1
~β
5
,b-e
间动态电阻分别为r
be1
~r
be5
,写出、R
u
A
i
和R
o
的表达式。
图P3.13
解:,R
u
A
i
和R
o
的表达式分析如下,
第三章题解-14
{ }
{}
5
6be5
7o
be2be1i
321
I
O
75be5
75
I3
O3
3
54be4
75be564
I2
O2
2
be1
54be421
I
1O
1
1
)1(
)1(
)1(
])1([
2
])1([
β
β
β
β
ββ
ββ
+
+
=
+=
=
=
++
+
=
=
++
++
=
=
++
=
=
Rr
RR
rrR
AAA
u
u
A
Rr
R
u
u
A
Rr
RrR
u
u
A
r
RrR
u
u
A
uuuu
u
u
u
∥ 


3.14电路如图3.14所示。已知电压放大倍数为-100,输入电压u
I
为正弦波,T
2
和T
3
管的饱和压降|U
CES
|=1V。试问,
(1)在不失真的情况下,输入电压最大有效值U
imax
为多少伏?
(2)若U
i
=10mv(有效值),则U
o
=?若此时R
3
开路,则U
o
=?若R
3
短路,则U
o
=?
P3.14
解:(1)最大不失真输出电压有效值为
V78.7
2
CESCC
om

=
UV
U
故在不失真的情况下,输入电压最大有效值U
imax
第三章题解-15
mV8.77
om
imax
≈=
u
A
U
&
U
(2) 若U
i
=10mV,则U
o
=1V(有效值)。
若R
3
开路,则T
1
和T
3
组成复合管,等效β≈β
1
β
3
,T
3
可能饱和,使得
u
O
≈-11V(直流)。
若R
3
短路,则u
O
≈11.3V(直流)。
第三章题解-16