电路与模拟电子技术习题解答

1、第七章基本放大电路试判断题图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。解：a、b、c三个电路中晶体管发射结正偏，集电结反偏，故均正常工作，但b图中集电极交流接地，故无交流输出。d图中晶体管集电结正偏，故晶体管不能正常工作，另外，交流输入信号交流接地。因此流信号。a、c两电路能放大交流信号,b、d两电路不能放大交单管共射放大电路如题图所示，已知三极管的电流放大倍数(1) 估算电路的静态工作点；(2) 计算三极管的输入电阻 rbe ；(3) 画出微变等效电路，计算电压放大倍数；(4) 计算电路的输入电阻和输出电阻。50。解:( 1)IBU CC U beRB120.7300 10354 10 A 4

2、0 AIc Ib50 40 10 62 10 3 A 2mAU CE U CC3RcIc 123 102103 6V(2)rbe 300卑 300 5碍 950(3)放大电路的微变等效电路如图所示B b&=电压放大倍数+ rxuiRBAuRc IIRlrbe50型 790.95(4)输入电阻:Rb llrbe300 103|950be950输出电阻roRc 3k单管共射放大电路如题图所示。已知估算电路的静态工作点； 计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 估算最大不失真输出电压的幅值；当Ui足够大时，输出电压首先出现何种失真，如100RcRlrbe+UoT -(1)(2)(3)(4

3、)何调节Rb消除失真？解：电路的直流通路如图所示,RB 1 BQUBEQ RE (1)1 BQ U CC1 BQU CC U BEQ15Rb (1 )Re300 101mA 43 A0.5由此定出静态工作点1 CQI bq 4.3mAU CEQ U CCIc(Rc Re)154.3(20.5)4.3V(2) rbe 300 100 4.3由于FE被交流傍路，因此905皿100空1660.90Rb |be300 | 0.9050.9kRoRc2 k(3)由于Uce=，故最大不饱和失真输出电压为Uo Uceq 0.74.30.73.6V最大不截止失真输出电压近似为U0 Icq Rl4.3 1.5

4、6.4V因此，最大不失真输出电压的幅值为。(4)由于U。 U。，因此，输入电压足够大时， 首先出现饱和失真， 要消除此种现象, 让饱和失真和截止失真几乎同时出现，应增大FB,使静态工作点下移。画出题图所示电路的交流通路和微变等效电路，标明电压电流的参考方向。解：各电路的交流通路和微变等效电路如图所示。+U。1在题图所示的分压式偏置电路中，三极管为硅管，40 , Ube 0.7V。(1) 估算电路的静态工作点；(2) 若接入5kQ的负载电阻，求电压放大倍数，输入电阻和输出电阻；(3)若射极傍路电容断开，重复(2)中的计算。解(1)用估算法求静态工作点RB115kRc2k” Ucc12VuUbRB

5、2Rb1Rb2Ucc315-12 2V3、TI EQU B U BEQRe20.75002.6mA ,1 C=I BQIe264163 AU ceqU CCIc(Rc Re)12 2.6 (20.5)RB2Ui3k5REO题7.5图5.5VUoCe(2)电压放大倍数Au & 11 Rlbe其中be3002630040兰2.67000.7kAu40繆 82iRbi |Rb2 | rbe 15|3|0.7 0.55k0Rc2k(3) Ce断开，工作点不变，电路的微变等效电路如图所示电压放大倍数A UoibRc IIRlU i I brbe (1)I b RERc II Rl40 2|5rb

6、e (1)RE 0.7 41 0.52.7输入电阻+Uor RB1l|RB2l|rbe (1 )Re 15|3|(0.7 41 0.5) 2.2k输出电阻r0 Rc 2k在图7.4.1所示的共集放大电路中，设UCc=10V, R= k Q, FB=240 kQ,三极管为硅管，B =40，信号源内阻RS=10k Q,负载电阻R=1kQ，试估算静态工作点，并计算电压放大倍数和输入、输出电阻。解:基极电路的电压方程为FBI bc+R(1+B)I bQ=UCc由此得I BQRb(1)Re240 10341 5.6I BQ 4019.80.79mAU CEQUccReIE 10 5.60.79263r

