基本放大电路习题1.docx
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基本放大电路习题1.docx
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基本放大电路习题1
.
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10mV和
10μA,在负载电阻为2kΩ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:
Au
Uo
2V
2000mV
200
Ui
10mV
10mV
Uo
2000
Ai
Io
RL
2000
1mA
100
Ii
Ii
10μA10μA
Ap
Po
Uo
Io
2V1mA
2
104
Pi
Ui
Ii
10mV
10μ0
Au
20lg
Uo
20lg200
20lg2
20lg100
20
0.7
4054dB
Ui
Ai
20lgIo
20lg100
20lg102
40dB
Ii
Ap
10lgPo
10lg(2
104)10lg2
10lg104
7
40
47dB
Pi
2.2当接入1kΩ的负载电阻RL时,电压放大电路的输出电压比负载
开路时的输出电压降落了20%,求该放大电路的输出电阻。
解:
Ro
Uo
1)RL
5
1
1
(
(1)RL
RL
(1K)250
4
4
4
4
Uo
5
2.3说明图2-50
所示各电路对正弦沟通信号有无放大作用,
为什
么?
Word文档
.
解:
(b)不可以正常放大
(ⅰ)沟通信号短路到地,
没法加到发射结。
(ⅱ)从直流通路看
UCC
UBE
IBQ
RB
当RB0,IBQ
,电流过大,
管子过热烧毁。
(d)能够正常放大,只需Rb
Rc参数选用适合。
(ⅰ)有偏流IBQUCC
Rb
(ⅱ)ui沟通信号能够加到输
入端输进放大。
Word文档
(a)不可以正常放大
(ⅰ)UB0,没法成立适合
的静态工作点,致使输出波形失真。
(ⅱ)Rb没有接UCC,而是接
UCC
0
地。
IBQ
0
Rb
Rb
(c)不可以正常放大
(ⅰ)∵RC0,uCE常数
无沟通信号电压输出。
(ⅱ)无电压放大只有电流
放大Ai
Ie
(1)
IB
(ⅲ)偏流IBQ正常
.
2.4画出图2-51所示各放大电路的直流通路、沟通通路和微变等效
电路。
图2-51
解:
2.5注明图2-52
电路中静态工作电流
B、
I
C、E的实质方向;
静
I
I
态压降
BE、
CE和电源电压的极性;
耦合电容和旁路电容的极性。
U
U
解:
图2-52
2.6分压式射极偏置电路如图2-53所示。
已知:
UCC=12V,Rb1=51kΩ,Rb2=10kΩ,Rc=3kΩ,Re=1kΩ,β=80,三极管的发射结压降为0.7V,试计算:
(1)放大电路的静态工作点IC和UCE的数值;
Word文档
.
(2)将三极管V替代为β=100的三极管后,静态IC和UCE有何变化?
(3)若要求IC=1.8mA,应怎样调整Rb1。
图2-53
解:
(1)UB
Rb2
UCC
10
122V
Rb1
Rb2
5110
IE
UB
UBE
2
0.7
1.3mA
Re
1K
IB
IE
1.3
16μA
1
1
80
IC
IE
1.283mA
UCE
VCC
IC(RC
Re)
12
1.3(3KΩ1K)
6.84V
(2)若=100,静态
C和
CE不会变化(∵分压式放大电路,
C的大
β
I
U
I
小与的大小没关,IC
IE
UB
UBE
1.3mA
)静态工作点不挪动。
β
Re
(3)若要求IC=1.8mA,则IC
IE
UBUBE
2.50.7
Re
1.8mA
1K
Ub=2.5V,UB
Rb2
UCC
10
38KΩ
Rb1
Rb2
122.5,Rb1
Rb110
Word文档
.
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=120k
Ω,RC=1.5kΩ,β=40,三极管的发射结压降为0.7V,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的三极管取代,可否提升电路的放大能力,为何?
