电子技术第15章_基本放大电路习题
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I 2 (5 ~ 10) I B (5 ~ 10) 20 μ A (100Leabharlann Baidu~ 200) A
选取
I 2 150 μ A 0.15 mA
图2
U B (5 ~ 10) U BE (5 ~ 10) 0.7 V (3.5 ~ 7) V
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第 9 章 基本放大电路
【解】 (1)静态分析
U CC U BE IB RB (1 ) RE 12 0.7 mA 0.0897 mA 75 (1 50) 1 I C I B 4.485 mA I E (1 ) I B 4.5747 mA U CE U CC RE I E (12 1 4.5747) V 7.43 V
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第 9 章 基本放大电路
3 在图 3 (a) 随时的放大电路中,改变 RB、RC、或 UCC 的 数值都将改变静态工作点的位臵,试总结改变其中的某一个,而 另两个保持不变时,静态工作点移动的规律。 【答】 (1) 当 UCC、RC 不变时,如图 3 (b) 所示,直流 负载线不变。RB 变大,IB 变小,Q 点沿直流负载下移(例如, 移至 Q′)。 RB 变小,则 Q 点上移(例如,移至 Q″ )。 (2)当 UCC、RB 不变时, RC 愈大,如图3(c)所示,直流 负载线点斜率愈小,Q点下移(例如,移至Q′),反之上移 (例如,移至 Q″)。(3)当 RC、RB 不变,UCC 改变,如图 3 (d) 所示,直流负载线斜率不变,上下平移,Q 点也上、下 移动, UCC 愈大,Q 点愈高。
U OC 1.5 | AuO | 150 3 Ui 10 10
有载电压放大倍数
| AuL | U OL 1 100 3 Ui 10 10
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第 9 章 基本放大电路
由于
ri Ui US RS ri
Ui 10 ri RS 1 k 5 k US Ui 12 10
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第 9 章 基本放大电路
5. 在图 2所示共射放大电路中,若不加发射极旁路电容 CE,试推导这时的电压放大倍数的计算公式,并计算出数值。 【解】 不加发射极旁路电容CE时,电路的微变等效电路
如图3 。
U i rbe I b RE (1 ) I b U O R'L I C R'L I b
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第 9 章 基本放大电路
图3
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第 9 章 基本放大电路
4. 在图 3(a)所示放大电路中,增加 RC 能否增大电压放大倍 数? RC 过大,对电路的工作会有什么影响? 【答】 增大RC 可以提高放大电路的电压放大倍数。因该 R'L 放大电路的电压放大倍数 Au ,其中 R'L RC // RL , rbe RL增加,则 R'L 增加,电压放大倍数也随之增加。但 RC 的选
19.3 k
( RS // RB ) rbe 0 0.49 rO RE // 1// k 0.0095 k 1 1 50
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第 9 章 基本放大电路
7 已知共集放大电路的 RB = 560 kΩ, RE = 5.6 kΩ, UCC = 12 V ,硅晶体管的 β= 60,rbe = 2 kΩ,信号源内阻 RS = 0.56 kΩ,负载电阻 RL = 4.4 kΩ,试计算(1)静态工作点; (2)空载和有载时的电压放大倍数(3)输入电阻和输出电阻。 【解】 (1)静态分析 U CC U BE IB RB (1 ) RE
选取 UB = 4 V,则
U CC U B U CC U B 12 4 RB1 k 47 k I1 I2 IB 0.15 0.02 RB 2 UB 4 k 26.7 k I 2 0.15
U B U BE U B U BE 4 0.7 RE k 3.24 k IE IB IC 0.02 1 U CC U CE RE I E 12 6 3.24 (1 0.02) RC k IC 1 2.7 k
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第 9 章 基本放大电路
