電路與模擬電子技術(shù)第7章習(xí)題解答

1、第七章基本放大電路試判斷題圖中各電路能不能放大交流信號，并說明原因。解：a、b、c三個電路中晶體管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，故 均正常工作，但b圖中集電極交流接地，故無交流輸出。d圖中晶 體管集電結(jié)正偏，故晶體管不能正常工作，另外，交流輸入信號交 流接地。因此a、c兩電路能放大交流信號，b、d兩電路不能放大 交流信號。題7.1圖單管共射放大電路如題圖所示，已知三極管的電流放大倍數(shù)尸= 50。(1)估算電路的靜態(tài)工作點；(2)計算三極管的輸入電阻”；(3)畫出微變等效電路，計算電壓放大 倍數(shù)；題7.2圖解：2十*拜«4xlQ-5A = 40/zAIc = piB =50x40xl0-6

2、=2x10-A = 2/azAUCE =U«-Rclc =12-3xlO3x2xlO-3 =6V(2)=300+ /?(.= 300 + 50= 9500I c2(3)放大電路的微變等效電路如圖所B七 r*i電壓放大倍數(shù)dA = _5。竺=-790.95(4)計算電路的輸入電阻和輸出電阻。題7.3圖(4)輸入電阻：/;=原 II % =300x1011950 950。輸出電阻q = Rc = 3kQ單管共射放大電路如題圖所示。已知/7 = 100(1)估算電路的靜態(tài)工作點；(2)計算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻(3)估算最大不失真輸出電壓的幅值；(4)當(dāng)/足夠大時，輸出電壓

3、首先出現(xiàn)何種失真，如何調(diào)節(jié)Rb 消除失真解：電路的直流通路如圖所示，Rb% +U beq + Re(1 + BX 8Q = U ccUcc -UbeqBQ " 二+(l+0&15X300+101x0.5此定出靜態(tài)工作點Q為1CQ = B1bq =4.3zA ,mA = 43/4 由UCEQ =UCC - /c(/?c + /?f) = 15 - 4.3 x (2 + 0.5) 4.3V(2) rhe = 300+100x=905Q 4.3由于Re被交流傍路，因此A =_/?jVL = -i00x = -166 %0.90I Rb II rbe = 300 II 0.905 4

4、 0.9。R() = R(. = 2ZC(3)由于UcEQ二，故最大不飽和失真輸出電壓為U； = UCEQ - 0.7 = 4.3 - 0.7 = 3.6V最大不截止失真輸出電壓近似為= ICQ R； =43x1.5 = 6.4V因此，最大不失真輸出電壓的幅值為。(4)由于/因此，輸入電壓足夠大時，首先出現(xiàn)飽和失 真，要消除此種現(xiàn)象，讓飽和失真和截止失真幾乎同時出現(xiàn)，應(yīng)增 大Rb,使靜態(tài)工作點下移。畫出題圖所示電路的交流通路和微變等效電路，標(biāo)明電壓電流題7.4圖的參考方向。解：各電路的交流通路和微變等效電路如圖所示。(a)輸入電阻在題圖所示的分壓式偏置電路中,三極管為硅管，耳=40 , Ube

5、 = 0 7V。(1)估算電路的靜態(tài)工作點;(2)若接入5kQ的負載電阻，求電壓放大倍數(shù)，輸入電阻和輸 出電阻；(3)若射極傍路電容斷開，重復(fù)(2) 中的計算。解(1)用估算法求靜態(tài)工作點U R =U(、c = x 12 = 2VRbi+Rb? 15 + 3Up U beq2 _ 0.7 o A =26l4 ,心 500If 26 0, 8。=西=五=63必UCFn = Urr 一/+ HQ = 12 2.6x(2 + 0.5) = 5.5V(2)電壓放大倍數(shù) Al .ranA其中=300 + /?= 300 + 40= 700Q = 07 kQlr2.6=70任0.7= -824=II Rb

6、? II 限=15 II 3II 0.7 = 0.55m r() = R(. = 2kQ(3) Ce斷開，工作點不變,電壓放大倍數(shù)q _ -MAIIRl“一比一設(shè)+(1+而風(fēng)_ _膽118 _ _40x2115小。+ (1 + 0 火£ 0.7 + 41 x 0.5= -2.7電路的微變等效電路如圖所示A； =RBl RB2 II+(1 +7 = 15II 311(0.7 + 41X0.5) = 2.2/n輸出電阻 r0 = Rc = 2kQ在圖7. 4. 1所示的共集放大電路中，設(shè)UaFl0V,RkkQ,RB=240oUcckQ,三極管為硅管，。二40,信號源內(nèi)阻Rs=10k Q,

