第二章基本放大电路习题答案

习 题2.1基本要求1.熟练掌握三种组态的BJT 基本放大电路的构成、工作原理；熟练估算其直流工作点、交流指标。

2.熟悉三种组态的BJT 基本放大电路的性能差异。

3.熟练掌握BJT 放大电路的模型分析法：会根据BJT 的直流模型作静态分析；根据交流小信号模型作动态分析。

4.熟悉图解法。

5.了解射极偏置电路稳定工作点的原理、作电流源的原理以及电流源的应用2-1 在共射基本放大电路中，适当增大R C ，电压放大倍数和输出电阻将有何变化。

A ．放大倍数变大，输出电阻变大； B ．放大倍数变大，输出电阻不变 C ．放大倍数变小，输出电阻变大； D ．放大倍数变小，输出电阻变小 解：共射放大电路Cbe//(L u R R A r β=-，o C r R = 所以选择a 2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k ，晶体管的β=60，U BE =0.3 V, I CEO =0.1 mA,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大值？图2-35 题2-2图解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.31.5/600.025BI mA R ---===所以B 468R k =Ω2）C31234.5210I mA -==⨯，B0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少?+3kΩ270kΩ+C 1C 2u iu oR B1R C+12V3DG6+－+－图2-36 题2-3图解：1）计算电路的静态工作点：B 120.70.04270I mA -== C B 0.0460 2.4I I mA β==⨯= CE 12 2.43 4.8U V =-⨯=2)对电路进行动态分析o L u i be 6031801U βR A U r '-⨯==-==-&&3）0180101800u i U A U =⨯=⨯=V 所以输出电压的有效值为1800V1.放大器中的信号是交、直流共存的。

交流信号是被放大的量；直流信号的作用是使放大器工作在放大状态，且有合适的静态工作点，以保证不失真地放大交流信号。

2.若要使放大器正常地放大交流信号，必须设置好工作状态及工作点，这首先需要作直流量的计算；若要了解放大器的交流性能，又需要作交流量的计算。

而直流量与交流量的计算均可采用模型分析法，并且是分别独立进行的。

切不可将两种信号混为一谈。

放大器的直流等效电路用于直流量的分析；交流小信号等效电路用于交流量的分析。

3.BJT 是非线性器件，不便直接参与电路的计算。

一般需将其转换为模型，来代替电路中的三极管。

在放大器直流等效电路中，采用BJT 的直流放大模型；在放大器交流小信号等效电路中，采用BJT 的交流小信号模型。

要注意，BJT 的交流小信号模型尽管属于交流模型，但其参数却与直流工作点有关，比如:r be 的值是要由静态电流I CQ 来决定的。

2-4 分别画出图2-37所示各电路的直流通路与交流通路。

图2-37 题2-4图解：解：将电容开路即为直流通路R eR e交流通路如下图所示：2-5 电路见图2-38，晶体管为硅管，元件参数已给出，V CC ＝12V ，V BE =0.7V ，β=50。

试计算： (1) 静态工作点。

(2) 电压放大倍A u ，输入电阻r i ，输出电阻r o ；(3) 若保持β＝50不变，将R L由3.9Ωk 变为2Ωk ，则电压放大倍数将如何变化？=V12CC V R b1C 1R b2eR eC 2C R C=50βR L-++-Ωk 2Ω10k Ωk 20Ωk 9.3Ωk 2iU &oU &图2-38 题2-5图解：1)静态工作点101242010B V V =⨯=+()40.71502B I -=+⨯ 所以0.03B I mA = 500.03 1.5c B I I mA β==⨯=12 1.52 1.532 5.94CE U V =-⨯-⨯=2）动态分析be E 26mV 26mV300(1)300511166.71.53mAr I β=Ω++=Ω+⨯=Ω o L u i be50(2//2)42.71.17U βR A U r '-⨯==-==-&&i i be b1b2i20//10//1.170.995Ur r // R // R k I ====Ω&&o C 2r R k ==Ω3）当负载电阻变为3.9k ΩoL u i be50(2//3.9)56.51.17U βR A U r '-⨯==-==-&&2-6 电路见图2-39，设V CC ＝15V ，R b1=60Ωk 、R b2=20Ωk 、R C =1Ωk 、R e =5Ωk 、R s =600Ω，电容C 1、C 2和C e 都足够大，β＝60，U BE =0.7V ，R L =3Ωk ，试求：(1) 电路的静态工作点I BQ 、I CQ 、U CEQ ； (2) 电路的电压放大倍数A u ，放大电路的输出电阻r i 和输出电阻r o ； (3) 若信号源具有R S ＝600Ω的内阻，求源电压入大倍数A us 。

(4) 若电路出现故障，且经测量得知U E ＝0，U C ＝V CC 。

请判明故障的原因。

图 2-39 题2-6图解：1)静态工作点2015 3.752060BV V=⨯=+()3.750.71605BI-=+⨯所以0.01BI mA=600.010.6c BI I mAβ==⨯=150.610.61511.35CEU V=-⨯-⨯=2）动态分析交流未变等效电路如下beE26mV26mV300(1)300612900 2.90.61mAr kIβ=Ω++=Ω+⨯=Ω=Ω()o Lui be e601//3'0.146(1)(2.9615)U RAU r Rββ⨯==-==-+++⨯&&&i be e b1b2[(1) ]// //[(2.9615)//60//20]14.3 kr r R R Rβ=++=+⨯=Ωo C1kr R≈=Ωus us14.30.1460.140.614.3o iiSU RA AR RU••===-=-++(4) U E＝0，U C＝V CC,晶体三极管发生了损坏。

