第6章习题解答

第六章 放大电路初步

6.1 已知某放大电路的输出电阻为2k Ω，负载开路时的输出电压为4V ，求放大电路接上3k Ω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 Ω，故接上3 k Ω的负载电阻时，如图所示，输出电压为

V 4.242

33

o =⨯+=

U

6.2 将一电压放大倍数为300，输入电阻为4k Ω的放大电路与信号源相连接，设信号源的内阻为1k Ω，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，Ω=k 4i r

V 4.210414

300S i S i i o =⨯+⨯=+==U r R r A U A U u u

6.3 两单管放大电路，A u 1=-30，r i1=10 k Ω, r o1=2 k Ω，A u2=-100, r i2=2 k Ω, r o2=2 k Ω，现将它们通过电容耦合。

（1）分别计算A 1作为前级和A 2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 Ω，计算上述两种放大电路的源电压放大倍数s

o s U U A u =。 解：将两放大电路用框图表示，如图所示

+U o -

+-

U o

U o

（1）A 1作前级，i2i2

o 2i22

1i112i1o1i2o1i2

u u u u r r U A U A A U A A U r r r r ===++ 15002

22

)100()30(=+⨯

-⨯-=u A A 2作前级，则

250010

210

)1000()30(1i 2o 1i 2

1=+⨯-⨯-=+=r r r A A A u u u

（2）A 1作前级， 75010

1010

15001i S 1i s =+⨯=+=r R r A A u

u

A 2作前级，则 4172

102

25002i S i2s =+⨯=+=r R r A A u

u

6.4 试判断题6.4图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。

解： （a ）、（b ）、（c ）三个电路中三极管发射结正偏，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 ）图中三极管集电结正偏，故三极管不能正常工作，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。

(c)

(d)

题6.4图

CC

(a)

(b)

6.5 图6.2.7所示OCL 互补对称功率放大电路中，U CC =12V 。设三极管工作在饱和区时的最小管压降为U CES =2V 。求最大不失真输出信号的幅值和有效值。

解：不考虑交越失真，OCL 互补对称功率放大电路最大不失真输出信号的幅值为

U om =U CC -U CES =10V

对应的有效值为

U O =1.72/10=V

6.6 已知CF741运算放大器的电源电压为±15V ，开环电压放大倍数为2×105，最大输出电压为±14V ，求下列三种情况下运放的输出电压。

（1）μV 15=+

u ，μV 5=-u ；

（2）μV 10-=+u ，μV 20=-

u ；

（3）0=+u ，mV 2=-u

解：运放在线性工作区时)(od o -+-=u u A u ，由此得运放在线性工作区时

μV 7010214

||5

od max o max =⨯==

--+A u u u ，

||-+-u u 超过μV 70时，输出电压不再增大，仍为最大输出电压。

（1） o od 15510μV 70μV,()2V u u u A u u +-+--=-=<=-= （2）V 6,μV 70μV 302010o -=<-=--=--+u u u

（3）μV 70mV 2||>=--+u u ，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，V 14o -=u

6.7 求题6.7图所示同相比例电路的输出电压。设运放工作在线性区。 解：运放工作在线性区，有“虚短”：

I u u u ==+-

由“虚断”得：R

u

i R u u i R F F --==-=o

由此解得：I O )1(u R

R

u F +=

6.8 试判断题6.8图所示各电路中反馈的极性和组态。

解：图（a ）中输出电压为零时，R F 与R 1并联接地，无反馈信号，故为电压反馈，而

题6.7图 同相比例运算电路

u

在图（b ）中，输出电压为零时，反馈不消失，故是电流反馈。两电路中，反馈支路与输入支路接在运放的不同输入端，反馈信号与输入信号以串联的方式叠加，故是串联反馈。因此图（a ）为电压串联负反馈，图（b ）为电压并联负反馈。

6.9 如果要求当负反馈放大电路的开环放大倍数变化10%时，其闭环放大倍数变化不超过0.5%，又要求闭环放大倍数为50，问开环放大倍数和反馈系数应选什么值？如果引入的反馈为电压并联负反馈，则输入电阻和输出电阻如何变化？变化了多少？

解：由

A

A

AF A A d 11d f f +=

可得

005

.011

.0≤+AF ，19≥AF 又501f =+=AF

A A ，故1000≥A ，选A =1000，则F =1.9×10-2

，如引入的反馈为电压并联

负反馈，则输入电阻和输出电阻均降为原值的1/20。

6.10 判断题6.10图所示反相比例运算电路所引入的反馈的组态，求输出电压。

解：输出信号通过电阻接到运放的反相输入端，故是负反馈。输出电压为零时，R F 接地，输出对输入无影响，反馈消失，故为电压反馈。反馈支路与输入支路接在运放的同一输入端，反馈信号与输入信号以并联的方式叠加，故是并联反馈。因此电路中的反馈是电压并联负反馈。

由“虚断”和“虚短”可得：0='==++-i R u u ，

由“虚断”可得 F R i i = 即 F O I R u u R u u -=---

将0=-u ，代入上式得 I F

O u R

R u -

=

(a)

o -+u o -

(b)

题6.8图

题6.1 0图 反相比例运算电路