半导体三极管与其放大电路练习与答案
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半导体三极管及其放大电路
一、选择题
1.晶体管能够放大的外部条件是_________
a 发射结正偏,集电结正偏
b 发射结反偏,集电结反偏
c 发射结正偏,集电结反偏
答案:c
2.当晶体管工作于饱和状态时,其_________
a 发射结正偏,集电结正偏
b 发射结反偏,集电结反偏
c 发射结正偏,集电结反偏
答案:a
3.对于硅晶体管来说其死区电压约为_________
a 0.1V
b 0.5V
c 0.7V
答案:b
4.锗晶体管的导通压降约|UBE|为_________
a 0.1V
b 0.3V
c 0.5V
答案:b
5. 测得晶体管三个电极的静态电流分别为0.06mA,3.66mA 和3.6mA 。
则该管的β为_____
a 40
b 50
c 60
答案:c
6.反向饱和电流越小,晶体管的稳定性能_________
a 越好
b 越差
c 无变化
答案:a
7.与锗晶体管相比,硅晶体管的温度稳定性能_________
a 高
b 低
c 一样
答案:a
8.温度升高,晶体管的电流放大系数________
a 增大
b 减小
c 不变
答案:a
9.温度升高,晶体管的管压降|UBE|_________
a 升高
b 降低
c 不变
答案:b
10.对PNP 型晶体管来说,当其工作于放大状态时,_________ 极的电位最低。
a 发射极
b 基极
c 集电极
答案:c
11.温度升高,晶体管输入特性曲线_________
a 右移
b 左移
c 不变
答案:b
12.温度升高,晶体管输出特性曲线_________
a 上移
b 下移
c 不变
答案:a
12.温度升高,晶体管输出特性曲线间隔_________
a 不变
b 减小
c 增大
答案:c
12.晶体管共射极电流放大系数β与集电极电流Ic的关系是_________
a 两者无关
b 有关
c 无法判断
答案:a
15. 当晶体管的集电极电流Icm>Ic时,下列说法正确的是________
a 晶体管一定被烧毁
b 晶体管的PC=PCM
c 晶体管的β一定减小
答案:c
16.对于电压放大器来说,越小,电路的带负载能力越强________
a 输入电阻
b 输出
c 电压放大倍数
答案:b
17.测得晶体管三个电极对地的电压分别为-2V 、-8V 、-2.2V ,则该管为_________
a NPN 型锗管
b PNP 型锗管
c PNP 型硅管
答案:b
18.测得晶体管三个电极对地的电压分别为2V 、6V 、-2.2V ,则该管_________
a 处于饱和状态
b 放大状态
c 截止状态
d 已损坏
答案:c
19在单级共射放大电路中,若输入电压为正弦波形,则输出与输入电压的相位_________
a 同相
b 反相
c 相差90 度
答案:b
20在单级共射放大电路中,若输入电压为正弦波形,而输出波形则出现了底部被削平的现象,这种失真是_________ 失真
a 饱和
b 截止
c 饱和和截止
答案:a
21.引起上题放大电路输出波形失真的主要原因是______
a 输入电阻太小
b 静态工作点偏低
c 静态工作点偏高
答案:c
23.利用微变等效电路可以计算晶体管放大电路的_______
a 输出功率
b 静态工作点
c 交流参数
答案:c
25. 既能放大电压,也能放大电流的是_________ 放大电路。
a 共射极
b 共集电极
c 共基极
答案:a
26.引起放大电路静态工作不稳定的主要因素是_______
a 晶体管的电流放大系数太大
b 电源电压太高
c 晶体管参数随环境温度的变化而变化
答案:c
27. 在放大电路中,直流负反馈可以________
a 提高晶体管电流放大倍数的稳定性
b 提高放大电路的放大倍数
c 稳定电路的静态工作点
答案:c
28. 可以放大电压,但不能放大电流的是_________ 放大电路。
a 共射极
b 共集电极
c 共基极
答案:c
29. 射极输出器无放大_________ 的能力。
a 电压
b 电流
c 功率
答案:a
30. 在共射、共集和共基三种基本放大电路中,输出电阻最小的是_______ 放大电路。
a 共射极
b 共集电极
c 共基极
答案:b
31. 与空载相比,接上负载后,放大电路的动态范围一定_______
a 不变
b 变大
c 变小
答案:c
32.某放大电路在负载开路时的输出电压为4V,接入3kΩ的负载后输出电压降为3V,则此电路的输出电阻为_______
