基本放大电路习题

第二章 基本放大电路 习题测得某放大电路的输入正弦电压和电流的峰值分别为10 mV 和10 μA ， 在负载电阻为2 k Ω时， 测得输出正弦电压信号的峰值为2 V 。

试计算该放大电路的电压放大倍数、 电流放大倍数和功率放大倍数， 并分别用分贝（dB ）表示。

解：20010mV 2000mV 10mV2V A u ====i o U U &&&100μA 10mA 1μA 1020002000A i =====iL o i o I R U I I &&&&& 4p10210μ010mV 1mA 2V A ⨯=⋅⋅=⋅⋅==i i o o i o I U I U P P & dB 54407.020100lg 202lg 20200lg 20lg20A u =+⨯=+===ioU U dB 4010lg 20100lg 20lg 20A 2i ====io I I&& dB 4740710lg 102lg 10)102lg(10lg10A 44p =+=+=⨯==ioP P 当接入1 k Ω的负载电阻R L 时， 电压放大电路的输出电压比负载开路时的输出电压下降了20%， 求该放大电路的输出电阻。

解：ΩΩ250)1(4141)145()154(===-=-=K R R R U U R L L L o o o 说明图2-50所示各电路对正弦交流信号有无放大作用， 为什么？解：画出图2-51所示各放大电路的直流通路、 交流通路和微变等效电（b ） 不能正常放大 （ⅰ）交流信号短路到地，无法加到发射结。

（ⅱ）从直流通路看 BBECC BQ R U U I -=当∞→=BQ B I R ,0，电流过大，管子过热烧毁。

（a ） 不能正常放大 （ⅰ）0=B U ，无法建立合适的静态工作点，导致输出波形失真。

（ⅱ）b R 没有接CC U ，而是接地。

00===bb CC BQ R R U I （d ） 可以正常放大，只要b Rc R 参数选取适当。

（ⅰ）有偏流bCCBQ R U I =（ⅱ）i u 交流信号可以加到输入端输进放大。

（c ） 不能正常放大 （ⅰ）∵常数==CE C u R ,0 无交流信号电压输出。

（ⅱ）无电压放大只有电流放大)1(β+==Bei I I A （ⅲ）偏流BQ I 正常路。

图 2-51解：标明图2-52电路中静态工作电流I B、I C、I E的实际方向；静态压降U BE、U CE和电源电压的极性；耦合电容和旁路电容的极性。

解：图2-52分压式射极偏置电路如图2-53所示。

已知：U CC=12 V，R b1=51 k Ω，R b2=10 kΩ，R c=3 kΩ，R e=1 kΩ，β=80，三极管的发射结压降为 V，试计算：（1）放大电路的静态工作点I C和U CE的数值；（2）将三极管V替换为β=100的三极管后，静态I C和U CE有何变化？（3）若要求I C= mA，应如何调整R b1。

图2-53解： （1）V 212105110212≈⨯+=⨯+=CC b b b B U R R R UmA 3.1K17.02=-=-=e BE B E R U U I μA 168013.11≈+=β+=E B I I m A 283.1=≈E C I IV 84.6)K 1K Ω3(3.112)(=+-=+-=e C C CC CE R R I V U（2）若β=100，静态I C 和U CE 不会变化（∵分压式放大电路，I C 的大小与β的大小无关，mA R U U I I eBEB EC 3.1=-=≈）静态工作点不移动。

（3）若要求I C = ，则mA 8.1K17.05.2=-=-==e BE B E C R U U I I & U b =，K Ω38,5.212101011212==⨯+=⨯+=b b CC b b b B R R U R R R U将R b1由51K Ω调整为38K Ω。

共发射极放大电路如图2-54所示。

已知 -U CC =－16V ，R b =120k Ω，R C = k Ω，β=40， 三极管的发射结压降为 V ，试计算：（1） 静态工作点；（2） 若将电路中的三极管用一个β值为100的三极管代替， 能否提高电路的放大能力， 为什么？图 2-54解：（1） 静态工作点 mA 1275.0K Ω120V3.15===b CC b R U I m A 1.5==b C βI IV 35.8)5.11.516(=⨯-=-=C C CC CE R I U U （2） 若β=100，则m A 1275.0=b I ,mA 75.12=⨯=b C I βI ,V 125.3)5.175.1216(-=⨯-=CE U管子处于深度饱和状态，因为β=100，I C 增加使U CE ↓，不仅下降到0，而且变负，这使U BC > 0，令管子处于过饱和状态。

某三极管共发射极放大电路的u C E 波形如图2-55所示， 判断该三极管是NPN 管还是PNP 管？波形中的直流成分是多少？正弦交流信号的峰值是多少？ 解：该三极管是PNP 管波形中直流成分是-4V正弦信号峰值是2V （±2V ）三极管放大电路与三极管的输出特性曲线如图2-56所示， 忽略三极管的发射结电压。