图2-54
解:
(1)静态工作点
Ib
UCC
15.3V
Rb
0.1275mA
120KΩ
IC
βIb
5.1mA
UCE
UCC
ICRC(165.11.5)8.35V
(2)若β=100,
则Ib0.1275mA,ICβIb12.75mA,UCE(1612.751.5)3.125V
管子处于深度饱和状态,因为β=100,IC增添使UCE↓,不单降落
到0,并且变负,这使UBC>0,令管子处于过饱和状态。
Word文档
.
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管仍是PNP管?
波形中的直流成分是多少?
正弦沟通信号的峰值是多少?
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)
2.9三极管放大电路与三极管的输出特征
图2-55
曲线如图2-56所示,忽视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=50sinωt(mV)产生的基极电流为ib=20sinωt(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5.1kΩ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
Word文档
.
解:
(1)用图解法求静态工作点
I
VCC
12V
40μA
依据
U
CE
U
CC
IR
B
300K
,
C
C
Rb
Ω
当iC
0时,uCE
VCC
12V
用两点法画直流负载线MN
VCC
12
当uCE
0,iC
1
RC
5.
2.4mA
其斜率tg
1k
RC
ICQ
1mA
直流负载线MN和Ib40μA
ib的峰值为20μA→60μA
UCEQ
6.2V
以Q点为中心,MN和Ib
40A的输出特征曲线交点即是静态工作点
Q点。
(2)放大倍数Au
Au
Uo
2.1V
Ui
42
0.05V
(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5.1kΩ负载后,沟通负载线
1
AB变陡,斜率tg
RL
最大不失真幅度变小,(RLRC
//RL2.55KΩ)
峰值:
1.2V
2.10若将图2-56中的Rb改为570kΩ,从头图解放大电路的静态工
作点。
当增大正弦输入信号,
使
i
b
=30sinω(μA)时,电路将出
t
现什么问题?
画出对应的
iC和uCE波形。
Word文档
.
解:
Ib
12
0.7
11.3V
(0.0000198A)
570KΩ
20μA(19.8μA)
570KΩ
静态工作点是由直流负载线和Ib
20μA的曲线订交于Q点,
Ib20μA当增大正弦输入信号,使
ib=30sinω(μA)时,电路将
t
出现截止失真,波形出现削顶,如图
2-56中所画出的iC
t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,因为电
路中的什么参数发生了改变致使静态工作点从Q0分别挪动到Q1、
Q2、Q3?
(提示:
电源电压、集电极电阻、基极偏置电阻的变化都
会致使静态工作点的改变)。
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↑(增添),使直流负载线斜率变平(Rb不变)从Q0移到Q3,则VCC↓(减小),Rb↑(增添),(RC不变)即直流
负载线斜率不变,把直流负载线平移到VCC。
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?
该怎样改良?
若PNP管构
Word文档
.
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?
怎样改良?
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增添静态工作点上移。
(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,离开饱和区,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
大区挪动,离开饱和区。
(c)发生了两重失真,在工作点适合的状况下,若输入信号过大,致使两重失真,改良方法增大电源电压VCC,或减小输入信号。
(2)若用PNP管组成基本共发射极放大电路,因为工作时采纳直流
负电源,因此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
善方法与
(1)同样,即饱和失真用降低Ib(即加大Rb),截止失真用
增添Ib(即减小Rb)的方法来改良波形。
Word文档
.
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=1kΩ,并忽视三极管的发射结压降,其他参数如图
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6kΩ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
IbQ
UCC
12V
30μA0.03mA
Rb
400K
I
CQ
βI
50
0.03
1.5mA
bQ
UCEQ
VCC
ICQ
RC
12
1.546V
(2)Au
UO
RC
50
4K
Ui
rbe
167
1.184K
Word文档
.
(rbe
300
(1
26mV
300884
1184)
)
1.5mA
Aus
Ri
Uo
1.18
(
167)
90.4
Rs
Ri
Ui
1
1.18
(Ri
Rb//rbe
rbe
1.18K,Ro
Rc
4K)
(3)Ri
Rb//rbe
rbe
1.18K
o
c
4KΩ
R
R
(4)RL
RC//RL
RC
RL
4
6
Ω
RC
RL
4
2.4K
6
RL
502.4
101.7
Au
1.18
说明接入负载RL后,
rbe
Ri
(Au)
1.18
101.7
55.05
Au和Aus都降落了。
Aus
Ri
Rs
11.18
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0.7V。
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。
Word文档
.