a 0.5kW
b 1kW
c 2kW
答案:b
35. 在多级放大电路中,即能放大直流信号,又能放大交流信号的是_______ 多级放大电路。
a 阻容耦合
b 变压器耦合
c 直接耦合
答案:c
36 . 直接耦合式多级放大电路与阻容耦合式(或变压器耦合式)多级放大电路相比,低频响应______
a 好
b 差
c 相同
37. 在多级放大电路中,不能抑制零点漂移的______ 多级放大电路。
a 阻容耦合
b 变压器耦合
c 直接耦合
38. 若三级放大电路的Au1 =Au2=30dB,Au3=20dB,电路将输入信号放大了______ 倍。
a 80
b 800
c 10000
39. 有两个性能完全相同的放大器,其开路电压增益为20dB,Ri=2kΩ,Ro=3kΩ。
现将两个放大器级联构成两级放大器,则开路电压增益为______
a 40dB
b 32dB
c 16dB
40.由于放大电路对非正弦输入信号中不同频率分量有不同的放大能力和相移,因此会引起放大电路的输出信号产生失真。
这种失真称为______ 失真。
a 饱和
b 截止
c 频率
41.放大电路的两种失真分别为______ 失真。
a 线性和非线性
b 饱和和截止
c 幅度和相位
42. 直接耦合多级放大电路与阻容耦合(或变压器耦合)多级放大电路相比,低频响应_______
a 差
b 好
c 差不多
44. 在考虑放大电路的频率失真时,若输入信号Ui为正弦波,则输出信号___
a 会产生线性失真
b 会产生非线性失真
c 为正弦波
45.在晶体管组成的三种基本放大电路中,_______ 放大电路的高频特性最好。
a 共射极
b 共集电极
c 共基极
46. 对于多级放大电路,其通频带与组成他的任何一级单级放大电路相比_____
a 变宽
b 变窄
c 两者一样
47. 多级放大电路的级数愈多则上限频率fH _________
a 越高
b 越低
c 无变化
48. 具有相同参数的两级放大电路在组成它的各个单管的截至频率处,幅值下降_______
a 3dB
b 6dB
c 20dB
49. 多级放大电路的级数愈多,则高频附加相移_________
a 越大
b 越小
c 无变化
51. 已知某晶体管的fT=150MHz,βb=50。
当其工作频率为50MHz时,fβ≈_____
a 50MHz
b 30MHz
c 3MHz
52. 单级阻容耦合放大电路加入频率为fH和fL的输入信号时,输出电压的相位与中频区相比,在量值上有_______ 度的附加值。
a180 b 90 c 45
53在单级阻容耦合放大电路的波特图中,
(1)频响应曲线的斜率在高频区和低频区分别为_______
a 20dB/ 十倍频,-20dB/ 十倍频,
b 20dB/ 十倍频,20dB/ 十倍频,
c -20dB/ 十倍频,20dB/ 十倍频,
(2)相频响应曲线的斜率在高频区和低频区分别为_______
a 45 °/ 十倍频,-45 °B/ 十倍频
b 45 °/ 十倍频,45 °B/ 十倍频
c - 45°/ 十倍频,-45 °B/ 十倍频
54.工作在放大区的某三极管,如果当I B从12μA增大到22μA时,I C从1mA变为2mA,那么它的β约为。
A. 83
B. 91
C. 100
答案:C
二、判断题
55.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用;()
答案:×
56.放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的;()
答案:×
57.电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的;()
答案:×
58.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作;()
答案:√
59.由于放大的对象是变化量,所以当输入信号为直流信号时,任何放大电路的
输出都毫无变化;()
答案:×
60.只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。
()
答案:×
三、解答题
61.电路如图PT3.4所示,所有晶体管均为硅管,β均为60,'bb r=100Ω,静态时|U BEQ|≈0.7V。
试求:(1)静态时T1管和T2管的发射极电流。
(2)若静态时u O>0,则应如何调节R c2的值才能使u O=0V?若静态u O=0V,则R c2=?电压放大倍数为多少?