4 在图 2所示的共射放大电路中, UCC = 24 V ,RB1 = 33 kΩ, RB2 = 10 kΩ, RC = 3.3 kΩ, RE = 1.5 kΩ , RL = 5.1 kΩ,晶体管的 β= 66。 试作静态分析和动态分析。 【解】 (1)静态分析
rbe 200
3.3 5.1 R'L RC // RL k 2 k 8.4 R'L 2 Au 66 179 rbe 0.736 ri RB1 // RB 2 // rbe (33 // 10 // 0.736) k 0.672 k rO RC 3.3 k
图1
【解】过程如下: 温度 I C
IC
U D U BE I B
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第 9 章 基本放大电路
3 在图 2所示共射放大电路中,UCC = 12 V ,硅晶体管的 β= 50 , IC = 1 mA , UCE = 6 V,试确定电路中各个电阻的阻 值。 【解】 本题是已知静态工作 点求电路中的电阻值。 由
RB 2 10 UB U CC 24 V 5.58 V RB1 RB 2 10 33 U B U BE 5.58 0.7 IE mA 3.25 mA RE 1.5 IE 3.25 IB mA 0.0485 mA 1 1 66 I C I B 66 0.0485mA 3.2 mA
第 9 章 基本放大电路
教学基本要求
1. 了解放大电路的工作原理、理解放大电路的静态分析 和动态分析的内容和方法; 2. 了解共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路的 电路组成和主要特点,掌握静态分析和动态分析的计算; 3.了解多级放大的概念,掌握其静态和动态分析的计算; 4. 了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输 出方式;掌握静态和动态分析的计算。
图3
图2
R'L 2 Au 66 rbe (1 ) RE 0.736 (1 66) 1.5
1.3
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第 9 章 基本放大电路
6 已知共集放大电路的 RB = 75 kΩ, RE = 1 kΩ, RL = 1 kΩ, UCC = 12 V ,硅晶体管的 β= 50 ,信号源的内 阻 RS 可忽略不计,试对该电路进行静态和动态分析。
图4
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第 9 章 基本放大电路
6 图4所示放大电路中,若出 现以下情况,对放大电路的工作会 带来什么影响:(a) RB1 断路; (b) RB2 断路;(c) CE 断路;(d) CE 短路 ?
图4
【答】 (a) RB1 断路,基极无偏臵电流,在 ui 的负半周期 晶体管处于截止状态,不能起到正常的放大作用。 (b) RB2 断 路(设原电路参数设臵合理),IB 迅速增大,管子进入饱和状 态,无法进行正常放大。 (c) CE 断路,放大电路电压放大倍数 下降。(d) CE 短路,UBE 迅速增大,电路进入饱和状态,无法 起到正常放大作用。
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第 9 章 基本放大电路
7 试分析共集放大电路是否能稳定静态工作点? 【答】 共集放大电路可以稳定静态工作点,因为有: 温度 I C I E RE I E U BE I B
IC
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第 9 章 基本放大电路
8 图6所示差分放大电路 采用了那两种办法来抑制零点漂 移的?抑制的方法有何不同? 【答】 一是利用电路的对 称性来抑制整个电路的零点漂
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第 9 章 基本放大电路
(2)动态分析 1 1 R'L RE // RL 0.5 k 11 26 26 rbe 200 (200 50 ) 490 0.49 k IC 4.482
(1 ) R'L (1 50) 0.5 Au 0.981 rbe (1 ) R'L 0.49 (1 50) 0.5 ri RB // [rbe (1 ) R'L ] 75 // [0.49 (1 50) 0.5] k
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第 9 章 基本放大电路
分析与思考解答
1 试判断图 1所示各电路能否放大交流信号为什么?应如何改 进?