UBQ
Rb1
VCC
20
12
3V
Rb1
20
60
Rb2
IEQ
UEQ
UBQ
UBEO3V
0.7V
Re
Re
2K
1.15mA
ICQ
IEQ
IBQ
IEQ
1.15mA
0.0225mA
22.5mA,UCEQ12
IC(RC
RE)5.1V
1
51
rbe
300
(1
)26mV
300
51
22.6
300
11531453
1.15
(2)AO
RC
50
4
137.9
rbe
1.45
接入负载RL后,RL
RC
//RL
2KΩ
AO
RL
50
2
70
rbe
1..45
(3)Ri
RB//rbe
15K//1..45K
1.322KΩ
(RB
Rb1//Rb2
60//20
15KΩ)
RO
RC
4KΩ
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。
已知信号源阻Rs=500Ω,三极管的
电流放大系数β=50,发射结压降为0.7V。
Word文档
.
图2-61
解:
(1)由直流通路
VB
RB2
VCC
10
122.796V
RB1
10
33
RB2
IE
VB
UBE2.796
0.7
2.096
RE
1.4K
1.5mA
1.4K
IC
IE
1.5mA,IB
IC
1.5mA
30μA
50
UCE
VCC
IC(RC
RE)
12
1.5(3.31.4)4.95V
(2)电压放大倍数的计算
由微变等效电路
Uo
RL
Au
rbe
(1
)RE1
Ui
式中RL
RC
//RL
3.3//5.12KΩ,RBRB1//RB233//107.67KΩ
晶体管输入电阻
rbe300
(1
)26
300(1
50)26
11841.184KΩ
IE
1.5
Au
50
2K
8.78(负号表示输出电压与输入反相)
(1
50)
1.184K
0.2K
Ri
Au
4.60K
8.78)
7.75(源电压放大倍数)
Aus
Ri
(
Rs
0.54.6
(3)输入电阻ri和输出电阻ro仍由微变等效电路求
Ui
Rb1//Rb2//rbe
(1)0.2K
1
4.6KΩ
ri
1
Ii
1
1
33
101.184
(1)RE
roRC
3.3KΩ(由加压求流法求得)
Word文档
.
在us0,RC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拥有负温度系数,试
判断这两个偏置电路可否起到稳固静态工作点的作用?
图2-62
解:
采纳(a)图的接法是正确的,能起到稳固静态工作点的作用。
这是因为:
因为温度的高升,ICBO,ICEO,β都相应增大,致使IC增大,惹起了静态工作点偏移,输出特征曲线上移,甚至进入饱和区使输出波形失真。
使电路工作不稳固。
分压偏置电路除了RE负反应来稳固工作点的作用外,采纳拥有
负温度系数的热敏电阻Rt来稳固静态工作点。
在图2-62(a)的接法
是正确的。
因为VB
Rb2
VCC
,
当温度上涨IE,Rb2VBIE
Rb1Rb2
VB
VBE
IE
RE
图2-62(b)的接法不正确,不可以起到稳固静态工作点的作用。
2.17图2-32所示集电极—基极偏置电路中的UCC=16V,发射结压
降为0.7V。
估量电路的静态工作点,并剖析温度高升时该电路稳
Word文档
.
定静态工作点的过程。
图2-32
解:
VC
VCC
RC(IB
IC)
VB
VCC
RBIb,IC
βIb
VC
UBE
IB
RB
IB
VC
0.7VCC
RC(IB
IC)0.7VCC0.7RC(IB
IB)
RB
RB
RB
IB
RB
15.3
RC
IB(1
β)
,IB
15.3V
15.3
RC(1
β)
330K
10K(150)
RB
IB
15.3V
0.0182mA
18.2μA
840K
I
C
βI
50
18.2
910μA0.91mA
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- 基本 放大 电路 习题