模拟电子书后习题答案第5章(1)

I RC1 I RC2 ( I C1 I B4 ) = 0.52 mA U C1 U C2 VCC I RC1RC1 2.6 V
因为
I E4
(U C 1 U B E )4 V 2 Re
EE
所以, Re
(U C1 U BE4 ) VEE 3.9 kΩ 2 I E4
1. 求 UCES=0 的情况下，电路的负载上可能得到的最大输出功率 Pom 是多少？ 2. 如何选择图中晶体管？ 3. 在负载电阻不变的情况下，如果要求 Pom=9W，试问 VCC 至少应该多大？
VCC VT 1 C + VT2
Ui
VCC 2
Uo
RL
图 5.12.8 例 5-9 电路图
[解] 1. 求最大输出功率 Pom、效率 η 和管耗 PT 最大输出功率 Pom 为:
【5-1】填空 1. 为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用 耦 合方式。 2. 为了使放大电路的信号与负载间有良好的匹配，以使输出功率尽可能加大，放大电 路应采用 耦合方式。 3. 若两个放大电路的空载放大倍数分别为 20 和 30， 则将它们级连成两级放大电路， 则 其放大倍数为 （a. 600，b. 大于 600，c. 小于 600） 4. 在 三 级 放 大 电 路 中 ， 已 知 |Au1|=50 ， |Au2|=80 ， |Au3|=25 ， 则 其 总 电 压 放 大 倍 数 |Au|= ，折合为 dB。 5. 在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的 ；而前级的输出电阻则也 可视为后级的 。 6．功率放大电路的主要作用是 。 7．甲类、乙类、甲乙类放大电路的是依据晶体管的 大小来区分的， 其中甲类放大 ；乙类放大 ；甲乙类放大 。 8 ．乙类推挽功率放大电路的 较高，这种电路会产生特有的失真现象 称 ；为消除之，常采用 。 9．一个输出功率为 10W 的扩音机电路，若用乙类推挽功率放大，则应选至少为 W 的功率管 个。 10． 理想集成运算放大器的放大倍数 Au＝ ， 输入电阻 Ri＝ ， 输出电阻 Ro＝ 。 11．通用型集成运算放大器的输入级大多采用 电路，输出级大多采 用 电路。 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 直接 变压器 c 小于 600 105，100 负载，后级的信号源，信号源内阻 向负载提供足够大的功率； 导通角，导通角为 360°，导通角为 180°，大于 180°而小于 360°； 效率，交越失真，甲乙类工作状态； 2，2。 ∞，∞，0 差分放大，互补功率输出
RF 180k
RF 180k
5k
+VCC
5k
+15V
+15V
VT2 Re
VT1 R1
R1
VT1
ui 15k ui
ui VT2 RL uo
15k
13k
A
A
VD1
D1
Re 1 1
R3
R3 13k
VD2
D2 Re
VT2
1
Re RL u 1 RL u 24 o o
24
VT2 -15V -15V
U o 1 Rc1 // Rb2 //[rbe2 (1 2 )( Re2 // RL )] (1 2 )( Re2 // RL ) Ui rbe1 (1 1 ) Re1 rbe2 (1 2 )( Re2 // RL ) ri Rb11 // Rb12 //[rbe1 (1 1 ) Re1 ] r Rc1 // Rb2 ro Re2 // be2 1 2
图 5.12.2 题 5-3 电路图
解： 1．静态工作点计算，令 U I1 U I2 0
IB 1 I
B 2
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VE E U B E 10.9μA Rb 2(1 ) Re
I C 1 I C 2 I B 10 . 5 4 m A UC E 1 U
CE 2
( V C CV ) E ) e7 . 7 0 V E I( R C 2 C R
VCC VCC R RC 2k VT1 uI1 Re 4.7k R 1.2k Re 4.7k RC 2k VT2 uI2 uI Rb VT1 RC uO RW RC Rb VT2
uO
Re VEE
VEE
图 5.12.3 题 5-4 电路图
图 5.12.4 题 5-5 电路图
解： 提示： Re 增加，导致 I E 减少， rbe 增加，故 Aud
Au Au1 Au 2 ＝ －460.8
【5-7】在图 5.12.6 功放电路中，已知 VCC=12V，RL=8Ω。ui 为正弦电压，求： 1．在 UCES=0 的情况下，负载上可能得到的最大输出功率； 2．每个管子的管耗 PCM 至少应为多少？ 3．每个管子的耐压 U (BR)CEO 至少应为多少？ 解： 1. POmax=VCC2/2RL=9W； 2. PCM≥0.2Pomax=1.8W，| U＜BR＞CEO |≥2VCC=24V。 【5-8】电路如图 5.12.7 所示，已知 VT1，VT2 的饱和压降为 2V，A 为理想运算放大器且输 出电压幅度足够大，且能提供足够的驱动电流。ui 为正弦输入电压。 1．计算负载上所能得到的最大不失真功率； 2．求输出最大时输入电压幅度值 Uim； 3．说明二极管 VD1，VD2 在电路中的作用。
VCC 2 ，可求得 VCC 8RL P om 8 8 9 24V 8RL
【5-10】OTL 互补对称式功率放大电路如图 5.12.9 所示，试分析与计算 1. 该电路 VT1、VT2 管的工作方式为哪种类型？ 2. 静态时 VT1 管射极电位 UE 是多少？负载电流 IL 是多少？ 3. 电位器 RW 的作用？ 4. 若电容 C 足够大，VCC=15V，晶体管饱和压降 UCES=1V，RL=8Ω，则负载 RL 上得到 的最大不失真输出功率 Pom 为多大？
-VCC
5k 5k
图 5.12.6
题 5-7 电路图
图 5.12.7 题 5-8 电路图
解： 1. Uom=[VCC-UCE（sat）]RL/（Re+RL）=12.48V Pomax= 2.
2 U om ≈3.2W； 2RL
Au≈- RF/R1= -12， 故 Uim=Uom/| Au |=1.04V； 3. 为 T1、T2 提供一定的静态偏置电压，以克服输出信号的交越失真。 【5-9】单电源乙类互补 OTL 电路如图 5.12.8 所示，已知 VCC=12V，RL=8Ω，Ui 为正弦电 压。
+
+
VT1
U IC
Rc U oc1
-
VT2
U I1 U I 2 2
RC
Re
图 3-5 （a）共模
Re
R 2
（b）差模
U od 2
-
2． Aud
U od RC U I1 U I2 rbe (1 )( Re
R ) 2
3.5
3．双端输出条件下：
Aud 3.5 ， Auc 0 ， KCMR
VCC U CES 1 2 Pom ( )2 2.25W RL 2
2. 晶体管必须满足的条件 最大集电极电流
I CM
反向击穿电压
VCC 12 0.75A 2 RL 16
U BR(CBO) VCC 12V
最大管耗
PTM 0.2P om 0.45W
3. 由 Pom
2．输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的 Q 点不合适，第一级产生了截止
失真，可以通过减小 Rb12 或增加 Rb11 的方法消除；若原因是第二级 Q 点不合适，第二级产 生了饱和失真。可以通过增加 Rb2 的方法消除。 【5-3】 某差分放大电路如图 5.12.2 所示，设对管的 β=50，rbb′=300Ω,UBE=0.7V，RW 的影 响可以忽略不计，试估算： 1．VT1，VT2 的静态工作点。 2．差模电压放大倍数 Aud。 3．仿真验证上述结果。
2.
在不考虑共模输出的条件下，第一级差分电路单端输入，双端输出。定义 U O1 的
参考方向 C1 端为 + 。
Au1
U O1 ( RC1∥rbe4 ) ＝ －9.83 RW U O2 Rb rbe1 (1 ) 2
第二级为双端输入，单端输出
Au 2
U O 1 RC4 ＝ 46.88 U O1 2 rbe4
单端输出条件下：
Aud 1.75 ， Auc
K CMR | Aud | 4.2 Auc
U OC RC 0.4 U IC rbe (1 ) Re
【5-5】分析图 5.12.4 中的电路，在三种可能的答案（a：增大；b：减小；c：不变）中选 择正确者填空，设元件参数改变所引起的工作点改变不致于造成放大管处于截止或饱和状 态。 1 ． 若 电 阻 Re 增 大 ， 则 差 模 电 压 放 大 倍 数 ，共模电压放大倍 数 。 2．若电阻 R 增大，则差模电压放大倍数 ；共模电压放大倍 数 。 3．若两个 RC 增大同样的数量，则差模电压放大倍数 ；共模电压放大倍 数 。
uo （设共模抑制比极大） 。 uI1
R c1 6.6k VT1 VT2 R c2 6.6k R c4 3k Rc5 3k uo VCC(+6V)
R 3k R b1 u I1 1k
100
RW VT3 DZ UZ=4V R e3 3.3k
R b2 1k
VT4 VT5
Re
VEE(-6V)
【5-2】电路如图 5.12.1 所示 U 1．写出 Au o 及 Ri，Ro 的表达式，设 β1、β2、rbe1、rbe2 及电路中各电阻均为已知。 Ui 2．设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的 Q 点不合 适，问第一级产生了什么失真？如何消除？若原因是第二级 Q 点不合适，问第二级产生了 什么失真？又如何消除？ 解： 1． Au
VCC(+12V)
+V CC Rb12 Rc1 C2 VT 1 R b2 VT2
RB
RC 10k VT1
uO VT2
RC 10k RB 20k uI2
ui
C1