【答】 图 1中各图均不能正常放大交流信号。图 (a) 中无 基极偏臵电阻 RB ,晶体管无法获得偏臵电流,应增加基极偏 臵电阻 RB ;图 (b) 中缺集电极电阻 RC ,无法将集电极的电流 变化转换成电压的变化以实现电压放大,应增加 RC ;图(c)中 晶体管的发射结被短接,没有放大作用,应将短路线去掉;图 (d) 中 C1 的接法使输入的交流信号直接短路;图 (e) 中电容 C 的位臵不对,电容的隔直作用使晶体管得不到偏臵电流,应将 C1 移到 RB 与基极连接点的左边;图 (f) 中的晶体管为 PNP型, 因此电源极性接错,电容极性接反。 (a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 、 (e)各图改正后的电路如图 9.2 (a)所示, (f) 图改正后的电路如 图 2 (b) 所示。
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图2
第 9 章 基本放大电路
U CE U CC RC I C RE I E (24 3.2 3.3 3.25 1.5) V 8.565 V
(2)动态分析
26 26 200 66 736 0.736 k IC 3.2
择不宜过大。当 RC 过大时,IB 已经确定的情况下,UCE 将 显著减少,致使静态工作点靠近饱和区,限制了放大电路 输出电压幅值的变化范围。一般 UCE 不宜低于 2 V。
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第 9 章 基本放大电路
5 若要调节图 4所示放大电路的静态工作点,试问调节 哪个元件的参数比较方便? 【答】 调节 RB1 比较方便。因 RB2 数值一般比较小,改变 RB2 对 静态工作点的影响较大,因此通 常调节 RB1 来调整静态工作点。
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第 9 章 基本放大电路
图1
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第 9 章 基本放大电路
图2
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第 9 章 基本放大电路
2 在放大电路(图2 (a) )出现截止失真和饱和失真时,应如何调 节 RB(增大还是减小)才能消除失真。
【答】 在输入信号适中的情况下,放大电路出现截止失真, 说明静态工作点设臵得过低,应减小 RB 即增大 IB 来消除失真; 当出现饱和失真时,则应增大 RB 减小 IB 来消除失真。
移,二是利用发射极公共电阻
RE 抑制两单管放大电路的零点 漂移,从而抑制整个电路的零
图6
点漂移。
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第 9 章 基本放大电路
练习题解答
1 有一放大电路,接至 Us = 12 mV , Rs = 1 kΩ 的信号源上 时,输入电压 Ui = 10 mV ,空载输出电压 1.5 V,带上 5.1 kΩ 的负载时,输出电压下降至 1 V。 求该放大电路的空载和 有载时的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 【解】 本题目的是为了熟悉电压放大倍数、输入电阻和 输出电阻的定义。 空载电压放大倍数
RL U OC rO RL
所以
由于
U OL
所以
U OC U OL 1.5 1 rO RL 5.1 k U OL 1 2.55 k
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第 9 章 基本放大电路
2 图1是一种利用温度变化 时,二极管的正向电压降会发生相 应变化的原理来稳定静态工作点的 电路,试说明其稳定静态工作点的 过程。
选取
I 2 150 μ A 0.15 mA
图2
U B (5 ~ 10) U BE (5 ~ 10) 0.7 V (3.5 ~ 7) V
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【解】 (1)静态分析
U CC U BE IB RB (1 ) RE 12 0.7 mA 0.0897 mA 75 (1 50) 1 I C I B 4.485 mA I E (1 ) I B 4.5747 mA U CE U CC RE I E (12 1 4.5747) V 7.43 V
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第 9 章 基本放大电路
3 在图 3 (a) 随时的放大电路中,改变 RB、RC、或 UCC 的 数值都将改变静态工作点的位臵,试总结改变其中的某一个,而 另两个保持不变时,静态工作点移动的规律。 【答】 (1) 当 UCC、RC 不变时,如图 3 (b) 所示,直流 负载线不变。RB 变大,IB 变小,Q 点沿直流负载下移(例如, 移至 Q′)。 RB 变小,则 Q 点上移(例如,移至 Q″ )。 (2)当 UCC、RB 不变时, RC 愈大,如图3(c)所示,直流 负载线点斜率愈小,Q点下移(例如,移至Q′),反之上移 (例如,移至 Q″)。(3)当 RC、RB 不变,UCC 改变,如图 3 (d) 所示,直流负载线斜率不变,上下平移,Q 点也上、下 移动, UCC 愈大,Q 点愈高。