2-7 图2-40a为射极输出器，已知晶体管的β＝100，U BE＝0.6V，信号源内阻R s=0，试求：(1) 计算电路的放大倍数，输入电阻，输出电阻。

(2) 电路输出波形产生了如图2-40b所示的失真。

请问属饱和失真和还是截止失真？消除该种失真最有效的方法是什么？如晶体管改为PNP管，若出现的仍为底部失真，上面的答案又怎样？若把电路的形式改为共发射极（原题为共集电极，共集电极即为射极输出器）放大电路，重新回答上面两个问题。

p0p3p2tu o++--ccVeR L RbR1C2Ca) b)图2-40 题2-7图解：交流微变等效电路如下：1510 4.292015B V V =⨯=+ 4.290.62E I -=⨯所以 1.845E I mA =be E 26mV 26mV300(1)300101958 1.7321.845mAr k I β=Ω++=Ω+⨯=Ω=Ω o L u i be e(1)101(2//10)0.826 (1) 1.7321012U R A U r R ββ'+⨯====+++⨯&&&[][]i b1b2be L////(1)8.57//1.732168.338.5r R R r R k β'=++=⨯=Ω be o e 1.732=//10//0.0171101r U r R k I β===Ω+&&1510 4.292015B V V =⨯=+ 4.290.62E I -=⨯所以 3.99E I mA =be E 26mV 26mV300(1)3001019580.9583.99mAr k I β=Ω++=Ω+⨯=Ω=Ω o L u i be e (1)101(2//10)0.829 (1)0.9581012U R A U r R ββ'+⨯====+++⨯&&&[][]i b1b2be L////(1)8.57//0.958168.338.14r R R r R k β'=++=⨯=Ω be o e 0.958=//10//0.0091101r U r R k I β===Ω+&&2）如出现上述失真，是因为静态工作点设置过低，晶体管工作是进入了截至区，出现了截止失真 。

应增大b2R ，进而增大B I 。

3）如晶体管改为PNP 管，若出现的仍为底部失真，与上问答案相同。

4）若把电路的形式改为共发射极放大电路，是因为静态工作点设置过高，晶体管工作是进入了饱和区，出现了饱和失真 。

应减小b2R ，进而减小B I 。

2-8 共基放大电路见图2-41，已知β=100，U BE ＝0.7V ，试计算电路的放大倍数，输入电阻，输出电阻。

图2-41 题2-8图解：直流通路如下图所示，由直流通路确定E I ，进而确定be r 。

4.712 3.8410 4.7B V V =⨯=+ 3.840.7 1.3E I -=⨯所以 2.42E I mA =be E 26mV 26mV300(1)3001011389.6 1.392.41mAr k I β=Ω++=Ω+⨯=Ω=Ω 先画出交流微变等效电路如下图所示：()u o i L be1001//10/'/65.41.39A U U R r β⨯====&&& bei e //1.3//0.01380.01361r r R k β===Ω+ r o ≈R C =1k Ω2-9 放大电路见图2-42，R C =10k ，R E =270，晶体管为硅管，U BE =0.6 V ，β=45，试求：(1) 若要求静态时U CE = 5 V ，R B 的数值应该调到多少? (2) 试计算电路的放大倍数，输入电阻，输出电阻。

+10kΩ+270Ωu i u o R BR CR E C 1C 2+－+－+24V图2-42 题2-9题2-4图解：解：直流通路如下图所示对图示直流通路列基尔霍夫电压方程如下;24()CE E C E U I R R =-+所以24245 1.85()100.27CE E C E U I mA R R --===++ 所以 1.850.04(1)46E B I I mA β===+0.650.62.381.85CE B B U R k I --===Ω E be 26mV 26mV300(1)300469460.951.85mAk I r β=Ω++=Ω+⨯=Ω=Ω(2)交流微变等效电路如下图所示(2)根据基尔霍夫定律有()1()()b b i b i b be E B C B C C I r I R I R I I R I R R I R βββ•••••••'''++=+-=+-()1()b b b be E C i B C I r I R I R I R R ββ••••'+++=+()1()()b b b b be E C B C i b i B C I r I R I R I R R I I I R R ββ•••••••'+++++=+=+()1b b i be E U I r I R β•••=++()()()()()()()be E B C B be E C 1()1()(1)()0.95460.27 2.38100.351() 2.380.95460.2710b b i be EB C ib b b b be E C B i C I r I R U R R I I r I R I R I R R r R r R R k R r R R βββββ••••••••++==++++++++++⨯+===Ω+++++++()()1()()1()b b b be E Ci b b O C CB C b be E B CB C I r I R I R U I I R I R R R I r R R R R R ββββββ••••••••⎡⎤'+++⎢⎥=-=-⎢⎥+⎣⎦++-⎡⎤⎣⎦=+ ()()()()()()be E B Cbe E B C 1(1)()(1)()10.95460.2745 2.381045102.770.95460.2712.38b be E B Co B C b b ibe u EI r R R R r R R R R R U r R R R U I r A I R βββββββ•••••++-⎡⎤⎣⎦++-+===++++++⨯-⨯==-+⨯⨯外加电源法求输出电阻的等效电路如下：因为()1b b be E I r I R β••++=0 所以0b I •= C o B // 2.38//10 1.92r R R k ===Ω2-10 电路见图2-43，已知晶体管V 的β= 50，U BE = 0.7 V ，R B1 = 24 k ，R B2 =15 k ， R C = 2 k ，R E = 2k ，R L =10 k ，要求:(1) 估算静态工作点Q ；(2) 推导分别自M ，N 两端输出时的电压放大倍数的表达式；(3) 当 V t sin 2i ω=u 时，近似计算u o1，u o2,,，并画出u i ，u o1，u o2, 的波形。