（1） 用图解法求出三极管的静态工作点；（2） 若u i =50 s i n ωt （mV ）产生的基极电流为i b =20 sin ωt （μA ）， 试在图2-56（b ）中画出i C 和u CE 的波形， 并求出输出电压的峰值和电压放大倍数；（3） 该电路的最大不失真输出电压幅度是多少？（4） 当接入 kΩ的负载时， 电压放大倍数为多少？最大不失真幅度有何变化？图 2-56解：（1） 用图解法求静态工作点 μA 40K Ω300V 12≈==b CC B R V I ， 根据CC CC CE R I U U &-= 用两点法画直流负载线MN图 2-55当V 120===CC CE C V u i 时，当mA 4.21.512,0≈===kR V i u C CC C CE其斜率CR tg 1-=α直流负载线MN 和μA 40=b Ib i 的峰值为20μA →60μA以Q 点为中心，MN 和A I b μ=40的输出特性曲线交点即是静态工作点Q 点。

（2）放大倍数A u42V05.0V 1.2-≈==i ou U U A &&（3）最大不失真幅度：峰值=或（4）接入 kΩ负载后，交流负载线AB 变陡，斜率LR tg '-=α'1最大不失真幅度变小，（K Ω55.2//=='L C LR R R ） 峰值：若将图2-56中的R b 改为570 kΩ， 重新图解放大电路的静态工作点。

当增大正弦输入信号， 使i b =30 sin ωt （μA）时， 电路将出现什么问题？画出对应的i C 和u CE 波形。

解：)A 0000198.0()μA 8.19(μA 20K Ω570V3.11K Ω5707.012=≈=-=b I 静态工作点是由直流负载线和μA 20≈b I 的曲线相交于Q '点，μA 20≈b I 当增大正弦输入信号，使i b =30 sin ωt （μA）时，电路将出现截止失真，波形出现削顶，如图2-56中所画出的t i C →和u CEmA 1=CQ I V 2.6=CEQ U的削顶波形。

基本共发射极放大电路的静态工作点如图2-57所示，由于电路中的什么参数发生了改变导致静态工作点从Q0分别移动到Q1、Q2、Q3？（提示：电源电压、集电极电阻、基极偏置电阻的变化都会导致静态工作点的改变）。

图 2-57解：若在工作点Q0移到Q1则R b↓（减小），则I bQ↑（R C不变）从Q0移到Q2，则R C↑（增加），使直流负载线斜率变平（R b不变）从Q0移到Q3，则V CC↓（减小），R b↑（增加），（R C不变）即直流负载线斜率不变，把直流负载线平移到V。

CC图2-56（a）所示的共发射极放大电路的输出电压波形如图2-58所示。

问：分别发生了什么失真？该如何改善？若P N P管构成的基本共发射极放大电路的输出波形如图2-58所示，发生的是什么失真？如何改善？图 2-58解：（1）（a）发生了截止失真，输出U O波形正半周削顶，应调整R b↓使I b增加静态工作点上移。

（b）产生了饱和失真，输出U O波形负半周削底，应使①R b↑，使I b减小，脱离饱和区，静态工作点下移。

②当R b不变（即I bQ不变）把R C↓使直负载线变陡使Q点往放大区移动，脱离饱和区。

（c）发生了双重失真，在工作点合适的情况下，若输入信号过大，导致双重失真，改善办法增大电源电压V CC，或减小输入信号。

（2）若用PNP管构成基本共发射极放大电路，由于工作时采用直流负电源，所以非线形失真的波形与NPN型管正好相反。

即输出电压u o的波形顶部削波失真为饱和失真，底部削波失真为截止失真。

其改善办法与（1）相同，即饱和失真用降低I b（即加大R b），截止失真用增加I b（即减小R b）的办法来改善波形。

三极管单级共发射极放大电路如图2-59所示。

已知三极管参数β=50，R s=1 kΩ，并忽略三极管的发射结压降，其余参数如图中所示，试计算：（1）放大电路的静态工作点；（2）电压放大倍数和源电压放大倍数，并画出微变等效电路；（3）放大电路的输入电阻和输出电阻；（4）当放大电路的输出端接入6 kΩ的负载电阻R L时，电压放大倍数和源电压放大倍数有何变化？图 2-59解：（1） 放大电路静态工作点 mA 03.0μA 30400V12====ΩK R U I b CC bQ mA 5.103.050=⨯==bQ CQ βI I V 645.112=⨯-=⋅-=C CQ CC CEQ R I V U（2）167184.1450-≈⨯-=β-==K K r R U U A beC i O u &&&（ΩΩ1184884300mA5.1mV26)1(300=+=β++=be r ） 4.90)167(18.1118.1-≈-+=⋅+=i o i s i usU U R R R A &&& （K 4,18.1//=====c o be be b i R R K r r R R &） （3）K 18.1//===&&be be b i r r R RK Ω4==c o R R（4）K Ω4.26464//=+⨯=⋅⋅=='L C L C L C LR R R R R R R 7.10118.14.250-=⨯-='β-=be L ur R A & 05.557.10118.1118.1)(=⨯+=+=u s i i us A R R R A && 分压式偏置电路如图2-60所示， 三极管的发射结电压为 V 。