7、負載電阻RLlkQ,試估算靜態(tài)工作點， 并計算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。解：基極電路的電壓方程為Rb I Bo+Re ( 1 + B ) I BQ=UcC圖7.4.1共集電極放大電路由此得10-0.7= 19.8/zAUcc -0.78。- RB+( + p)RE - 240x103+41x5.6I cq =hq = 40 x 19.8 = 0.79"iAUCEO =Ucc-RfIf =10-5.6x0.79= 5.6VV XL yxJ V匚 =300+40= 1.6 xl03O加0.79，=Rb II ® + (1 + P)Re II % = 240 II 1.6 +

8、 41x 5.6 II1 = 322%+%嶼=5.6小6+1。1240=0.27g41題圖(a)所示電路為集電極基極偏置放大電路，設(shè)三極 管的尸值為 50, Vcc=20V, Rf10 kQ, Rb=330 kQo(1)估算電路的靜態(tài)工作點;解：(1)先畫出電路的直流通路，由KVL可 得(2)若接上2kQ的負載電阻，計算電壓放 大倍數(shù)和輸入電阻。Rc（1c + 1 B）+ UcE = U ccUce = R/b +U beq代入數(shù)據(jù)，解方程得, ICQ = 1A5niA , UCEQ =8.3V(2)接上負載后的微變等效電路如 圖所示= 300 + /7 = 1.43mfc顯然另外，流過Rb的

9、電流為4 =午區(qū),故九=%1-%）= （紇4-風(fēng)）（& = Rc»%.）4用心表示，解方程可得4=4 + /產(chǎn)4+/+譚Kl=(1+廣仇+華 kl1 _ /，_1 + A Jm-PRb 1 _Rb+Q + P)R； r15% R'l+Rb rj %勺Rb&Rs +(1+ /7)/?=1.142題圖(b)所示電路為共基極放大電路。(1)畫出直流通路，估算電路的靜態(tài)工作點；(2)導(dǎo)出電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計算公式。解：(1)先畫出電路的直流通路，如右圖所示，與分壓式偏置電 路相同(2)由題所畫微變等效電路得U"，A”看吟U. U- U方“外比

10、+Q+”1 _ 11 + 4R|? r =| _!±_丁"一靡 M' 1 z £ i+z?% = Rc導(dǎo)出題圖所示電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計算公式，證明當(dāng)匹 » rbe時，Au a-rc hrre解：電路的微變等效電路如圖所示5=%3 + RE« + 0Mb, Ul/3R&。_-儆%+（1+尸）/?臼題7.9圖輸入電阻2 1 % +1嬴=A.q+.4q+2L.U,=A.q=1- rr輸出電阻 r0 = Rc當(dāng)納時，4=-1 + /J)KEl接有負載時A -因"（1 +夕）降Rc II RlRei在題圖（

11、C）所示電路中，設(shè)心=75kQ, /?£ = 1 k 0 ,三極管的 = 50, UBE = 0.7V , Ucc =12V , 求（1）電路的靜態(tài)工作點；（2）電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電 阻。Rb? =5k0 , & =4kQ ,解：（1）先畫出電路的直流通路，由KVL可得RcQBQ +【CQ)+ U©EQ + RJEQ = CC(我加 + Rb2)Bq+Ubeq = UEQ1cq=0Ibq 而 Ubeq=D7V 可得12-0.7=34/zAUcc -0.7RB + RB2 +(1 + A)(H(. +RQ 75 + 5 + 51x(4 + 1)ICq =伊

12、bq = 50x34x 10"3 = 1.7/zzAUCEQ = i/cc -/ce(/?r +/?£) = 12-L7x(4 + 1) = 3.5V(2) rbe =3OO+/7 = 300+50x = i.06m1 .7由題的微變等效電路可得金 |%=75 IIL06 = MQ7 = RBl II R(. = 5II 4 = 2.2AQ已知某放大電路的輸出電阻為2kQ,負載開 路時的輸出電壓為4V,求放大電路接上3kQ的負 載時的輸出電壓值。解：根據(jù)戴維寧定理，對負載而言，放大電路和信號源可等效成一電壓源與一電阻的串聯(lián)，電壓源的電壓為負載開路時的輸出電壓，即4V,電阻即