图T3.4
解:(1)T 3管的集电极电流 I C3=(U Z -U BEQ3)/ R e3=0.3mA 静态时T 1管和T 2管的发射极电流 I E1=I E2=0.15mA
(2)若静态时u O >0,则应减小R c2。
当u I =0时u O =0,T 4管的集电极电流I CQ4=V EE / R c4=0.6mA 。
R c2的电流及其阻值分别为
Ω
≈+=
-=-=k 14.7mA
14.0C2
c1BEQ4
E4E4c2CQ4
C2B4C2R R I U R I R I I I I I =β
电压放大倍数求解过程如下:
Ω≈++=Ω≈++=k 74.2mV
26)
1(k 7.10mV
26)1(EQ4
bb'be4EQ2
bb'be2I r r I r r ββ
{}29718
)1( 5.16 2])1([2
1e4
be4c4
2
be2e4be4c21
-∥≈⋅=-≈++-=≈++=u u u u u A A A R r R A r R r R A ββββ
62.电路如图P4.8所示,具有理想的对称性。
设各管β均相同。
(1)说明电路中各晶体管的作用; (2)若输入差模电压为(u I1-u I2),
则由此产生的差模电流为△i D ,求解电路电流放大倍数A i 的近似表达式。
解:(1)图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。
T 1和T 2、T 3和T 4分别组成的复合管为放大管,T 5和T 6组成的镜像电流源为有源负载。
(2)由于用T 5和T 6所构成的镜像电流源作为有源负载,将左半部分放大管的电流变化量转换到右边,故输出电流变化量及电路电流放大倍数 分别为
ββββ)1(2 )1(2I
O
I O +≈∆∆=
∆+≈∆i i A i i i
63.若两级放大电路各级的波特图均如图P5.2所示,试画出整个电路的波特图。
解:dB 60lg 20m
=u A 。
在折线化幅频特性中,频率小于10Hz 时斜率为+40dB/十倍频,频率大于105Hz 时斜率为-40dB/十倍频。
在折线化相频特性中,f =10Hz 时相移为+90o ,f =105
Hz 时相移为
-90o。
波特图如解图P5.18所示。
解图P5.18
图P5.2
64.电路如图P2.19所示,晶体管的 =60,'
bb r =100Ω。
(1)求解Q 点、
u A 、R i
和R o
;
图P2.19 (2)设s U
=10mV (有效值),问i U =?o U =?若C 3
开路,则i U =?o U =?
解:(1)Q 点:
V 56.4)(mA
86.1 A
μ 31)1(e c EQ CC CEQ BQ CQ e
b BEQ CC BQ =+-≈≈=≈++-=
R R I V U I I R R U V I ββ
u
A
、R i 和R o 的分析:
Ω==-≈-=Ω≈=Ω≈++=k 3 95
)
( 952 952mV
26)
1( c o be
L c be b i EQ
bb'be R R r R R A r R R I r r u
∥∥ββ
(2)设s U =10mV (有效值),则 mV 304 mV
2.3 i o s i
s i
i ≈=≈⋅+=
U A U U R R R U u
若C 3开路,则
mV 4.14mV 6.95.1k 3.51])1([i o i
s i
i e L c e be b i ≈=≈⋅+=
-=-≈Ω≈++=U A U U R R R U R R R A R r R R u s u
∥∥β
65.处于放大状态的晶体管,集电极电流是多子漂移运动形成的。
() 答案:×
电路名称 连接方式(e 、c 、b ) 性能比较(大、中、小)
公共极 输入极 输出极 u
A
i A R i R o 其它
共射电路共集电路共基电路
电路名称连接方式性能比较(大、中、小)
公共
端
输入
端
输出
端u
A i A R i R o其它
共射电
路
e b c 大大小大
共集电
路
c b e 小大大小
共基电路b e c 大小小大频带
宽
BEQ。
利用图解法分别求出
R L=∞和R L=3kΩ时的静态工作点和最大不失真输出电压U om(有效值)。
图P2.4
解:空载时:I BQ=20μA,I CQ=2mA,U CEQ=6V;最大不失真输出电压峰值约为5.3V,有效值约为3.75V。
带载时:I BQ=20μA,I CQ=2mA,U CEQ=3V;最大不失真输出电压峰值约为2.3V,有效值约为1.63V。
如解图P2.4所示。
解图P2.4
68.图P3.6所示电路参数理想对称,β1=β2=β,r be1=r be2=r be。
(1)写出R W 的滑动端在中点时A d 的表达式;
图P3.6
(2)写出R W 的滑动端在最右端时A d 的表达式,比较两个结果有什么不同。
解:(1)R W 的滑动端在中点时A d 的表达式为
be
W
c I
O
d )2
( r R R u u A +
-=∆∆=
β
(2)R W 的滑动端在最右端时
I
be
W
c C2C1O I
be
c
C2I be
W c C1)2( 2 2)
( u
r R R u u u u r R u u r R R u ∆⋅+
-
=∆-∆=∆∆⋅+
=∆∆⋅+-
=∆βββ
所以A d 的表达式为
be
W
c I
O
d )2
( r R R u u A +
-=∆∆=
β
比较结果可知,两种情况下的A d 完全相等;但第二种情况下的
C21C u
u ∆∆>。
69.电路如图P4.8所示,具有理想的对称性。
设各管β均相同。
(1)说明电路中各晶体管的作用; (2)若输入差模电压为(u I1-u I2),则由此产生的差模电流为△i D ,求解电路电流放大倍数A i 的近似表达式。
解:(1)图示电路为双端输入、单端输出的差分放大电路。
T 1和T 2、T 3和T 4分别组成的复合管为放大管,T 5和T 6组成的镜像电流源为有源负载。
(2)由于用T 5和T 6所构成的镜像电流源作为有源负载,将左半部分放大管的电流变化量转换到右边,故输出电流变化量及电路电流放大倍数图P4.8 分别为
ββββ)1(2 )1(2I
O
I O +≈∆∆=
∆+≈∆i i A i i i
70.已知某电路电压放大倍数
)
10j 1)(10j 1(j 105f f f
A u
++-=
试求解:
(1)m u A
=?f L =?f H =?
