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第二篇 第2章习题题2.2.1 对于放大电路的性能指标,回答下列问题: (1)已知某放大电路第一级的电压增益为40dB,第二级为20dB,总的电压增益为多少dB? (2)某放大电路在负载开路时输出电压为4 V,接入的负载电阻后输出电压降为3 V,则该放大电路的输出电阻为多少? (3)为了测量某CE放大电路的输出电阻,是否可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻?解:(1)总电压增益的分贝是二级放放大器分贝数相加,即60 dB。 (2)接入3K电阻后,在内阻上产生了1V的压降。所以有 K。 (3)不可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻。题2.2.2 有一CE放大电路如图题2.2.2所示。试回答下列问题: (1)写出该电路电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。 (2)若换用值较小的三极管,则静态工作点、将如何变化?电压放大倍数、输入电阻和输出电阻将如何变化? (3)若该电路在室温下工作正常,但将它放入60C的恒温箱中,发现输出波形失真,且幅度增大,这时电路产生了饱和失真还是截止失真?其主要原因是什么?图题2.2.2解:(1)这是一个典型的共射放大电路,其电压放大倍数的表达式为: ;输入电阻:;输出电阻:(2)当晶体三极管的值变小时,基极电流不变,但集电极电流变小,VCEQ变大;电阻变大(),所以电压放大倍数下降;输入电阻增加;输出电阻不变。(3)该失真是饱和失真,因为T上升后,集电极电流增加,集电极和发射极之间电压下降即工作点上移(向饱和方向),因此在同样的输入信号下,输出信号将首先出现饱和失真。题2.2.3 双极型晶体管组成的基本放大电路如图题2.2.3(a)、(b)、(c)所示。设各BJT的,。 (1)计算各电路的静态工作点; (2)画出各电路的微变等效电路,指出它们的电路组态; (3)求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻; (4)当逐步加大输入信号时,各放大电路将首先出现哪一种失真(截止失真或饱和失真),其最大不失真输出电压幅度为多少?图题2.2.3解:对图(a)电路:(1) 求静态工作点(2) CE组态,微变等效电路为:(3) 动态指标计算Ri=rbe=0.56 kRo=Rc=2 k(4) 当截止失真时,Vom1=ICQRc=7.3 V当饱和失真时,Vom2=VCEQVCES=5.65-0.75.0 V所以,首先出现饱和失真。Vom=5.0V图(b)电路:(1) 求静态工作点ICQ=IBQ=0.9 mAVCEQ=15-(Rc+Re)ICQ=9.5 V(2) CB组态,微变等效电路为: (3) 动态指标计算RoRc=5.1 k(4) 当截止失真时,Vom1=ICQRL=0.9(5.15.1)=2.3 V当饱和失真时,Vom2=VCEQ-VCES=9.5-0.7=8.8 V所以,首先出现截止失真,Vom=2.3 V图(c)电路:(1) 求静态工作点ICQ=IBQ=2 mAVCEQ=1.5-ICQRe=15-23=9 V(2) CC组态,微变等效电路为:(3) 动态指标计算(4) 当截止失真时,Vom1=ICQRL=21.5=3 V当饱和失真时,Vom2=VCEQ-VCES=9-0.7=8.3 V所以,首先出现截止失真,Vom=3 V题2.2.4 在图题2.2.4所示的放大电路中,三极管的,各电容的容量都足够大。试计算: (1)电路的静态工作点; (2)求电路的中频源电压放大倍数; (3)求电路的最大不失真输出电压幅值。图题2.2.4解:(1) 求电路的静态工作点:(2) 微变等效电路为:(3) 考虑截止失真时,考虑饱和失真时,所以,首先出现截止失真,最大不失真输出电压为:题2.2.5 放大电路如图题2.2.5所示,设晶体管的,。为理想的硅稳压二极管,其稳压值。各电容都足够大,在交流通路中均可视作短路。 (1)求电路的静态工作点(和); (2)画出各电路的微变等效电路; (3)求电压放大倍数和输入电阻; (4)说明电阻R在电路中的作用; (5)若的极性接反,电路能否正常放大?试计算此时的静态工作点,并定性分析反接对和的影响。图题2.2.5解:(1) 求静态工作点VBQ=VZ+VBE=6.7 V mAICQ=IBQ=5.5 mAVCEQ=20-5.51-6=8.5 V(2) 微变等效电路:(3) Ri=Rb1Rb2rbe=24240.395=382 (4) 电阻R对稳压管起限流作用,使稳压管工作在稳压区。(5) 若Dz极性接反,则VBQ=1.4 V,ICQ=14.3 mA,VCEQ=5 V,因此,该电路仍能正常放大,但由于ICQ变大,使增大,Ri减小。题2.2.6 FET组成的基本放大电路如图题2.2.6(a)、(b)所示。设各FET的。 (1)画出各电路的微变等效电路,指出它们的电路组态; (2)求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。图题2.2.6解:(1) 电路为共源(CS)组态。