电路与模拟电子技术第7章习题解答

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a、c两电路能放大交流信号，b、d两电路不能放大 交流信号。题7.1图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尸= 50。(1)估算电路的静态工作点；(2)计算三极管的输入电阻”；(3)画出微变等效电路，计算电压放大 倍数；题7.2图解：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)放大电路的微变等效电路如图所B七 r*i电压放大倍数dA = _5。竺=-790.95(4)计算电路的输入电阻和输出电阻。题7.3图(4)输入电阻：/;=原 II % =300x1011950 950。输出电阻q = Rc = 3kQ单管共射放大电路如题图所示。已知/7 = 100(1)估算电路的静态工作点；(2)计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻(3)估算最大不失真输出电压的幅值；(4)当/足够大时，输出电压

3、首先出现何种失真，如何调节Rb 消除失真解：电路的直流通路如图所示，Rb% +U beq + Re(1 + BX 8Q = U ccUcc -UbeqBQ " 二+(l+0&15X300+101x0.5此定出静态工作点Q为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，故最大不饱和失真输出电压为U； = UCEQ - 0.7 = 4.3 - 0.7 = 3.6V最大不截止失真输出电压近似为= ICQ R； =43x1.5 = 6.4V因此，最大不失真输出电压的幅值为。(4)由于/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Rb,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，标明电压电流题7.4图的参考方向。解：各电路的交流通路和微变等效电路如图所示。(a)输入电阻在题图所示的分压式偏置电路中,三极管为硅管，耳=40 , Ube

5、 = 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)电压放大倍数 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断开，工作点不变,电压放大倍数q _ -MAIIRl“一比一设+(1+而风_ _胆118 _ _40x2115小。+ (1 + 0 火£ 0.7 + 41 x 0.5= -2.7电路的微变等效电路如图所示A； =RBl RB2 II+(1 +7 = 15II 311(0.7 + 41X0.5) = 2.2/n输出电阻 r0 = Rc = 2kQ在图7. 4. 1所示的共集放大电路中，设UaFl0V,RkkQ,RB=240oUcckQ,三极管为硅管，。二40,信号源内阻Rs=10k Q,

7、负载电阻RLlkQ,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Rb I Bo+Re ( 1 + B ) I BQ=UcC图7.4.1共集电极放大电路由此得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%+%屿=5.6小6+1。1240=0.27g41题图(a)所示电路为集电极基极偏置放大电路，设三极 管的尸值为 50, Vcc=20V, Rf10 kQ, Rb=330 kQo(1)估算电路的静态工作点;解：(1)先画出电路的直流通路，由KVL可 得(2)若接上2kQ的负载电阻，计算电压放 大倍数和输入电阻。Rc（1c + 1 B）+ UcE = U ccUce = R/b +U beq代入数据，解方程得, ICQ = 1A5niA , UCEQ =8.3V(2)接上负载后的微变等效电路如 图所示= 300 + /7 = 1.43mfc显然另外，流过Rb的

9、电流为4 =午区,故九=%1-%）= （纥4-风）（& = Rc»%.）4用心表示，解方程可得4=4 + /产4+/+谭Kl=(1+广仇+华 kl1 _ /，_1 + A Jm-PRb 1 _Rb+Q + P)R； r15% R'l+Rb rj %勺Rb&Rs +(1+ /7)/?=1.142题图(b)所示电路为共基极放大电路。(1)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(2)由题所画微变等效电路得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，证明当匹 » rbe时，Au a-rc hrre解：电路的微变等效电路如图所示5=%3 + RE« + 0Mb, Ul/3R&。_-儆%+（1+尸）/?臼题7.9图输入电阻2 1 % +1嬴=A.q+.4q+2L.U,=A.q=1- rr输出电阻 r0 = Rc当纳时，4=-1 + /J)KEl接有负载时A -因"（1 +夕）降Rc II RlRei在题图（

11、C）所示电路中，设心=75kQ, /?£ = 1 k 0 ,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。Rb? =5k0 , & =4kQ ,解：（1）先画出电路的直流通路，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由题的微变等效电路可得金 |%=75 IIL06 = MQ7 = RBl II R(. = 5II 4 = 2.2AQ已知某放大电路的输出电阻为2kQ,负载开 路时的输出电压为4V,求放大电路接上3kQ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

13、为输出电阻2kQ,故接上3kQ 的负载电阻时，如图所示，输出电压为X 4 = 2.4V 3 + 2将一电压放大倍数为300,输入电阻为4kQ的放大电路与信号源相连接，设信号源的内阻为1kQ,求信号源电动势为10mV时, 放大电路的输出电压值。解：放大电路的框图如图所示，r, = 4AQU. = AUt = AUs =300x xlO = 2.4VRs + z; $i + 4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 o殳 /?| = /3, = 50 o解：第一级电路为共集放大电路，儿产1第二级电路为共射放大电路，a、= 一口也*%2对第二级放大电路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 对第一级放大电路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输入电阻=% = Rbx II rM +(1 + 四)/?£/"= 510 II 11.0 + 51x2.7 II 0.85 = 32m 输出电阻 = % =凡：2= 1