(2)画出波特图。
解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出
m u A 、f L
、f H。
Hz
10Hz 10100
)10j 1)(10j
1(10
j 1005H L m
5==-=++⋅-=f f A f f f
A u u
(2)波特图如解图P5.6所示。
解图P5.6
71.当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为。
A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 答案:B
72.分别改正图P2.2所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波信号。
要求保留电路原来的共射接法和耦合方式。
图P2.2
解:(a)将-V C C改为+V C C。
(b)在+V C C与基极之间加R b。
(c)将V B B反接,且在输入端串联一个电阻。
(d)在V B B支路加R b,在-V C C与集电极之间加R c。
73.电路如图P2.6所示,已知晶体管 =50,在下列情况下,用直流电压表测晶体管的集电极电位,应分别为多少?设V C C=12V,晶体管饱和管压降U C E S=0.5V。
(1)正常情况(2)R b1短路(3)R b1开路
(4)R b2开路(5)R C短路
图P2.6
解:设U B E=0.7V。
则
(1)基极静态电流
V
4.6
mA
022
.0
c
C
CC
C
b1
BE
b2
BE
CC
B
≈
-
=
≈
-
-
=
R
I
V
U
R
U
R
U
V
I
(2)由于U B E=0V,T截止,U C=12V。
(3)临界饱和基极电流
mA
045
.0
c
CES
CC
BS
≈
-
=
R
U
V
I
β
实际基极电流
mA
22
.0
b2
BE
CC
B
≈
-
=
R
U
V
I
由于I B>I B S,故T饱和,U C=U C E S=0.5V。
(4)T截止,U C=12V。
(5)由于集电极直接接直流电源,U C=V C C=12V
74.电路如图P3.9所示,晶体管的β=50,'bb r=100Ω。
(1)计算静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位;
图P3.9
(2)用直流表测得u O=2V,u I=?若u I=10mv,则u O=?
解:(1)用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为
V
5
,
k
67
.6
CC
L
c
L
'
CC
L
c
'
L
=
⋅
+
=
Ω
≈
=V
R
R
R
V
R
R
R∥
静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位分别为
V
15
V
23
.3
mA
265
.0
2
CC
CQ2
'
L
CQ
'
CC
CQ1
e
BEQ
EE
EQ
CQ
CQ2
CQ1
=
=
≈
-
=
=
-
≈
≈
=
=
V
U
R
I
V
U
R
U
V
I
I
I
I
(2)先求出输出电压变化量,再求解差模放大倍数,最后求出输入电压,如下:△u O=u O-U C Q1≈-1.23V
mV 6.377.32)(2 k 1.5mA 26)
1(d O I be b 'L d EQ 'bb be ≈∆=-≈+-
=Ω≈++=A u u r R R A I r r ββ
若u I =10mv ,则
V 9.2V
327.0O 1CQ O I d O ≈∆+=-≈=∆u U u u A u
75.电路如图P4.10所示,T 1与T 2管的特性相同,所有晶体管的β均相同,R c 1远大于二极管的正向电阻。
当u I 1=u I 2=0V 时,u O =0V 。
图P4.10
(1)求解电压放大倍数的表达式;
(2)当有共模输入电压时,u O =?简述理由。
解:(1)在忽略二极管动态电阻的情况下
21be3c2
2be1
3be c112u u u u u A A A r R A r r R A ⋅=⋅-=⋅
-≈ββ∥
(2)当有共模输入电压时,u O 近似为零。
由于R c 1>>r d ,△u C 1≈△u C 2,因此△u B E 3≈0,故u O ≈0。
76.减小电路非线性失真的措施有( )
A. 采用输入特性为线性的晶体管;
B. 采用交流负反馈放大电路;
C . 采用小信号功率放大电路; D. 稳定在互补对称功放电路的乙类状态下工作
77.三极管有 和 两种载流子参与导电,故称作极型晶体管;而场效应管称作极型晶体管。
答案:电子,空穴,双,单
78.不论何种组态的放大电路,作放大之用的三极管都工作于输出特性曲线的
区。
因此接入电路时,总要使它的发射结保持偏置,使它的集电结保持偏置。
三极管的电流放大作用,实质上是指它的基极电流对集电极电流的作用。
答案:放大,正向,反向,控制
79.图2电路对输入的交流信号电压是否正常放大?理由是.
答案:否,因Rb<Rc使VB>Vc不能保证集电结反向偏置,特别是偏流
IB过大可能损坏发射结
80.根据图3某共射单放电路中三极管的输出特性曲线及交、直流负载线,可以得出:
1)静态点Q值:IB = IC = UCE =.
