第2章基本放大电路例题解析

第2章 基本放大电路例题解析

例2．1 三极管组成电路如图2．2(a)～(f)所示，试判断这些电路能不能对输入的交流信号进行正常放大，并说明理由。

解： 解此类题要注意以下问题：

(1)判别三极管是否满足发射结正偏，集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。对NPN 型晶体管构成的电路，集电极电源V CC 的正极接集电极C ，负极接“地”；对PNP 型晶体管构成的电路，集电极电源V CC 的负极接集电极C ，正极接“地”。

(2)判断有无完善的直流通路。

(3)判断有无完善的交流通路。

(4)在前三步判断得到肯定的结果时，再根据电路给出的参数值计算、判断三极管是否工作在放大区。电路的分析如下：

图(a)电路由NPN 管组成，静态情况下发射结无正向偏置，电路没有合适的静态工作点，

不具备放大作用。

图(b)电路由NPN 管组成，发射结满足正偏条件，但集电结不是反偏，也不具备合适的静态工作点，不能放大。

图(c)电路由NPN 管组成，三极管的发射结、集电结满足正偏和反偏的条件，但发射结的偏置电源V BB 将输入的交流信号旁路而不能进入三极管b ，e 间的输入回路，所以尽管电路具备合适的静态工作点，仍不能对交流信号进行正常的放大。

图(d)电路由PNP 管组成，三极管发射结正偏，集电结反偏，交流信号能进入b ，e 间的输入回路，经放大后在输出端出现，放电路能进行正常的放大。

图(e)电路由PNP 型管组成，三极管的发射结、集电结均满足放大的偏置条件，输入信号图2．

2

也能进入输入回路，但输出端无电阻R c ，故输出交流信号将经电源V CC 被地短路，因此电路也不能进行正常的放大。

图(f)电路由PNP 管组成，三极管的偏置满足放大的条件，二极管VD 为反向偏置，在电路中起温度补偿的作用，放电路能正常的放大。

例2．2 图2．3(a)固定偏流放大电路中，三极管的输出特性及交、直流负载线如图2．3 (b)，试求：

(1)电源电压V CC ，静态电流I B 、I C 和管压降V CE 的值；

(2)电阻R b 、R C 的值；

(3)输出电压的最大不失真幅度V OM ；

解 (1)由图解法可知，直流负载线与输出特性横坐标轴的交点的电压值即是V CC 值的大小，由图2．3 (b)，读得I b ≈20μA ，V CC ≈6V 。由Q 点分别向横、纵轴作垂线，得I C ＝1mA ，V CE ＝3V 。

(2)由直流通路基极回路得

Ω⨯=⨯=≈-361030010206A

V I V R B CC B 由集射极回路得

Ω=-=k I V V R C

CE CC C 3 (3)由交流负载线②与静态工作点Q 的情况可看出，在输入信号的正半周，输出电压V CE 在3V 到0．8V 范围内，变化范围为2．2V ；在信号的负半周输出电压V CE 在3V 到4．6V 范围内，变化范围为1．6V 。输出电压的最大不失真幅度应取变化范围小者，故V OM 为1．6V 。

例2．3 用示波器观察NPN 管共射单级放大电路输出电压，得到图2．4所示三种失真的波形，试分别写出失真的类型。

图2．

3

解：（a ）截止失真（顶部失真）；(b)饱和失真（底部失真）；(c) 大信号失真 (输入信号过大引起的削波失真)。

例2.4 在图2.5所示的基本放大电路中，设晶体管β＝100，V BEQ ＝-0．2V ，r bb ’＝200Ω，C l ，C 2足够大，它们在工作频率所呈现的电抗值分别远小于放大级的输入电阻和负载电阻。

(1)估算静态时的I BQ ，I CQ 和V CEQ ；

(2)估算晶体管的r be 的值；

(3)求电压放大倍数；

解

[]A V R V V I B BEQ

CC BQ 63102110470)2.0(10-⨯-≈Ω⨯---=-=

A I I BQ CQ 36101.2)1020(100--⨯-=⨯-⨯==β

V R I V V C CQ CC CEQ 7.3)31.2(10-=⨯---=-=

Ω≈++=++=14401.226)1001(20026)

1('EQ bb be I r r β 20844.13100-=Ω

Ω⨯-=-=k k r R A be C

V β 例2．5 放大电路如图2.6（a ）所示。已知图中R b1＝10k Ω， R b2＝2．5k Ω，R c ＝2k Ω，R e ＝750Ω，R L ＝1．5k Ω，R s ＝10k Ω，V cc ＝15V ，β＝150。设C l ，C 2，C 3都可视为交流短路，试用小信号分析法计算电路的电压增益A V ，源电压放大倍数A VS ，输入电阻R i ，输出电阻R o 。 图

2．4

解 由于三极管的小信号模型参数与静态工作点有关，所以，在进行小信号模型分析以前，首先进行静态分析并求三极管的H 参数。

(1)静态分析，确定r be

V V R R R V V b b b CC B 35.2105.215212=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡+⨯=+= mA A R V V I e BE B E 31075.07.033

≈⨯-=-= Ω=++=++=k I r E be 5.13

26)1501(20026)1(200β (2)画出H 参数小信号等效电路

先画出放大电路的交流通路，即将直流电源V CC 和所有的耦合电容、旁路电容都视为短路画出交流通路，然后根据交流通路画出H 参数小信号等效电路如图2．6(b)所示。

(3)求动态指标

根据H 参数小信号等效电路得

7.855.15.125.12150)//(-≈⎪⎪⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⨯⨯-=-==be L i o V r R Rc V V A β Ω=Ω⎥⎦

⎤⎢⎣⎡++===k k r R R I V R be b b i i i 85.05.115.211011////21 Ω=≈k R R C O 2

71.610

85.085.07.85-=+⨯-=+⨯=⨯==s i i V s i i o s o VS R R R A V V V V V V A 由以上分析结果可看出，由于R s 的存在而且较大，使A VS 比A V 比小得多。

例2．6 放大电路如图2．7所示，已知图中V CC =+12V ，R bl =15k Ω，R b2＝30k Ω，R e =3 k Ω， R c ＝3．3k Ω，β＝100， V BE ＝0．7V ，电容C 1、C 2足够大。

图

2.6