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2V。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:20010mV2000mV10mV2VAuioUU100μA10mA1μA1020002000AiiLoioIRUII4p10210μ010mV1mA2VAiiooioIUIUPPdB54407.020100lg202lg20200lg20lg20AuioUUdB4010lg20100lg20lg20A2iioIIdB4740710lg102lg10)102lg(10lg10A44pioPP2.2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下降了20%,求该放大电路的输出电阻。解:250)1(4141)145()154(KRRRUURLLLooo2.3说明图2-50所示各电路对正弦交流信号有无放大作用,为什么?解:(a)不能正常放大(ⅰ)交流信号短路到地,无法加到发射结。(ⅱ)从直流通路看BBECCBQRUUI当BQBIR,0,电流过大,管子过热烧毁。(b)不能正常放大(ⅰ)0BU,无法建立合适的静态工作点,导致输出波形失真。(ⅱ)bR没有接CCU,而是接地。00bbCCBQRRUI(c)可以正常放大,只要bRcR参数选取适当。(ⅰ)有偏流bCCBQRUI(ⅱ)iu交流信号可以加到输入端输进放大。(d)不能正常放大(ⅰ)∵常数CECuR,0无交流信号电压输出。(ⅱ)无电压放大只有电流放大)1(BeiIIA(ⅲ)偏流BQI正常2.4画出图2-51所示各放大电路的直流通路、交流通路和微变等效电路。图2-51解:2.5标明图2-52电路中静态工作电流IB、IC、IE的实际方向;静态压降UBE、UCE和电源电压的极性;耦合电容和旁路电容的极性。解:图2-522.6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;(2)将三极管V替换为β=100的三极管后,静态IC和UCE有何变化?(3)若要求IC=1.8mA,应如何调整Rb1。图2-53解:(1)V212105110212CCbbbBURRRUmA3.1K17.02eBEBERUUIμA168013.11EBIImA283.1ECIIV84.6)K1KΩ3(3.112)(eCCCCCERRIVU(2)若β=100,静态IC和UCE不会变化(∵分压式放大电路,IC的大小与β的大小无关,mARUUIIeBEBEC3.1)静态工作点不移动。(3)若要求IC=1.8mA,则mA8.1K17.05.2eBEBECRUUIIUb=2.5V,KΩ38,5.212101011212bbCCbbbBRRURRRU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=120kΩ,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的三极管代替,能否提高电路的放大能力,为什么?图2-54解:(1)静态工作点mA1275.0KΩ120V3.15bCCbRUImA1.5bCβIIV35.8)5.11.516(CCCCCERIUU(2)若β=100,则mA1275.0bI,mA75.12bCIβI,V125.3)5.175.1216(CEU管子处于深度饱和状态,因为β=100,IC增加使UCE↓,不仅下降到0,而且变负,这使UBC0,令管子处于过饱和状态。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管还是PNP管?波形中的直流成分是多少?正弦交流信号的峰值是多少?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性曲线如图2-56所示,忽略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图2-55解:(1)用图解法求静态工作点μA40KΩ300V12bCCBRVI,根据CCCCCERIUU用两点法画直流负载线MN其斜率CRtg1直流负载线MN和μA40bIbi的峰值为20μA→60μA以Q点为中心,MN和AIb40的输出特性曲线交点即是静态工作点Q点。(2)放大倍数Au42V05.0V1.2iouUUA(3)最大不失真幅度:峰值2.15V11-6.2=4.8V或6.2-0.7=5.5V(4)接入5.1kΩ负载后,交流负载线AB变陡,斜率LRtg1最大不失真幅度变小,(KΩ55.2//LCLRRR)峰值:1.2V2.10若将图2-56中的Rb改为570kΩ,重新图解放大电路的静态工作点。当增大正弦输入信号,使ib=30sinωt(μA)时,电路将出现什么问题?画出对应的iC和uCE波形。当V120CCCECVui时,当mA4.21.512,0kRViuCCCCCEmA1CQIV2.6CEQU解:)A0000198.0()μA8.19(μA20KΩ570V3.11KΩ5707.012bI静态工作点是由直流负载线和μA20bI的曲线相交于Q点,μA20bI当增大正弦输入信号,使ib=30sinωt(μA)时,电路将出现截止失真,波形出现削顶,如图2-56中所画出的tiC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,由于电路中的什么参数发生了改变导致静态工作点从Q0分别移动到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导致静态工作点的改变)。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↑(增加),使直流负载线斜率变平(Rb不变)从Q0移到Q3,则VCC↓(减小),Rb↑(增加),(RC不变)即直流负载线斜率不变,把直流负载线平移到CCV。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?该如何改善?若PNP管构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?如何改善?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增加静态工作点上移。(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,脱离饱和区,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点往放大区移动,脱离饱和区。(c)发生了双重失真,在工作点合适的情况下,若输入信号过大,导致双重失真,改善办法增大电源电压VCC,或减小输入信号。(2)若用PNP管构成基本共发射极放大电路,由于工作时采用直流负电源,所以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。其改善办法与(1)相同,即饱和失真用降低Ib(即加大Rb),截止失真用增加Ib(即减小Rb)的办法来改善波形。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,并忽略三极管的发射结压降,其余参数如图中所示,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mA03.0μA30400V12KRUIbCCbQmA5.103.050bQCQβIIV645.112CCQCCCEQRIVU(2)167184.1450KKrRUUAbeCiOu(1184884300mA5.1mV26)1(300ber)4.90)167(18.1118.1ioisiusUURRRA(K4,18.1//cobebebiRRKrrRR)(3)K18.1//bebebirrRRKΩ4coRR(4)KΩ4.26464//LCLCLCLRRRRRRR7.10118.14.250beLurRA05.557.10118.1118.1)(usiiusARRRA2.14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。V312602020211CCbbbBQVRRRU说明接入负载LR后,uA和usA都下降了。mA15.1K2V7.0V3eBEOBQeEQEQRUURUIEQCQIIV1.5)(12,mA5.22mA0225.051mA15.11ECCCEQEQBQRRIUII145311533006.225130015.1mV26)1(300ber(2)9.13745.1450beCOrRA接入负载RL后,KΩ2//LCLRRR7045..1250beLOrRA(3)KΩ322.1K45..1//K15//beBirRR)KΩ1520//60//(21bbBRRRKΩ4CORR2.15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。已知信号源内阻Rs=500Ω,三极管的电流放大系数β=50,发射结压降为0.7V。图2-61解:(1)由直流通路V796.212331010212CCBBBBVRRRVmA5.1K4.1096.2K4.17.0796.2EBEBERUVIμA3050mA5.1,mA5.1CBECIIIIV95.4)4.13.3(5.112)(ECCCCCERRIVU(2)电压放大倍数的计算由微变等效电路1)1(EbeLiouRrRUUA式中KΩ21.5//3.3//LCLRRR,KΩ67.710//33//21BBBRRR晶体管输入电阻KΩ184.111845.126)501(30026)1(300EbeIr78.82.0)501(184.1250KKKAu(负号表示输出电压与输入反相)75.7)78.8(6.45.0K60.4uisiusARRRA(源电压放大倍数)(3)输入电阻ir和输出电阻or仍由微变等效电路求KΩ6.4)1(184.111013311K2.0)1(////21EbebbiiiRrRRIUrKΩ3.3CoRr(由加压求流法求得)在CsRu,0开路的条件下求得2.16图2-62所示分压式偏置电路