2)三极管电流放大系数β= . 3)集电极电阻R c = . 4)最大不失真输出电压幅度(Uom)max=______________
图3
答案:IB=0.02mA,IC≈1mA,UCE≈3V;β≈50;Rc≈3KΩ;(Uom)max≈1.5V
81.放大电路分析时,可以忽略不予考虑的参量有()
A 小数量,遇见恒大于它的数量时;
B 倒数和关系中的恒小数量;
C 阻抗串联关系中的恒小电阻;
D 阻抗串联关系中的恒小电容
答案:C
82.在全频段阻容耦合共射单级放大电路中,信号在低频段不可忽略的电容或等效电容有()
A 发射极电容元件;
B 三极管的结电容;
C 电路导线分布电容;
D 偶合电容元件
答案:A,D
83.对三极管基本放大电路析时,须乘以(1+β)倍折算的元件是(),
A 折算到发射极电流并联支路的三极管输入电阻rbe;
B 折算到基区的三极管发射结电阻rb’e;
C 折算到基极电流串联回路的发射极电阻Re;
D 折算到基极电流串联回路的发射极电容Ce ;
答案:B,C
84.在放大电路的交流通路中()可以视为短路。
A 无内阻的直流电压源;B高、中频交流信号下工作的耦合电容元件;
C 高、中交流信号下的三极管结电容;
D 高、中频交流信号下有旁路电容的电阻元件
答案:A, B
85.减小放大信号非线性失真的措施有()。
A 采用输入线性好的晶体管;
B 采用交流负反馈放大电路;
C 稳定在合适静态工作点的小信号的电压或功率放大电路下工作;
D.稳定在互补对称功放电路的甲乙类状态下工作;
答案:B,D
86.电路如图6所示,说明下列三种情况时,电路各属于和种组态,各有何特点?
(1)U2 = 0,从C极输出:共极组态特点:.
.
(2)U2 = 0,从E极输出:共极组态特点:..
(3)U1 = 0,从C极输出:共极组态特点:..
答案:(1)共射组态,有电压(反相)、电流放大能力
(2)共集组态,有电流、无电压(同相)放大能力,输入电阻高,输出电阻低
(3)共基组态,有电压(同相)、无电流放大能力,频率特性好
87.固定偏流电路如图7(a)所示。
已知:V CC = 12V,R b = 280kΩ, R c = 3kΩ, R L = 3 kΩ,三极管β= 50, 取r bb’= 200Ω,U BE = 0.7V.
求:(1)静态工作点Q;(2)求电压增益Au ;
(3)假如该电路的输出波形出现如图7(b)所示的失真,问是属于截止失真还是饱和失真?调整电路中的哪个元件可以消除这种失真?
如何调整?
答案:(1)IB≈0.04mA,IC≈IE≈2mA,UCE≈6V
(1)rbe≈963Ω, R L’≈1.5 KΩ, Au≈-78
图7(a)
图7(b)
(2)饱和失真,调节偏流电阻Rb,增大阻值
88.射极偏置电路如图8所示。
已知: V CC = 12V,R b1 = 2.5kΩ, R b2 =7.5kΩ,R c = 2kΩ, R e = 1kΩ, R L = 2kΩ,三极管β= 30,取r bb’= 300Ω,U BE = 0.7V.求:(1)静态工作点Q;(2)电压增益Au;(3)电路输入电阻Ri和输出电阻Ro
图8
答案:
(1)VB≈3V, IC≈IE≈2.3mA, IB≈0.077mA, UCE≈5.1V
(2)Ri≈483Ω,Ro≈RC = 2KΩ
(3)rbe≈650Ω, R L’≈1 KΩ, Au≈-46.2
89.当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为。
A. 前者反偏、后者也反偏
B. 前者正偏、后者反偏
C. 前者正偏、后者也正偏
答案:B
90.试分析图T2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图T2.2
解:(a)不能。
因为输入信号被V B B短路。
(b)可能。
(c)不能。
因为输入信号作用于基极与地之间,不能驮载在静态电压之上,必然失真。
(d)不能。
晶体管将因发射结电压过大而损坏。
(e)不能。
因为输入信号被C2短路。
(f)不能。
因为输出信号被V C C短路,恒为零。
(g)可能。
(h)可能。
(i)不能。
因为T截止。
91.电路如图题6.1.2所示,所有BJT 的β均很大,V BE =0.7V ,且T 2、T 3特性相同,电路参数如图。
问:
(1)T 2、T 3和R 组成什么电路?在电路中起什么作用?(2)电路中T 1、R e1起电平移动作用,保证vi =0时,vo =0。
求I REF 、I c3和R e1的值。
解(1)T 2、T 3和R 组成镜像电流源电路,在电路中作为 BJT T 1的恒流源负载,提高带负载能力。
(2)当vi =0时,vo =0
mA k V R V V V I I EE BE REF REF C 3.231)127.012()
(23=Ω
+-=---=
≈ Ω=⨯-=-=-313)103.23()7.08(331A V I V V R C BE I e 92.双端输人、双端输出理想的差分式放大电路如图题
6.2.2所示。
求解下列问题(1)
若v i1=1500μV 。
v i2=500μV ,求差模输人电压v id ,共模
输入电压v ic 的值;(2)若A VD =100,求差模输出电压
v od ;(3)当输入电压为v id 时,若从 C 2点输出,求 v c2
与v id 的相位关系;(4)若输出电压v o =1000 v i1-999 v i2
时,求电路的从A VD 、Avc 和 K CMR 的值。
解(1)差模输人电压为
V V V v v v i i id μμμ1000500150021=-=-=
共模输人电压为
V V v v v i i ic μμ1000)5001500(2
1)(2121=+=+= (2)A VD =100,差模输出电压为
mV V v A v id VD od 1001000100=⨯==μ
(3)id c v v 与2同相。
(4)219991000i i o v v v -=,求A VD 、A VD 和K CMR
212121)2
1()21()(2
1)(i VC VD i VC VD i i VC i i VD ic
VC id VD o v A A v A A v v A v v A v A v A v --+=+⨯+-=+= 所以