13、為輸出電阻2kQ,故接上3kQ 的負載電阻時，如圖所示，輸出電壓為X 4 = 2.4V 3 + 2將一電壓放大倍數(shù)為300,輸入電阻為4kQ的放大電路與信號源相連接，設(shè)信號源的內(nèi)阻為1kQ,求信號源電動勢為10mV時, 放大電路的輸出電壓值。解：放大電路的框圖如圖所示，r, = 4AQU. = AUt = AUs =300x xlO = 2.4VRs + z; $i + 4求題圖所示兩級放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電 阻 o殳 /?| = /3, = 50 o解：第一級電路為共集放大電路，兒產(chǎn)1第二級電路為共射放大電路，a、= 一口也*%2對第二級放大電路24-0.724=510I

14、cq2 =bq? = 2.35 niA展,=3OO + 5Ox = o.85m2.354 =ArA,2 =-5°x盛= 588ri2 = RK2 II 力2 = 085C 對第一級放大電路U cc 0.724i = 37 liA80 %+(1 + 4)&510+51x2.7 ,I cq =仇 bq = 50 x 37 = 1.85/?zAr. =300 + 50= 1.0/:Q 制1.85輸入電阻=% = Rbx II rM +(1 + 四)/?£/"= 510 II 11.0 + 51x2.7 II 0.85 = 32m 輸出電阻 = % =凡：2= 1

15、?！?。在題圖所示的兩級放大電路中，設(shè)B尸02=100, rbeF6 kQ,rbe2= kQ,求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：第一級電路為分壓式射極偏置電路，其負載為第二級的輸入 電阻，第二級為射極輸出器，其輸入電阻為ri2 = RB2 II rbc2 + (1 + (3)Re? II 7?/2 = 18OII (1.5 + 101 x3.6II 3.6) = 902u作為第一級的負載R“故有因此A = Ad =4=776?; = rnRH II RB2 II rM = 9111 30 116 = 91115 = 4.7g"=Rc = 12k101殳2 + 七4R/=3.6 I

16、I L + 12ll 18() = 0J2m1+A兩單管放大電路，Au1=-30, rM=10 kQ, ro1=2 kQ, Au2=-100, r.2=2 kQ, ro2=2 kQ,現(xiàn)將它們通過電容耦合。(1)分別計算4作為前級和AZ作為前級時兩級放大電路的電壓 放大倍數(shù)；(2)設(shè)信號源的內(nèi)阻為10kQ,計算上述兩種放大電路的源電 壓放大倍數(shù)心=殳。解：將兩放大電路用框圖表示，如圖所示(1)Al 作前級，t/0 = Aii2ui2 = a2= 4.42 知十92十ri22A = (-30) X (-100)= 1500 2 + 2A?作前級，則/inAk = A”？= (30)(1000) 7

17、T= 25003+G2 + 10(2) C作前級= 15001010 + 10= 750A?作前級，則4=4一 =2500% +小210 + 2= 417一個甲乙類0CL互補對稱放大電路，UCc=12V, Rl8Q,設(shè)三極 管的飽和壓降“S=0。求：(1)電路的最大不失真輸出功率；(2)直流電源提供的功率;(3)功率管的最小額定功率。解：UCES=0時，OCL互補對稱放大電路的最大輸出電壓為電源電 壓，最大不失真輸出功率空=2=9卬2x8(2)直流電源提供的功率2 12= 11.5VVK 8(3)最小額定管耗功率PT =0.2- =L8W一額定功率為4W,阻值為8Q的負載，如用0TL互補對稱放

18、大 電路驅(qū)動，忽略三極管的飽和壓降，電源電壓應(yīng)不低于多少解：忽略晶體管的飽和壓降時，0TL互補對稱放大電路的最大不失真輸出功率匕=空，因此4W、8。的負載正常工作時，應(yīng)有空之4, 8R,8x8Uy > 16V O在上題中，設(shè)三極管的飽和壓降UcES=V,求電源電壓及電源提 供的功率。解：考慮晶體管的飽和壓降Ug時，OTL電路的最大輸出電壓U。替Uces，古攵有（多-%）2-=>42公Ur > 2（甌 + Ug） = 2（7 + 1） = 18V由式（7.5.2）得2 與警一-）18（9-1）rir =1八"7TRl8開圖7.7.2所示差動放大電路中，設(shè)12V, RB