7、be300 401.6 100.79Au1iRB 11 be(1)Re IIRl240 |10 0.75.6 V1.641I CQUcc 0.719.8 A5.61|132kroRe |r beRs | Rb110 | 240410.27k题图(a)所示电路为集电极一一基极偏置放大电路，设三极管的 值为50, Vc(=20V,RC=10 k Q, RB=330 k Q。(1) 估算电路的静态工作点；(2) 若接上2kQ的负载电阻，计算电压放大倍数和输入电阻。解：(1)先画出电路的直流通路，由KVL可得Rc(IcI b) U ce u ccU CERbI BU BEQ代入数据，解方程得23 A

8、, I CQ1 . 15mA , U CEQ(2 )接上负载后的微变等效电路如图所示1 BQ8.3/300261.43kIc+显然U i rbeIb。另外，流过FB的电流为i1u1 RbU。?故lb用Uj表示，解方程可得Rb)Rb)RlbeAuUoUiR(be%(Rl卜面求输入电阻&&& |MblbUIRlU0R_(i1ib) R (Ui U0 lb)( RlRc | Rl)Rb(1)&響58(1)世 QBbe(Rl Rb)%1 Ii 1 r U i be1.14kR (1)Rlrbe RBriRB rbeRb(1 )Rl题图(b)所示电路为共基极放大电路。(1

9、) 画出直流通路，估算电路的静态工作点；(2) 导出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算公式。解：(1)先画出电路的直流通路，如右图所示，与分压式偏置电路相同RB2CC1 EQU BU BEQI CQ， IBQI EQ1ReU CEQU CCI CQ(RcRe)(2)由题所画微变等效电路得Uirbe I b ， L&0Rl&，AU0RlUirbeUiUiUiIi-IbIb(1)ReRerbe1丄1 1，即:riRe|)erUiFErbe1RB1RB22ReT导出题图所示电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算公式，证明当Re1rbe 时，AuRc RlRe1解：电路的微变

10、等效电路如图所示Uirbelb Re1 (1)1 b，UoRcIbAuUoRcU i be (1) Re11 riJ&色 苗uf& 1 U&Rb11Rb2riRB1 | RB2|rbe(1)Rei输出电阻r°Rc当Reirbe 时，AuRc(1)Rei接有负载时AuRlRc | Rl(1)Re1Rei输入电阻1题7.9图be(1) Re1在题图(c)所示电路中，设RB175kQ, RB25kQ, RC 4k Q, RE IkQ,三极管的50 , Ube 0.7V , Ucc 12V，求(1) 电路的静态工作点；(2) 电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：(1

11、)先画出电路的直流通路，由KVL可得(RbiRB 2 ) 求题图所示两级放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。设 BQU BEQU CEQ由I CQI BQ 和 U BEQ0.7V 可得Rc(i BQ1 CQ ) U ceqReI EQ U ccUcc0.7RB1RB2 (1)( RCRe)I BQ12 0.7755 51(4 1)34 AIcq Ibq 50 34 10 31.7mAU CEQ U ccIcq(RcRe) 12 1.7 (4 1) 3.5V(2) %30026300 5026171.06 k由题的微变等效电路可得A u& （Rb2 iifc） &代U 屈

12、FB2 11 RC105+RcU。2k Q,负载开路时的输出电压为4V,求放大电路接+UoriRb1 |rbe 75|1.06 1kr。 Rbi | Rc5 | 42.2k已知某放大电路的输出电阻为上3k Q的负载时的输出电压值。解：根据戴维宁定理，对负载而言，放大电路和信号源可等效成一电压源与一电阻的串联，电压源的电压为负载开路时的输出电压，即4V,电阻即为输出电阻 2k Q,故接上3 k Q的负载电阻时,如图所示，输出电压为U0厂 4 24V将一电压放大倍数为300,输入电阻为4k Q的放大电路与信号源相连接，设信号源的内阻为IkQ，求信号源电动势为 10mV时，放大电路的输出电压值。o解