U OC 1.5 | AuO | 150 3 Ui 10 10
有载电压放大倍数
| AuL | U OL 1 100 3 Ui 10 10
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第 9 章 基本放大电路
由于
ri Ui US RS ri
Ui 10 ri RS 1 k 5 k US Ui 12 10
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5. 在图 2所示共射放大电路中,若不加发射极旁路电容 CE,试推导这时的电压放大倍数的计算公式,并计算出数值。 【解】 不加发射极旁路电容CE时,电路的微变等效电路
如图3 。
U i rbe I b RE (1 ) I b U O R'L I C R'L I b
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图3
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4. 在图 3(a)所示放大电路中,增加 RC 能否增大电压放大倍 数? RC 过大,对电路的工作会有什么影响? 【答】 增大RC 可以提高放大电路的电压放大倍数。因该 R'L 放大电路的电压放大倍数 Au ,其中 R'L RC // RL , rbe RL增加,则 R'L 增加,电压放大倍数也随之增加。但 RC 的选
19.3 k
( RS // RB ) rbe 0 0.49 rO RE // 1// k 0.0095 k 1 1 50
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7 已知共集放大电路的 RB = 560 kΩ, RE = 5.6 kΩ, UCC = 12 V ,硅晶体管的 β= 60,rbe = 2 kΩ,信号源内阻 RS = 0.56 kΩ,负载电阻 RL = 4.4 kΩ,试计算(1)静态工作点; (2)空载和有载时的电压放大倍数(3)输入电阻和输出电阻。 【解】 (1)静态分析 U CC U BE IB RB (1 ) RE
选取 UB = 4 V,则
U CC U B U CC U B 12 4 RB1 k 47 k I1 I2 IB 0.15 0.02 RB 2 UB 4 k 26.7 k I 2 0.15
U B U BE U B U BE 4 0.7 RE k 3.24 k IE IB IC 0.02 1 U CC U CE RE I E 12 6 3.24 (1 0.02) RC k IC 1 2.7 k
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4 在图 2所示的共射放大电路中, UCC = 24 V ,RB1 = 33 kΩ, RB2 = 10 kΩ, RC = 3.3 kΩ, RE = 1.5 kΩ , RL = 5.1 kΩ,晶体管的 β= 66。 试作静态分析和动态分析。 【解】 (1)静态分析
rbe 200
3.3 5.1 R'L RC // RL k 2 k 8.4 R'L 2 Au 66 179 rbe 0.736 ri RB1 // RB 2 // rbe (33 // 10 // 0.736) k 0.672 k rO RC 3.3 k
图1
【解】过程如下: 温度 I C
IC
U D U BE I B
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3 在图 2所示共射放大电路中,UCC = 12 V ,硅晶体管的 β= 50 , IC = 1 mA , UCE = 6 V,试确定电路中各个电阻的阻 值。 【解】 本题是已知静态工作 点求电路中的电阻值。 由
RB 2 10 UB U CC 24 V 5.58 V RB1 RB 2 10 33 U B U BE 5.58 0.7 IE mA 3.25 mA RE 1.5 IE 3.25 IB mA 0.0485 mA 1 1 66 I C I B 66 0.0485mA 3.2 mA
第 9 章 基本放大电路
教学基本要求
1. 了解放大电路的工作原理、理解放大电路的静态分析 和动态分析的内容和方法; 2. 了解共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路的 电路组成和主要特点,掌握静态分析和动态分析的计算; 3.了解多级放大的概念,掌握其静态和动态分析的计算; 4. 了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输 出方式;掌握静态和动态分析的计算。
图3
图2
R'L 2 Au 66 rbe (1 ) RE 0.736 (1 66) 1.5
1.3
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6 已知共集放大电路的 RB = 75 kΩ, RE = 1 kΩ, RL = 1 kΩ, UCC = 12 V ,硅晶体管的 β= 50 ,信号源的内 阻 RS 可忽略不计,试对该电路进行静态和动态分析。
图4
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6 图4所示放大电路中,若出 现以下情况,对放大电路的工作会 带来什么影响:(a) RB1 断路; (b) RB2 断路;(c) CE 断路;(d) CE 短路 ?
