5章放大电路的频率响应题解

绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－1第五章放大电路的频率响应自测题一、选择正确答案填入空内。（1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是。A.输入电压幅值不变，改变频率B.输入电压频率不变，改变幅值C.输入电压的幅值与频率同时变化（2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是。A.耦合电容和旁路电容的存在B.半导体管极间电容和分布电容的存在。C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适（3）当信号频率等于放大电路的fL或fH时，放大倍数的值约下降到中频时的。A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍即增益下降。A.3dBB.4dBC.5dB（4）对于单管共射放大电路，当f＝fL时，oU与iU相位关系是。A.＋45˚B.－90˚C.－135˚当f＝fH时，oU与iU的相位关系是。A.－45˚B.－135˚C.－225˚解：（1）A（2）B，A（3）BA（4）CC绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－2二、电路如图T5.2所示。已知：VCC＝12V；晶体管的Cμ＝4pF，fT=50MHz，'bbr＝100Ω,0＝80。试求解：（1）中频电压放大倍数smuA；（2）'C；（3）fH和fL；（4）画出波特图。图T5.2解：（1）静态及动态的分析估算：∥178)(mA/V2.69k27.1k27.1k17.1mV26)1(V3mA8.1)1(Aμ6.22cmbeeb'isismTEQmbbeieb'bb'beEQeb'cCQCCCEQBQEQbBEQCCBQRgrrRRRAUIgRrRrrrIrRIVUIIRUVIu（2）估算'C：绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－3pF1602)1(pF214π2)(π2μcm'μTeb'0μπeb'0TCRgCCCfrCCCrf（3）求解上限、下限截止频率：Hz14)π(21kHz175π21567)()(isL'πHsbb'eb'bsbb'eb'CRRfRCfRrrRRrrR∥∥∥（4）在中频段的增益为dB45lg20smuA频率特性曲线如解图T5.2所示。解图T5.2三、已知某放大电路的波特图如图T5.3所示，填空：绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－4（1）电路的中频电压增益20lg|muA|＝dB，muA＝。（2）电路的下限频率fL≈Hz，上限频率fH≈kHz.（3）电路的电压放大倍数的表达式uA＝。图T5.3解：（1）60104（2）1010（3）)10j1)(10j1)(10j1(j100)10j1)(10j1)(j101(1054543fffffff或说明：该放大电路的中频放大倍数可能为“＋”，也可能为“－”。绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－5习题5.1在图P5.1所示电路中，已知晶体管的'bbr、Cμ、Cπ，Ri≈rbe。填空：除要求填写表达式的之外，其余各空填入①增大、②基本不变、③减小。图P5.1（1）在空载情况下，下限频率的表达式fL＝。当Rs减小时，fL将；当带上负载电阻后，fL将。（2）在空载情况下，若b-e间等效电容为'C，则上限频率的表达式fH＝；当Rs为零时，fH将；当Rb减小时，gm将，'C将，fH将。解:（1）1bebs)(π21CrRR∥。①；①。（2）'sbbb'eb')]([21CRRrr∥∥；①；①，①，③。绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－65.2已知某电路的波特图如图P5.2所示，试写出uA的表达式。图P5.2解:设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。)10j1)(10j1(3.2j)10j1)(j101(3255fffAffAuu或5.3已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示，试写出uA的表达式。图P5.3解：观察波特图可知，中频电压增益为40dB，即中频放大倍数为－100；下限截止频率为1Hz和10Hz，上限截止频率为250kHz。故电路uA的表达式为绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－7)105.2j1)(10j1)(j1(10)105.2j1)(j101)(j11(100525ffffAfffAuu或5.4已知某电路的幅频特性如图P5.4所示，试问：（1）该电路的耦合方式；（2）该电路由几级放大电路组成；（3）当f＝104Hz时，附加相移为多少？当f＝105时，附加相移又约为多少？解:（1）因为下限截止频率为0，所以电路为直接耦合电路；（2）因为在高频段幅频特性为图P5.4－60dB/十倍频，所以电路为三级放大电路；（3）当f＝104Hz时，φ'＝－135o；当f＝105Hz时，φ'≈－270o。5.5若某电路的幅频特性如图P5.4所示，试写出uA的表达式，并近似估算该电路的上限频率fH。解：uA的表达式和上限频率分别为kHz2.531.1)10j1(10'HH343fffAu绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－85.6已知某电路电压放大倍数)10j1)(10j1(j105fffAu试求解：（1）muA＝？fL＝？fH＝?（2）画出波特图。解：（1）变换电压放大倍数的表达式，求出muA、fL、fH。