15、。”。在题图所示的两级放大电路中，设B尸02=100, rbeF6 kQ,rbe2= kQ,求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。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ri2 = RB2 II rbc2 + (1 + (3)Re? II 7?/2 = 18OII (1.5 + 101 x3.6II 3.6) = 902u作为第一级的负载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两单管放大电路，Au1=-30, rM=10 kQ, ro1=2 kQ, Au2=-100, r.2=2 kQ, ro2=2 kQ,现将它们通过电容耦合。(1)分别计算4作为前级和AZ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10kQ,计算上述两种放大电路的源电 压放大倍数心=殳。解：将两放大电路用框图表示，如图所示(1)Al 作前级，t/0 = Aii2ui2 = a2= 4.42 知十92十ri22A = (-30) X (-100)= 1500 2 + 2A?作前级，则/inAk = A”？= (30)(1000) 7

17、T= 25003+G2 + 10(2) C作前级= 15001010 + 10= 750A?作前级，则4=4一 =2500% +小210 + 2= 417一个甲乙类0CL互补对称放大电路，UCc=12V, Rl8Q,设三极 管的饱和压降“S=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：UCES=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空=2=9卬2x8(2)直流电源提供的功率2 12= 11.5VVK 8(3)最小额定管耗功率PT =0.2- =L8W一额定功率为4W,阻值为8Q的负载，如用0TL互补对称放

18、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，0TL互补对称放大电路的最大不失真输出功率匕=空，因此4W、8。的负载正常工作时，应有空之4, 8R,8x8Uy > 16V O在上题中，设三极管的饱和压降UcES=V,求电源电压及电源提 供的功率。解：考虑晶体管的饱和压降Ug时，OTL电路的最大输出电压U。替Uces，古攵有（多-%）2-=>42公Ur > 2（瓯 + Ug） = 2（7 + 1） = 18V由式（7.5.2）得2 与警一-）18（9-1）rir =1八"7TRl8开图7.7.2所示差动放大电路中，设12V, RB

19、=10kQ, Rc=4 kQ, RP=100Q, RE=3k Q , RL=10kQ, £尸。2二50。计算电路的静态 工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：静态工作点Uee2（1 + 7?）整122x51x3=40/zAJCQ = P【BQ =2NUCF0=-12 = 4VCEQ cc 2RE 2x3rbe = 300 + p = 3OO+5Ox = 950 Q及 产I。2差模放大倍数万（凡 11斗）50（4115）4 = - = -= -O.Z七+“+（“）与 10+0.95+51x0.052求差模输入电阻的微变等效电路如图所示=也=2 9=2%+% +（1 +吟=2

20、7 2h L 2力=2RC = 8k。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“品+爆+（1+4）（；品+ 2%）。= Rc证明：共模输入孙=%2,因此%=乙2, iei = ie2，流过Re的电流为2a , Re上的压 降为2七用,折算到电流为ia的回路中, 折合电阻为2Re。因此，单端输出时，微 变等效电路如图所示。“0 =一（%. Il R1%lti = (Rb +公儿I +(1 + 尸+ 2Re，bl共模放大倍数_ o _佻c II && = = g品+%+(i+m、Rp+2Re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

21、电压放大倍数和输入电阻分别为1 p(rciirl)2 R/i + rberid =2(RIi+rhe)(提示：由3 +显=/可得&£1 + &E2 =。，恒流源对输入信号相当于开 路)。证明：由于Ti与T2相同，故6=%2,由，E1+，E2=/得加臼 + &£2 = °，即 & + J = °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。由3+i。得%=-%, % =2风+%)bu0 = -flRc II RJ%A _。_ 一做册A&II&)”%2(凝+小为12(即+力)输入电阻/;.=&

22、quot; =殳=2(&+%)% %已知CF741运算放大器的电源电压为±15V,开环电压放大倍 数为2X1(r,最大输出电压为±14V,求下列三种情况下运放的输出 电压。(1 ) “+ = 15/V , u_ = 5/V ；(2) z/+ =-10/V , w_ = 20/V ;(3) “+ = 0 , u_ = 2mV解：运放在线性工作区时。由此得运放在线性工作 区时1+-.=细 = 丁' = 70w，1腹+-“_1超过70V时，输出电压 Ao. 2x1。-不再增大，仍为最大输出电压。(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,输出为饱和输出，由于反相端电位高 于同相端电位，故为负饱和输出，0 =-14丫已知某耗尽型MOS管的夹断电压Up =-2",饱和漏极电流IDSS = 0.5，A，求UGS = -IV时的漏极电流lD和跨导gm。解：耗尽型MOS管的转移特性为/ / f,乙一，代入数据得 n 一可!ID =0，1 +生同小“2.5；由跨导的定义心得 dU5因此，UGS =-!V时(-1VID =0.5 1 + 一 = 0.1

24、SmA2.5 Jgnt = - 1 + ； = 0.24m S2.5 k 2.5；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尸-2V,饱和漏极电流Idss=2mA,各电容的容抗均可忽 略。(1)求静态工作点和跨导;（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。|oUdd妇 n iov6.8kU（3）若Cs=0,重复（2）的计算。ifLTp耳解：（1）求静态工作点。转移特性： :rg Rsriuou： 5M U 2k J T: I T I ./力=2（1 + 金尸题7.24图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