图4
【答】 (a) RB1 断路,基极无偏臵电流,在 ui 的负半周期 晶体管处于截止状态,不能起到正常的放大作用。 (b) RB2 断 路(设原电路参数设臵合理),IB 迅速增大,管子进入饱和状 态,无法进行正常放大。 (c) CE 断路,放大电路电压放大倍数 下降。(d) CE 短路,UBE 迅速增大,电路进入饱和状态,无法 起到正常放大作用。
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(2)动态分析 1 1 R'L RE // RL 0.5 k 11 26 26 rbe 200 (200 50 ) 490 0.49 k IC 4.482
(1 ) R'L (1 50) 0.5 Au 0.981 rbe (1 ) R'L 0.49 (1 50) 0.5 ri RB // [rbe (1 ) R'L ] 75 // [0.49 (1 50) 0.5] k
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分析与思考解答
1 试判断图 1所示各电路能否放大交流信号为什么?应如何改 进?
【答】 图 1中各图均不能正常放大交流信号。图 (a) 中无 基极偏臵电阻 RB ,晶体管无法获得偏臵电流,应增加基极偏 臵电阻 RB ;图 (b) 中缺集电极电阻 RC ,无法将集电极的电流 变化转换成电压的变化以实现电压放大,应增加 RC ;图(c)中 晶体管的发射结被短接,没有放大作用,应将短路线去掉;图 (d) 中 C1 的接法使输入的交流信号直接短路;图 (e) 中电容 C 的位臵不对,电容的隔直作用使晶体管得不到偏臵电流,应将 C1 移到 RB 与基极连接点的左边;图 (f) 中的晶体管为 PNP型, 因此电源极性接错,电容极性接反。 (a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 、 (e)各图改正后的电路如图 9.2 (a)所示, (f) 图改正后的电路如 图 2 (b) 所示。
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图2
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U CE U CC RC I C RE I E (24 3.2 3.3 3.25 1.5) V 8.565 V
(2)动态分析
26 26 200 66 736 0.736 k IC 3.2
择不宜过大。当 RC 过大时,IB 已经确定的情况下,UCE 将 显著减少,致使静态工作点靠近饱和区,限制了放大电路 输出电压幅值的变化范围。一般 UCE 不宜低于 2 V。
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5 若要调节图 4所示放大电路的静态工作点,试问调节 哪个元件的参数比较方便? 【答】 调节 RB1 比较方便。因 RB2 数值一般比较小,改变 RB2 对 静态工作点的影响较大,因此通 常调节 RB1 来调整静态工作点。
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2 在放大电路(图2 (a) )出现截止失真和饱和失真时,应如何调 节 RB(增大还是减小)才能消除失真。
【答】 在输入信号适中的情况下,放大电路出现截止失真, 说明静态工作点设臵得过低,应减小 RB 即增大 IB 来消除失真; 当出现饱和失真时,则应增大 RB 减小 IB 来消除失真。
移,二是利用发射极公共电阻
RE 抑制两单管放大电路的零点 漂移,从而抑制整个电路的零
图6
点漂移。
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1 有一放大电路,接至 Us = 12 mV , Rs = 1 kΩ 的信号源上 时,输入电压 Ui = 10 mV ,空载输出电压 1.5 V,带上 5.1 kΩ 的负载时,输出电压下降至 1 V。 求该放大电路的空载和 有载时的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 【解】 本题目的是为了熟悉电压放大倍数、输入电阻和 输出电阻的定义。 空载电压放大倍数
RL U OC rO RL
所以
由于
U OL
所以
U OC U OL 1.5 1 rO RL 5.1 k U OL 1 2.55 k
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2 图1是一种利用温度变化 时,二极管的正向电压降会发生相 应变化的原理来稳定静态工作点的 电路,试说明其稳定静态工作点的 过程。