C3
RL
uo
uI1
20k
RW
Rb11 Re1
R e1 Re2 Ce
RE 10k VEE(-12V)
图 5.12.1 题 5-2 电路图
图 5.12.5 题 5-6 电路图
解： 1．静态工作点计算：
I E3
U Re3 Re3

U Z U BE3 1mA Re3
I C1 I C2
IC 4 I
C 5
I E3 0.5mA 2
VC C U RC4
C 4

1mA
I B4 I B5
I C5

= 20 μA
26mV 2.69k IE
Uo RC 22.0 U I1 U I2 Rb rbe
2． rbe rbb' (1 )
Aud
【5-4】在图 5.12.3 所示的差分放大电路中，已知两个对称晶体管的 β=50，rbe=1.2kΩ。 1．画出共模、差模半边电路的交流通路。 2．求差模电压放大倍数 Aud 。 3．求单端输出和双端输出时的共模抑制比 KCMR。 解： 1. 在共模交流通路中，电阻 R 开路，故其半边电路的射极仅接有电阻 Re；在差模交 流通路中，电阻 R 的中点电压不变，相当于地，故其半边电路的发射极电阻为 Re 和 R/2 的 并联。
U O U O 1 RC 减少，切记 U Id U I 2 Rb rbe
不要简单的从 Aud 的表达式中无 Re 确定 Re 增加 Aud 不变。
1. b，b；
2. c，a；
3. a，a。
【5-6】 在图 5.12.5 所示的放大电路中，各晶体管的 β 均为 50，UBE=0.7V，rbe1=rbe2=3kΩ， rbe4=rbe5=1.6kΩ，静态时电位器 RW 的滑动端调至中点，测得输出电压 Uo=+3V，试计算： 1．各级静态工作点：IC1、UC1、IC2、UC2、IC4、UC4、IC5、UC5（其中电压均为对地值） 以及 Re 的阻值。 2．总的电压放大倍数 Au