模拟电路 第4章习题选讲

4.4.4 在图中所示的放大电路中，设信号源内阻 Rs=600Ω，BJT的β=50。(1)画出该电路的小信号等效 电路；(2)求该电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro；(3)当 Vs=15mV时，求输出电压Vo。
解：（1）小信号等效电路 如图（b）所示
(2) 先求VBQ和IEQ
Rb1
Rc
33kΩ 3.3kΩ
小信号等效电路分析法步骤：1、画出放大电路的 小信号等效电路；2、由工作点参数确定小信号等 效电路中的元件（rbe等）参数值；3、由小信号等 效电路求AV，Ri，RQ；
图解法步骤：
在输入输出特性曲线所在坐标中，过Q点画交流负 载线，然后在输入特性曲线坐标画输入信号波形， 可在输出特性曲线所在坐标中得到对应输出信号波 形，分析之。 对多级放大器，分级求解，但要注意各级间的相互 联系：前级输出电压是后级的输入电压，后级的输 入电阻是前级的负载电阻。等等。
(3)求电路的电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro；(4) 若Vo中的交流成分出现图题4.3.11b所示的失真现象，问
是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调整电路
中的哪个元件？如何调整？
-12V
Vs
Rb
Rc
O
t
300kΩ
2kΩ
Cb2
Cb1
T
+
Vo
RS
RL VO
t
+
-
O
VS
-
解： (1)估算Q点
4.1.2 某放大电路中BJT三个电极A、B、C的电流如图
题4.1.2所示，用万用表直流电流档测得IA=-2mA， IB=-0.04mA，IC=+2.04mA，试分析A、B、C中哪个是 基极b、发射极e、集电极c，并说明此管是NPN还是
PNP管，它的 =？
Ac
解：IA=-2mA，IB=-0.04mA可 知IA 、IB的方向与实际方向相
Ri vi ii
+ VS1
rbe (1 )Re -
Ro
Re
||
rbe
1
b ib +
rbe
Vi
e
Re -
Ri
ic c
βib
Rc
+
Vo
-
(4)：(1)(2)两种情况都是从集电极输出，所 以其相位关系能用图b表示，即将Vs1加于 “－”端，Vs2加于“+”端。
Rc
b
-
c
b
T
+
e
e
+
c
VS1 -
4.5.5 电路如图所示，BJT的电流放大系数为β，输入电 阻为rbe，略去了偏置电路。试求下列三种情况下的电 压增益Av，输入电阻Ri和输出电阻Ro；(1)Vs2=0，从集 电极输出；(2)Vs1=0，从集电极输出；(3)Vs2=0，从发 射极输出；并指出(1)(2)两种情况的相位关系能否用图 b来表示？符号“+”表示同相输入端，而符号“-”表示 反向输入端。
Re +
-VS2
（b）
（a）
4.6.1 电路如图所示。设两管的β=100，VBEQ=0.7V，
试求(1)ICQ1、VCEQ1、ICQ2，VCEQ2;(2)Av1、Av2、Av、
Ri和Ro
+15v
解：该电路为共射-共基组合 放大电路（1）
ICQ1 IEQ1 IEQ2 ICQ2 10.2mA
Rc2 470Ω
Ri
+
Vo Ro
(2) Vs1=0， 信号从发射极
vi ib rbe ie Re
输入、从集电 极输出属共基 极电路
vo ic Rc
ib Rc
(ib rbe (1 )ib Re )
ii Re
e
βib
ic c
+
+
VS2
Vi
ie rbe ib
+
Rc
Vo
-
-
-
Av
Vo Vi
rbe
+
（b）
RS +
Vi Rb1
Rb2
rbe
e
βib Rc
RL
Vo
VS --
Re1
-
由工作点求rbe Ri
Ro
26mV
rbe
200 (1 50) 1.73mA
0.97k
Ri R b1 || R b2 || [rbe (1 )Re1]
33k ||10k ||[0.97k (1 50)1.3k]
(1)发射结正偏且集电结反偏，则工作在放大区； (2)发射结、集电结均正偏，则工作在饱和区； (3)发射结、集电结均反偏，则工作在截止区；
三、放大电路的静态分析 解法：有解析法和图解法两种。