微变等效电路为:(2) 图(b)电路:(1) CD组态,微变等效电路为:(2) Ri= k题2.2.7 FET恒流源电路如图题2.2.7所示。若已知管子的参数、,试证明该恒流源的等效内阻:图题2.2.7解:在其微变等效电路中,负载开路,在输出端加,如图所示。题2.2.8 双极型晶体管构成的恒流源电路如图题2.2.8所示,画出该电路的微变等效电路,求恒流源的输出电阻的表达式。图题2.2.8解:微变等效电路如图所示。根据微变等效电路可列出:由上可得: 题2.2.9 放大电路如图题2.2.9所示,电位器的中心抽头处于居中位置,。 (1)T1、T2管各起什么作用,它们分别是什么电路? (2)计算静态时T1管的集电极电流IC1;(3)求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。图题2.2.9解:(1) T1管组成射极跟随器(CC电路);T2管组成恒流源,作为T1管放大电路的射极电阻。(2) Ic1近似为恒流源的输出电流。 mA(3) 电压放大倍数为:式中Ro2为恒流源的输出电阻,由于Ro2Rw,所以Ro2可忽略。输入电阻 Ri=R1+rbe1+(1+)RL=12+0.46+5151=2613 k输出电阻 题2.2.10 放大电路如图题2.2.10所示。 (1)指出T1、T2管各起什么作用,它们分别属于何种放大电路组态? (2)若T1、T2管参数已知,试写出T1、T2管的静态电流、静态电压的表达式(设各管的基极电流忽略不计,); (3)写出该放大电路的中频电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的近似表达式(设稳压管的)。图题2.2.10解:(1) T1管为共源放大电路T2管为共基放大电路(2) 由 可解出IDQ。ICQIDQVDSQ=-(VZ-VBE-IDQR3)VCEQ=-VCC+VDSQ-IDQ(R2+R3)(3) 中频微变等效电路为:Ri=R1Ro=R2题2.2.11 对于高内阻的输入信号源和阻值较小的负载,采用如图题2.2.11(a)、(b)、(c)所示的三个放大电路进行放大。设信号源内阻为,负载。图中CE放大电路的输入电阻,输出电阻,负载开路时的电压放大倍数为。 (1)分别计算三种放大器的源电压放大倍数,并比较它们的大小; (2)讨论和对源电压放大倍数的影响。图题2.2.11解:(1) 计算源电压放大倍数。图(a)电路:图(b)电路:图(c)电路:由上可见,图(c)电路的最大。(2) Ri和Ro的大小会影响各单级放大电路的源电压放大倍数。欲使增大,要求Ri尽可能大,Ro尽可能小。在多级放大电路中,还应注意各级之间的合理搭配。题2.2.12 在图题2.2.12所示的两级放大电路中,若已知T1管的、和T2管的、,且电容C1、C2、Ce在交流通路中均可忽略。 (1)分别指出T1、T2组成的放大电路的组态; (2)画出整个放大电路简化的微变等效电路(注意标出电压、电流的参考方向); (3)求出该电路在中频区的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。图题2.2.12解:(1) T1管组成共射(CE)组态,T2管组成共集(CC)组态。(2) 整个放大电路的微变等效电路如图所示。(3) 第一级的电压放大倍数为:Ri2是第二级放大电路的输入电阻,Ri2 = rbe2+(1+b2)(R4/RL)。第二级放大电路为射极跟随器,所以 所以,Ri= Ri1 =R1rbe1题2.2.13 两级阻容耦合放大电路如图题2.2.13所示,已知T1为N沟道耗尽型绝缘栅场效应管,;T2为双极型晶体管,、,忽略,试求: (1)第二级电路的静态工作点和; (2)画出整个放大电路简化的微变等效电路; (3)该电路在中频段的电压放大倍数; (4)整个放大电路的输入电阻、输出电阻; (5)当加大输入信号时,该放大电路是先出现饱和失真还是先出现截止失真?其最大不失真输出电压幅度为多少?图题2.2.13解:(1) 求第二级的静态工作点:(2) 整个放大电路简化的微变等效电路:(3) 求电压放大倍数:其中,所以,(4) 求输入电阻Ri和输出电阻Ro:(5) 当加大输入信号时,若出现截止失真,则若出现饱和失真,则所以,电路先出现截止失真,最大不失真输出电压为。题2.2.14 单管放大电路如图题2.2.14所示,为(幅值)的正弦交流电压,设三极管Q2N3904的模型参数为,试用PSPICE程序仿真分析下列项目: (1)研究放大电路各点的电压波形及输入输出电压的相位关系; (2)电压增益的幅频特性和相频特性曲线; (3)当频率从10 Hz变化到100 MHz时,绘制输入阻抗的幅频特性曲线; (4)当频率从10 Hz变化到100 MHz时,绘制输出阻抗的幅频特性曲线; (5)当为(幅值)正弦输入信号时,观察输出电压波形的失真情况。图题2.2.14解:首先输入并编辑好电路图,根据要求设置有关分析参数。(1) 通过瞬态(Transient)分析可以查看放大电路各点的波形,其中输入电压和输出电压的波形如图2.2.14(1)所示。图2.2.14(1) 输入电压和输出电压的波形(2) 通过交流(AC Sweep)分析可以查看放大电路的频率特性。电压增益的幅频特性和相频特性如图2.2.14(2)所示。下限频率fL为33Hz,上限频率fH为30M
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