1000)21(=+
VC VD A A 999)2
1(=-VC VD A A 则 5.999||
,5.999,1====VC VD CMR VD VC A A K A A 93.电路如图题 6.2 .5所示,JFET 的 g m =2mS ,r DS =20 k
Ω,求:(1)双端输出时的差模电压增益A VD =(v o1-v o2)
/v id 的值;(2)电路改为单端输出时,A VD1、Avc 1和K CMR
的值。
解(1)差模电压增益
id
2
O 1O VD v v v A -=3.13]k 67.6[m S 2)r ||R (g DS d m -=Ω-=-=
(2)单端输出时,差模电压增益
67.62
11-==VD VD A A 共模电压增益
33.0)
1020(1021)1067.6(102)2(1)||(33331-=⨯⨯+⨯⨯-=+-=--s m DS d m VC R g r R g A 共模抑制比 2.2033.067.6A A K 1VC 1VD CMR ===
94.电路如图题6.2.7所示,已知BJT 的β1=β2=β3=50,
r ce =200 k Ω,V BE =0.7 V ,试求单端输出时的差模电压增益
A VD2、共模抑制比K CMR 、差模输人电阻R id 和输出电阻Ro 。
提示:AB 两端的交流电阻
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+++==32133330)||(1e be e ce AB R R R r R r r r β
解 R 2两端的电压为
V V R R R V EE R 1.3)9(6.5332122+=++=+≈ mA A R V V I e BE R E 2102.17.01.333323
=⨯-=-= mA I I I E E E 121321
=== Ω=++Ω=k I V r E T be 53.1)1(2001
11β Ω=⎥⎦⎤⎢⎣
⎡++Ω=k I V r E T be 86.0)1(200333β Ω=k R R 95.1||21
单端输出差模电压增益
12]
1.0)501(53.11.0[2
2.350])1([2)||(1122=⨯+++⨯⨯=++++=e be s L c VD R r R R R A ββ AB 两端交流电阻为
Ω=Ω⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛++β+==M 2.3k 2.195.186.02.1501200R R ||R r R 1r r r 3e 213be 3e 33ce o AB 单端输出的共模电压增益
0005.010
2.3)501(22.350)1(2)||(322-=⨯⨯+⨯⨯-=+-≈o L c Vc r R R A ββ 共模抑制比 240000005.01222===
VC VD CMR A A K 差模输人电阻Ω=Ω⨯++=+++=k k R r R R e be s id 5.13]1.05153.1.01[2])1([21β
输出电阻Ω==k R R c o 7.42
95.电路如图题6.2.9所示,设所有BJT 的β=20,r be =2.5K Ω,r ce =200K Ω,FET 的gm =4mS ,其它参数如图所示。
求:(1)两级放大电路的电压增益Av =Av1·Av2;(2)Rid 和Ro ;(3)第一级单端输出时的差模电压增益 id
1o 1VD v v A =、共模电压增益Avc1和共模抑制比K CMR 注:源极恒流源交流等效电阻为
⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+++++β+=)R R (r )]R r (||R [)R R (1r r 3p 5e 5be 6e 6be 33p 5e 5ce o
解 (1)两级放大电路的电压增益
730
2.0)201(5.212
201.542)1(2)1(||22)1(2
3323112
33'
12
1=⎥
⎦⎤⎢⎣⎡⨯++⨯-⨯⨯-=⎥⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢
⎣
⎡
++-⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎥⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢⎣⎡++-
-=⋅=p be c p be p d m p be c L m V V VD R r R R r R R g R r R R g A A A βββββ (2)输入电阻Ω=≈=M R r R R gs id 1.5||11
输出电阻Ω=+=k R R R c c o 2443 (3)第一级单端输出时的差模电压增益
2
.101.542
1
2R )1(r ||2R R g 21R g 2
1
A 2p 3
be 1p 1d m 1
L 'm 1VD -=⨯⨯-=⎪⎭⎪
⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡β++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-=
T1、T2源极恒流源交流等效电阻
Ω
=
Ω
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
+
+
⨯
+
=
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
+
+
+
+
+
+
=
k
k
R
R
r
R
r
R
R
R
r
r
p
e
be
e
be
p
e
ce
o
2664
5.8
5.2
8.2
5.8
20
1
200
)
(
)]
(||
[
)
(
1
3
5
5
6
6
3
3
5
5
β
第一级单端输出的共模电压增益
3
o
m
1
L
'
m
1
VC
10
96
.0
2664
2
4
1
1.5
4
)
r2(
g
1
R
g
A-
⨯
-
=
⨯
⨯
+
⨯
-
=
+
-
=
共模抑制比
3
3
1
VC
1
VD
CMR
10
6.