解析法步骤：1、画出放大电路的直流通路；2、由 基极回路求IBQ或VBQ(对射极偏置电路）；3、求 ICQ和VCEQ，对射极偏置电路，则求 VEQ→IEQ→ICQ→IBQ和VCEQ；
T2
vo vBB=6v
由VBQ1=0V得 VEQ1=－0.7V
+
T1
由VBB=6V得 VEQ2=(6－0.7)V=5.3Vvs
-
Io
Ce
则 VCEQ1=VEQ2-VEQ1=[5.3-(-0.7)]V=6V 10.2mA
-15v
VCQ2=VCC-ICQ2RC2=(15-10.2×0.47)V≈10.2V
-12V
VBQ
10k (10 33)k
(12V )
2.8V
+
IEQ
VEQ Re
(VBQ VBEQ ) Re
RS +
VS -
Rb2 10kΩ
(2.8 0.2)V 1.73mA (0.2 1.3)k
T Re1 200Ω
Re2 1.3kΩ
+
VO RL 5.1kΩ
-
（a）
ib
ic
+
b
c
IA
反。即电流IB IA为流入， IC为 流出。 故此BJT为NPN管。
IC
IB
Bb
根据电流分配关系可
Ce
知，A是集电极，B是 基极，C是发射极。
Ic
IB
2mA 0.04mA
50
4.2.2 电路如图所示，设BJT的β=80，VBE=0.6V， ICEO、VCES可忽略不计，试分析当开关S分别接通A、B、 C三位置时，BJT各工作在其输出特性曲线的哪个区域，
所以，该电路可以稳定Q点。
(a)
对图(b)
一方面如电阻不变： T ICQ
另一方面：
VCC
T R t R t || R b1
θ
Rb1 Rc
VBQ
Rt
R b2 || R b1 R b2
VCC
T
VBEQ VBQ VEQ
Rt Rb2
Re
IBQ ICQ
(b)
由此可知：T升高引起Rt下降使得ICQ增大，所以两 方面都使得ICQ增大，该电路不能稳定Q点。
2、当输入信号为3个频率（f,2f,3f）的正弦波的合 成信号时，① 如放大电路仅出现线性失真， 则输出 信号的频率成分是否改变？波形是否改变？② 如放 大电路仅出现非线性失真， 则输出信号的频率成分 是否改变？波形是否改变？
答：① 频率成分不改变，波形会改变；② 频率成 分改变，波形会改变；
3、一般放大器的电压放大倍数均可化为如下表达式
并求出相应的集电极电流Ic。
12V
解:(1)S接通A时：
IB
(12 0.6)V 40K
0.3mA
I BS
I CS
Vcc / R c
0.038mA
500kΩ 40kΩ
B
A
S
C
20kΩ
4kΩ
T β=80
IB>IBS，∴BJT工作在饱和区
12V
Ic
Vcc Rc
12V 4K
3mA
S接通B时：
12V
(12 0.6)V IB 500K 0.023mA
VCEQ2=VCQ2-VEQ2=(10.2-5.3)V=4.9V
(2)
rbe1 rbe2
rbb'
(1 ) 26mV
I EQ
0.46k
Av1
vo1 vs
1rbe2
rbe1
100 0.46 0.46
100
Av 2
vo vo1
2 Rc2
rbe2
100 0.47 0.46
102
IBQ
Vcc VBEQ Rb
40A
ICQ IBQ 4mA
Rb
VCEQ VCC ICQ RC
12V 4mA 2k
300kΩ Cb1
4V
RS +
VS
-
Rc 2kΩ
-12V Cb2
T
+
RL VO -
(2)简化的H参数小信号等效电路图：
b ib
ic
c
+
+
RS +
Vi Rb
rbe
VS
--
Vs
该图中BJT为PNP管。BJT O
t
管在负半周失真，是由于
静态工作点过低引起，即 Vo
IBQ过小，因此是截止失真。 O
t
为消除失真，则要增大 IBQ ，所以应减小Rb
Rb 300kΩ
Cb1
RS +
VS -
Rc 2kΩ
-12V Cb2
T
+
RL VO -
4.4.2 如图所示的偏置电路中，热敏电阻Rt具有负温 度系数，问能否起到稳定工作点的作用？
e
Rc
RL
βib
Vo
-
Rb 300kΩ
Cb
1
RS +
VS -
-12V
Rc
2kΩ
Cb
2
T
+
RL V
O
-
(3)求Av、 Ri、 Ro
BJT的输入电阻：
rbe
rbb'
(1
)
26(mV) IEQ (mA )
200
(1100 )
26mV 4mA