Hz10Hz10100)10j1)(10j1(10j1005HLm5ffAfffAuu（2）波特图如解图P5.6所示。解图P5.65.7已知两级共射放大电路的电压放大倍数绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－9105.2j110j15j1j20054ffffAu（1）muA＝？fL＝？fH＝?（2）画出波特图。解：（1）变换电压放大倍数的表达式，求出muA、fL、fH。Hz10Hz510)105.2j1)(10j1)(5j1(5j104HL3m543ffAffffAuu（2）波特图如解图P5.7所示。解图P5.7绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－105.8电路如图P5.8所示。已知：晶体管的、'bbr、Cμ均相等，所有电容的容量均相等，静态时所有电路中晶体管的发射极电流IEQ均相等。定性分析各电路，将结论填入空内。图P5.8（1）低频特性最差即下限频率最高的电路是;（2）低频特性最好即下限频率最低的电路是;（3）高频特性最差即上限频率最低的电路是;解：（1）（a）（2）（c）（3）（c）5.9在图P5.8（a）所示电路中，若＝100，rbe＝1kΩ，C1＝C2＝Ce＝100μF，则下限频率fL≈?解：由于所有电容容量相同，而Ce所在回路等效电阻最小，所以下限频率决定于Ce所在回路的时间常数。Hz80π212011eLsbebsbeeRCfRrRRrRR∥∥绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－115.10在图P5.8（b）所示电路中,若要求C1与C2所在回路的时间常数相等,且已知rbe=1kΩ，则C1:C2＝?若C1与C2所在回路的时间常数均为25ms，则C1、C2各为多少？下限频率fL≈?解：（1）求解C1:C2因为C1（Rs＋Ri）＝C2（Rc＋RL）将电阻值代入上式，求出C1:C2＝5:1。（2）求解C1、C2的容量和下限频率Hz1021.1Hz4.6π21Fμ5.2μF5.12L1LL2L1Lc2is1ffffRRCRRC5.11在图P5.8（a）所示电路中，若Ce突然开路，则中频电压放大倍数smuA、fH和fL各产生什么变化（是增大、减小、还是基本不变）？为什么？解：smuA将减小，因为在同样幅值的iU作用下，bI将减小，cI随之减小，oU必然减小。fL减小，因为少了一个影响低频特性的电容。fH增大。因为'πC会因电压放大倍数数值的减小而大大减小，所以虽然'πC所在回落的等效电阻有所增大，但时间常数仍会减小很多，故fH增大。5.12在图P5.8（a）所示电路中，若C1＞Ce，C2＞Ce，＝100，rbe＝1kΩ，欲使fL＝60Hz，则Ce应选多少微法？解：下限频率决定于Ce所在回路的时间常数，eLπ21RCf。R为Ce所在回路的等效电阻。R和Ce的值分别为：2011sbebsbeeRrRRrRR∥∥绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－12133π21LeRfCμF5.13在图P5.8（d）所示电路中，已知晶体管的'bbr＝100Ω，rbe＝1kΩ，静态电流IEQ＝2mA，'C＝800pF；Rs＝2kΩ，Rb＝500kΩ，RC＝3.3kΩ，C=10μF。试分别求出电路的fH、fL，并画出波特图。解：（1）求解fLHz3.5)(π21)(π21besisLrRRRf（2）求解fH和中频电压放大倍数dB6.37lg2076)()(V/mA77kHz316)]([π21)]([π21k9.0sm'Lmbeseb''Lmbeeb'isismTEQm'πsbb'eb''πsbbb'eb'Hbb'beeb'uuARgrRrRgrrRRRAUIgCRrrCRRrrfrrr∥∥∥其波特图参考解图P5.6。5.14电路如图P5.14所示，已知Cgs＝Cgd＝5pF，gm＝5mS，C1＝C2＝CS＝10μF。试求fH、fL各约为多少，并写出suA的表达式。图P5.14绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－13解：fH、fL、suA的表达式分析如下：)101.1j1)(16j1()16j(4.12MHz1.1π21)π(21pF72)1(Hz16π214.12)(6s'gss'gsgsHgd'Lmgs'gsssL'Lm'LmisismfffACRCRRfCRgCCCRfRgRgRRRAuu∥5.15在图5.4.7（a）所示电路中，已知Rg＝2MΩ，Rd＝RL＝10kΩ，C＝10μF；场效应管的Cgs＝Cgd＝4pF，gm＝4mS。试画出电路的波特图，并标出有关数据。解：Hz904π21Hz796.0)π(21pF88)1(dB26lg20,20'gsgHLdLgd'Lmgs'gsm'LmmCRfCRRfCRgCCARgAuu其波特图参考解图P5.6。绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－145.16已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为52o25o1110j150j1j210j14j1j25fffUUAfffUUAiuiu（1）写出该放大电路的表达式；（2）求出该电路的fL和fH各约为多少；（3）画出该电路的波特图。解：（1）电压放大电路的表达式25221)10j1)(50j1)(4j1(50ffffAAAuuu（2）fL和fH分别为：kHz3.641021.111Hz50H5HLfff，（3）根据电压放大倍数的表达式可知，中频电压放大倍数为104，增益为80dB。波特图如解图P5.16所示。解图P5.16绵阳师范学院物理与电子信息工程系模拟电子技术课程组第五章题解－155.17电路如图P5.17所示。试定性分析下列问题，并简述理由。（1）哪一个电容决定电路的下限频率；（2）若T1和T2静态时发射极电流相等，且'