10
10
96
.0
2.
10
A
A
K⨯
=
⨯
=
=
-
96.电路如图所示,晶体管的β=100,UBE=0.7 V,饱和管压降UCES=0.4 V;稳压管的稳定电压UZ =4V,正向导通电压UD=0.7 V,稳定电流IZ=5 mA,最大稳定电流IZM=25 mA。
试问:
(1)当uI为0 V、1.5 V、25 V时uO各为多少?
(2)若Rc短路,将产生什么现象?
【解题过程】
(1)当uI=0时,晶体管截止;稳压管的电流
在IZ和IZM之间,故uO=UZ=4 V。
当uI=15V时,晶体管导通,基极电流
假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流
由于uO>UCES=0.4 V,说明假设成立,即晶体管工作在放大状态。
值得指出的是,虽然当uI为0 V和1.5 V时uO均为4 V,但是原因不同;前者因晶体管截止、稳压管
工作在稳压区,且稳定电压为4 V,使uO=4 V;后者因晶体管工作在放大区使uO=4 V,此时稳压
管因电流为零而截止。
当uI=2.5 V时,晶体管导通,基极电流
假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流
在正电源供电的情况下,uO不可能小于零,故假设不成立,说明晶体管工作在饱和状态。
实际上,也可以假设晶体管工作在饱和状态,求出临界饱和时的基极电流为
IB=0.18 mA>IBS,说明假设成立,即晶体管工作在饱和状态。
(2)若Rc短路,电源电压将加在稳压管两端,使稳压管损坏。
若稳压管烧断,则uO=VCC =12 V。
若稳压管烧成短路,则将电源短路;如果电源没有短路保护措施,则也将因输出电流过大而损坏
97.电路如图所示,晶体管导通时UBE=0.7V,β=50。
试分析uI为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。
【解题过程】
(1)当VBB=0时,T截止,uO=12V。
(2)当VBB=1V时,因为
μA
所以T处于放大状态。
(3)当VBB=3V时,因为
μA
所以T处于饱和状态。
98. 在T=25℃时,测得某晶体管的IC=4mA,IB=45,ICBO=1。
若晶体管的温度系数为1%/℃,
在T=45℃时,测得IB=60,这时IC=?
【解题过程】
T=25℃时的值为
T=45℃时,有
故
99.试问图示各电路能否实现电压放大?若不能,请指出电路中的错误。
图中各电容对交流可视为短路。
图(a)图(b)
图(c)图(d)
【解题过程】
图(a)电路不能实现电压放大。
电路缺少集电极电阻,动态时电源相当于短路,输出端没
有交流电压信号。
图(b)电路不能实现电压放大。
电路中缺少基极偏置电阻,动态时电源相当于短路,输入
交流电压信号也被短路。
图(c) 电路也不能实现电压放大。
电路中晶体管发射结没有直流偏置电压,静态电流
,
放大电路工作在截止状态。
图(d)电路能实现小信号电压放大。
为了保证输出信号不失真(截止、饱和),当输入信号
为
正时,应不足以使三极管饱和;当输入信号为负时,应不会使三极管截止。
100. 电路如图所示。
设晶体管的UBE = 0.7V。
试求:
(1)静态时晶体管的IBQ、ICQ、UCEQ及管子功耗PC(= ICQUCEQ)值;
(2)当加入峰值为15mV的正弦波输入电压ui时的输出电压交流分量uo;
(3) 输入上述信号时管子的平均功耗PC(av)值,并与静态时管子的功耗比较;
(4)若将电路中的晶体管换成另一只的管子,电路还能否正常放大信号,为什么?