19、=10kQ, Rc=4 kQ, RP=100Q, RE=3k Q , RL=10kQ, £尸。2二50。計算電路的靜態(tài) 工作點、差模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解：靜態(tài)工作點Uee2（1 + 7?）整122x51x3=40/zAJCQ = P【BQ =2NUCF0=-12 = 4VCEQ cc 2RE 2x3rbe = 300 + p = 3OO+5Ox = 950 Q及 產(chǎn)I。2差模放大倍數(shù)萬（凡 11斗）50（4115）4 = - = -= -O.Z七+“+（“）與 10+0.95+51x0.052求差模輸入電阻的微變等效電路如圖所示=也=2 9=2%+% +（1 +吟=2

20、7 2h L 2力=2RC = 8k。證明：單端輸出時，長尾式差動放大電路的共模放大倍數(shù)和輸 出電阻分別為“品+爆+（1+4）（；品+ 2%）。= Rc證明：共模輸入孫=%2,因此%=乙2, iei = ie2，流過Re的電流為2a , Re上的壓 降為2七用,折算到電流為ia的回路中, 折合電阻為2Re。因此，單端輸出時，微 變等效電路如圖所示。“0 =一（%. Il R1%lti = (Rb +公兒I +(1 + 尸+ 2Re，bl共模放大倍數(shù)_ o _佻c II && = = g品+%+(i+m、Rp+2Re試證明圖7. 7.7(d)所示單端輸入，單端輸出差分電路的差模

21、電壓放大倍數(shù)和輸入電阻分別為1 p(rciirl)2 R/i + rberid =2(RIi+rhe)(提示：由3 +顯=/可得&£1 + &E2 =。，恒流源對輸入信號相當(dāng)于開 路)。證明：由于Ti與T2相同，故6=%2,由，E1+，E2=/得加臼 + &£2 = °，即 & + J = °理想電流源對交流信號相當(dāng)于開路，放大電路的微變等效電路如圖所示。由3+i。得%=-%, % =2風(fēng)+%)bu0 = -flRc II RJ%A _。_ 一做冊A&II&)”%2(凝+小為12(即+力)輸入電阻/;.=&

22、quot; =殳=2(&+%)% %已知CF741運算放大器的電源電壓為±15V,開環(huán)電壓放大倍 數(shù)為2X1(r,最大輸出電壓為±14V,求下列三種情況下運放的輸出 電壓。(1 ) “+ = 15/V , u_ = 5/V ；(2) z/+ =-10/V , w_ = 20/V ;(3) “+ = 0 , u_ = 2mV解：運放在線性工作區(qū)時。由此得運放在線性工作 區(qū)時1+-.=細 = 丁' = 70w，1腹+-“_1超過70V時，輸出電壓 Ao. 2x1。-不再增大，仍為最大輸出電壓。(1 ) + -w_ = 15-5 = 10/V < 70匕故

23、“° = A”(七 一_) = 2V(2) u + -u_ =-10 - 20 = -30/V < 70匕“0 = -6V(3) I吟-_I=2?V>7OV,輸出為飽和輸出，由于反相端電位高 于同相端電位，故為負飽和輸出，0 =-14丫已知某耗盡型MOS管的夾斷電壓Up =-2",飽和漏極電流IDSS = 0.5，A，求UGS = -IV時的漏極電流lD和跨導(dǎo)gm。解：耗盡型MOS管的轉(zhuǎn)移特性為/ / f,乙一，代入數(shù)據(jù)得 n 一可!ID =0，1 +生同小“2.5；由跨導(dǎo)的定義心得 dU5因此，UGS =-!V時(-1VID =0.5 1 + 一 = 0.1

24、SmA2.5 Jgnt = - 1 + ； = 0.24m S2.5 k 2.5；題所示電路為耗盡型場效應(yīng)管的自給偏壓放大電路，設(shè)場效應(yīng) 管的夾斷電壓U尸-2V,飽和漏極電流Idss=2mA,各電容的容抗均可忽 略。(1)求靜態(tài)工作點和跨導(dǎo);（2）畫出微變等效電路，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。|oUdd婦 n iov6.8kU（3）若Cs=0,重復(fù)（2）的計算。ifLTp耳解：（1）求靜態(tài)工作點。轉(zhuǎn)移特性： :rg Rsriuou： 5M U 2k J T: I T I ./力=2（1 + 金尸題7.24圖U GS = - Rs1D = -21D由此解得lM=, U6so=TV （舍去 lD=2mA, U6S=-4V）,由 KVL 方程：RdId+Uos+RsIlUdd,可得y