13、：放大电路的框图如图所示，ri 4kU。AuUiAuRUs300 二 10 2.4V50。Rs ri14 *题7.13图解：第一级电路为共集放大电路,第二级电路为共射放大电路,Au2Aui1RC2rbe2对第二级放大电路I BQ 2240.7241 CQ2be2Auri2Rb21 BQ 2300 505102.35mA262.35Au2RB2 11 rbe247 A ,0.85k500.85k匹5880.85对第一级放大电路U CC0.72437 ABQ1RB1(1)Re1510512.7ICQ1I BQ15037 1.85 mAr be1 30050261.0k1.85输入电阻riri1RB

14、1 | rbe1(11)RE1|i2510|1.0512.7|0.8532k输出电阻r0 r02 R'c210k在题图所示的两级放大电路中，设B 1= 3 2=100, rbei=6 k Q, rbe2= kQ,求电压放大倍数、输入电阻、解：第一级电路为分压式射极偏置电路，其负载为第二级的输入电阻，第二级为射极 输出器，其输入电阻为ri2Rb2 |仏2 (1 )Re2|Rl2 180|(1.5 101 3.6|3.6) 90kri2作为第一级的负载 Rl1，故有Rc1 | Rl212 |90代 1!比 100176rbe16而代21因此 AAu1 Au 2Au1176riri1RB1|

15、RB2|rbe91|30|6 91|5 4.7kr°1Rc1 12k%2R01 | Rb21.5 12 | 180,r。r°2Re2| 豆 01 圧 3.61|0.12k1 101两单管放大电路，Au1=-30 , m=10 k Q, ro1=2 k Q, Au2=-100 , “=2 k Q, w=2 kQ,现将它们通过电容耦合。(1 )分别计算A作为前级和 A作为前级时两级放大电路的电压放大倍数；(2)设信号源的内阻为10k Q,计算上述两种放大电路的源电压放大倍数AusUoUs解：将两放大电路用框图表示，如图所示(1)oi2+UsAu1 Au 2U i 101i2代2

16、Ui2A2理Au1U i101i2Ai作前级，U。Au(30)(100)2215002A作前级,AuAu1 Au202rMrii(30)(1000)°-2 102500(2)Ai作前级AusAu150讥750A作前级,AuRs A 22500壮417一个甲乙类 OCL互补对称放大电路，UCc=12V, R-=8Q，设三极管的饱和压降 Uces=0。求：（1 ）电路的最大不失真输出功率；（2 ）直流电源提供的功率；（3）功率管的最小额定功率。解：Uce=0时，OCL互补对称放大电路的最大输出电压为电源电压，最大不失真输出功率P。2CC2Rl1222 89W（2）直流电源提供的功率PU2

17、UCcRL2 122811.5W(3)最小额定管耗功率Pt0.2 Po1.8W一额定功率为4W阻值为8 Q的负载，如用 OTL互补对称放大电路驱动，忽略三极 管的饱和压降，电源电压应不低于多少？解：忽略晶体管的饱和压降时，OTL互补对称放大电路的最大不失真输出功率U 2u 2巳 Esc，因此4W 8 的负载正常工作时，应有 注 4，Ucc 16V 。8Rl8 8在上题中，设三极管的饱和压降UCes=1V,求电源电压及电源提供的功率。解:考虑晶体管的饱和压降 Uces时，OTL电路的最大输出电压 U 0mUces，故Ucc242Rl12Ucc由式(7.5.2 )Pu2(.8Rl Uces)2(