【解题过程】
(1)
(2)由于,故
uo的峰值为27.7 mV,uo与ui的相位相反。
(3)管子在放大电路有信号时的功耗
可见,动态时管子的功耗有所降低。
(4)当=150时,
可见,管子工作于饱和状态,故电路不能正常放大信号。
101.在图(a)所示电路中,已知晶体管的β=100,rbe=1 kΩ;静态时UBEQ=0.7 V,UCEQ=6 V,IBQ=20
μA;输入电压为20 mV;耦合电容对交流信号可视为短路。
判断下列结论是否正确,凡对的在括号内打“√”,否则打“×”。
(1)电路的电压放大倍数
①()
②()
③()
④()
(2)电路的输入电阻
①()
②()
③()
④()
(3)电路的输出电阻
①()
②()
③()
(4)信号源的电压有效值
①()
②()
【解题过程】
为了得到正确结论,可首先画出图(a)所示电路的交流等效电路,如图(b)所示;然后按各动态参数的定义分别求解它们的数值。
由图可得,,
(1)①、②均用静态量求解,故不正确;当电路带负载时,输出电压应为考虑了负载作用的
,③为空载时的,故也不正确。
结论是:①×,②×,③×,④√。
(2)①、②均用静态量求解Ri,故不正确;放大电路的输入电阻Ri是放大电路自身的参数,与信
号源内阻Rs无关,故④也不正确。
结论是:①×,②×,③√,④×。
(3)输出电阻Ro是放大电路自身的参数,与负载电阻RL无关,故①不正确;③用静态量求解Ro,
故也不正确。
结论是:①×,②√,③×。
(4)从图(b)可知,是在Rs和Ri回路中Ri所得的电压,故结论是:①×,②√。
图(a)
图(b)
102.单级放大电路如图所示,已知Vcc=15V,,,, 此时调到
,,,,,,晶体管饱和压降UCES为1V,晶体管的结电容可以忽略。
试求:
(1)静态工作点,:
(2)中频电压放大倍数、输出电阻、输入电阻;
(3)估计上限截止频率和下限截止频率;
(4)动态范围=?输入电压最大值Ui p=?
(5)当输入电压的最大值大于Ui p时将首先出现什么失真?
【相关知识】
(1)共射极放大电路。
(2)放大电路的频率特性。
【解题过程】
(1)采用估算法求解静态工作点。
由图可知
故
(2)利用微变等效电路法,求解放大电路的动态指标。
(3)当电路中只有一个惯性环节时,电路的截止频率可以表示为,其中为电容所在回路的等效电阻。
在高频区,根据题意,晶体管的结电容可以忽略,影响电路上限截止频率的电容只有负载等效电
容。
故电路的上限截止频率为
在低频区,影响下限截止频率的电容有、和。
可以分别考虑输入回路电容(、)和
输出回路电容()的影响,再综合考虑它们共同作用时对电路下限截止频率的影响。
只考虑输出回路电容时
只考虑输入回路电容和时,为了简化计算,忽略偏置电阻及射极电阻的影响,把射极旁路电
容折算到基极回路,则有
由于,所以电路的下限截止频率为
(4)由于,即电路的最
大不失真输出电压受截止失真的限制,故电路的动态范围
输入电压最大值
(5)由上述分析可知,当输入电压的最大值大于U ip时,电路将首先出现截止失真。
103. 电路如图所示。
晶体管T为3DG4A型硅管,其、rbb'=80Ω。
电路中的VCC=24V、RB = 96kΩ、RC =RE=2.4kΩ、电容器C1、C2、C3 的电容量均足够大、正弦波输入信号的电压有效值Ui=1V。
试求:
(1)输出电压Uo1、Uo2的有效值;
(2)用内阻为10kΩ的交流电压表分别测量uo1、uo2时,交流电压表的读数各为多少?
【解题过程】
(1)
(2)设表内阻为RL,则
由以上计算结果可见,信号由发射极输出时,因电路输出电阻小而带负载能力强。
【常见错误】
104.放大电路如图(a)所示,晶体管的输出特性和交、直流负载线如图(b)所示。
已知,。
试求:
(1)电路参数、、的数值。
(2)在输出电压不产生失真的条件下,最大输入电压的峰值。
图(a)图(b)
【解题过程】
(1)从输出特性和直流负载线可以看出,,,,。
由交流负载线可看出最大不失真输出电压幅值受截止失真的限制,输出电压幅值的最大值
由可以算出
由可以算出
由可以算出
(2)由图(b)看出
,,
则
所以输出电压不产生失真时的最大输入电压的峰值
105.图为一个放大电路的交流通路。
试在下列三种情况下写出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式:。