857
Av
(R c ||
rbe
RL)
155 .6
R i R b || rbe 857 R o R c 2k
4.6k
R o R c 3.3k
ib
ic
+
b
c
+
（b）
RS +
Vi Rb1
Rb2
rbe
e
βib Rc
RL
Vo
VS --
Re1
-
Ri
Ro
(3)求Vo
A vs
vo vs
vo vi
vi vs
(Rc || R L ) Ri 7.9 rbe (1 )R e1 Rs Ri
vo Avsvs 7.915mV 118 .5mV
五、电路静态工作点的稳定性问题 解法：分析电路的直流通路，看温度升高时电
路能否自动地适当减小基极电流IBQ即可。 若能自动减小IBQ，则静态工作点稳定。这也 就是后面要讲的所谓直流负反馈。
六、放大电路的频率响应
掌握通频带、上限截止频率、下限截止频率和由 典型表达式或波特图求通频带和上限截止频率、 下限截止频率。见图4.7.12和图4.7.14。
Av Av1Av2 100 102 10200
Ri rbe1 0.46k
Ro Rc2 0.47k
【补充例题】1、什么是放大电路的线性失真？什 么是放大电路的非线性失真？
答：放大电路由于带宽所限，对输入信号中不同的 频率成分增益不同和相移不同所引起的输出信号波 形的失真统称为线性失真；由放大电路中元器件的 非线性引起的输出信号失真称为非线性失真。
（T升高时，Rt减小）
解： 对图(a)，T升高时，一方面导致 ICQ 增加，另一方面：
T R t R t || R b2
VCC
VBQ
Rt
R t || R b2 || R b2 R b1
VCC
Rb1
Rc
VBEQ (VBQ V EQ )
T
IBQ ICQ
θ Rt Rb2
Re
即T升高引起Rt下降使得ICQ下降，
Rc
Ri
(1 )Re
b
Ro
Ri
=
Re
+
rbe
1+
；
Ro Rc
(3) Vs2=0， 信号从基极输
vi ib rbe ie Re
入，从发射极 输出属共集电
ib rbe (1 )ib Re
极电路
vo ie R e (1 )ib R e
Av
(1 )R e rbe (1 )R e
图解法步骤：1、在输入特性曲线所在坐标中，画
VCC iB Rb vBE ,即iB f vBE 直流方程 ，得IBQ。
2、在输出特性曲线所在坐标中，画负载线方程
VCE VCC iC RC ，得负载线与iB＝IBQ输出特性
曲线的交点，即为Q点，三个要素即可得到。
四、放大电路的动态分析
解法：也有小信号等效电路分析法和图解法两种。
500kΩ 40kΩ
B
A
4kΩ
S
T
IB<IBS， ∴BJT工作在放大区。 C 20kΩ
β=80
IC=βIB=80×0.023mA=1.84mA 12V
<3mA S接通C时：
BJT的发射结反偏，工作在截 止区，IC≈0
4.3.11 电路如图所示，已知BJT的β=100,VBEQ=-0.7V。(1) 估算电路的Q点；(2)画出简化的H参数小信号等效电路；
•
•
Av 1
j f L1
f 1
j fL2
AvM f 1
j
f
f H1 1
jf
f H 2
由此可得到波特图的2个低频转折频率fL1和fL2以及2 个高频转折频率fH1和fH2，中频放大倍数AvM（与频 率无关的数），然后取大的低频转折频率作为放大器
第4章习 题ຫໍສະໝຸດ Baidu选 讲
2006.10.30
第4章主要题型及解法
一、判断BJT是何管型及电极是发射极、集电 极还是基极
解法：根据电流的大小关系可以确定电极的属性； 根据电流流经发射极的方向可以确定是NPN管还是 PNP管。
二、判断BJT工作在其输出特性曲线的哪个区域(放 大区、饱和区、截止区)
解法：可通过加在发射结、集电结的电压情况来判 断发射结、集电结是正偏还是反偏，从而来判断 BJT工作在哪个区域。
Rc
c
b
T
b
-
c
+ VS1
-
e Re
e
+
+
-VS2
（b）
（a）
解：(1) Vs2=0，信号从基极输入从集电极输出电路 属共射极电路
画出电路的小信号等效电路（可以不画）
Av
rbe
R c (1 )R e
R i rbe (1 )R e
ib
Ro Rc
+b
+
rbe
VS1
Vi
e
-
Re
-
ic c
βib Rc