18、. 8 8 1)18V得企(企 u )2 2 ( 2 UcES) r竺卫5.7W8图7.7.2所示差动放大电路中,设UC(=UEe=12V, R=10 k Q, R=4 kQ,R)=100 Q,输入电阻Ft=3kQ, R=10k Q,卩1=3 2=50。计算电路的静态工作点、差模电压放大倍数、和输出电阻。解：静态工作点I BQU2(1EE)Re122 5140 A3I CQI BQ2 mAU CEQU CCRc2Re12 4VUoRc II Rlbe 3002630050 26Ic2950差模放大倍数Rb1(Rc IRl)Rp(1丐50(4 | 5)8 210 0.95 51 0.05.求差模

19、输入电阻的微变等效电路如图所示riduiiii1 Rbib&T2Rcuii2uiii ii/ib2巴ib2 Rbbe(1+R2LUo)号27krod2 Rc8k证明：单端输出时，长尾式差动放大电路的共模放大倍数和输出电阻分别为Rc / RlRBr be (1)2Rp2 Rer。Rc证明：共模输入Ui1 Ui2，因此ib1 ib2， ie1 i e2，流过Re的电流为2i e1 , Re上的压降为2ie1RE， 折算到电流为ie1的回路中，折合电阻为2底。因此，单端输出时，微变等效电路如图所示。U°(Rc |Rl) ibui1 (Rbrbe)ib1(1)?Rp2Re ib1共模

20、放大倍数AcUiiRBr be (1)-RP 2Re2试证明图7.7.7(d)所示单端输入，单端输出差分电路的差模电压放大倍数和输入电阻分别为1 (Rc/Rl)2 RB rberid2( RB rbe)(提示：由Iei iE2 I可得iE1 iE2 0，恒流源对输入信号相当于开路) 证明：由于T1与T2相同，故belbe2，由iE1 i E2丨得i E1 i E2 0，即 iei i e2 0理想电流源对交流信号相当于开路，放大电路的微变等效电路如图所示。+RlU°由 iei ie2 0 得i biibi， Ui 2( Rbrbe )i biU0(Rc | RL)ibiAd也(Rc

21、I|RL)ibi(Rc II Rl)Ui2( RBrbe)i bi2( RBrbe )输入电阻A I U 2(RB rbe)已知CF74i运算放大器的电源电压为土i5V,开环电压放大倍数为2X i05,最大输出电压为土 i4V,求下列三种情况下运放的输出电压。(i) u i5 V , U 5 V ;(2) u 10 V , u 20 V ;(3) u 0, u 2mV已知某耗尽型MOS管的夹断电压Up2.5V，饱和漏极电流I dss 0.5mA，求Ugs1V时的漏极电流I D和跨导g%解：耗尽型 MOST的转移特性为,I DI DSS 12Ugs，代入数据得Up由跨导的定义0.52UGS1 G

22、S mA.5gmdI D得dUGSgm2.5U GS2.5因此，Ugs1V时0.512.520.18mAgm12.512.50.24mS|uU | maxu 0 maxA0d1470 V，|u u|超过70 V时，输出电压不再增大,2 105仍为取大输出电压。(1)u u15 510 V70 V,故uo Aod(uu ) 2V(2)u u102030 V 70V,u°6V(3)| u u| 2mV70 V，输出为饱和输出，由于反相端电位咼于同相端电位，解：运放在线性工作区时Uo A0d(uu )，由此得运放在线性工作区时故为负饱和输出，u014V题所示电路为耗尽型场效应管的自给偏压放大电路，设场效应管的夹断电压U=-2V，饱和漏极电流I Dss=2mA各电容的容抗均可忽略。(1 )求静态工作点和跨导；RdI(2)画出微变等效电路，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。(3)若Cs=0，重复(2)的计算。解：(1)求静态工作点。转移特性:U2(1 -2GS)2u gsRS I D2I D由此解得I D(=，Ugs=-1V(舍去 I D=2mA Ss=-4V)，由KVL方程:RDI d+UDs+RSI d=Udd?可得U dsqtUDd-(Rd+Rs) I DQ=10-(+2)X =(2)输入电阻输出电阻(3)gm2J DQ