模拟电子与数字逻辑第11章交流放大电路作业习题解答

IC I B 80 0.016 1.28 mA UCE U CC IC RC I E RE 12 1.28 5 1.31 4.3 V
（2） 求电压放大倍数（空载）
rbe
300
(1 ) 26(mV) I E (mA)
300
(1 80) 26 1.3
1920
1.92
uo AVS uS 4.37 10 sin t 43.7 sin t mV
11-5 R1 100 k, R2 50k, RC RE 2 k, 80 。
若 ui 500 sin t mV ，求电压 uo1 和 uo2 。
C +1
u
i
R
1
R
2
U
R
CC +15
CV
C
2
+
C
u
3
o+ 1
补充题 1：如图 11-补 1 所示电路称为场效应管源极跟随器，已知：gm、RG、R1、R2、RS， 推导电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
+US
R
C1
D G
+1
R
S
u
GR
R
i
2
S
D
+
+ U i u
o
G
S
R U gs
G
+
UR o
RR
1
2
DgmU gs S
图 11补1
图 11-补 1-1
解：微变等效电路如图 11-补 1-1 所示。
1.59 k
A V
( 1)(RE // RL ) rbe ( 1)(RE // RL )
81 (3.9 // 5) 1.59 81 (3.9 // 5)
0.991
ri RB //[rbe ( 1)(RE // RL )] 200 //[1.59 81 (3.9 // 5)] 94 k
11-6 图 11-42 所示电路， gm 0.5 mA/V, R1 100 k, R2 50 k, R 1 M,
RD 10 k, RS 10 k, RL 10 k 。
（1） 画出所示电路的微变等效电路；
（2） 求 AV ， ri 和 ro 。
+1
R
R C 5V
C1 +1
D
D
2
G
R
S
+ Ru
u
i
R
R
C L
o
2
S
3
图 11-42
解： （1） 微变等效电路见图 11-42-1。
+
U i
G
D
+
R
+
R URgs
1
2
gmU gs
R RU o
S
D
L
图 11-42-1
（2）求 AV ， ri 和 ro ：
AV gm (RD // RL ) 0.5 (10 //10) 2.5 ri R R1 // R2 1 M 100//50k 1.033M ro RD 10 k
rbe
ri RS
60 (5 // 5) 1.68 56 1.68 1.68 1
求输出电压： uo AVS uS 56 5sin t 280 sin t mV
11-4 RS 1 k, R1 120 k, R2 30k, RC 5 k, RE 1.5 k, Re 0.5 k,
第 11 章 基本放大电路
清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2002 年 8 月 23 日
11-2 图 11-38 电路， R1 50 k, R2 10 k, RC 5 k, RE 1 k, 80 。
（1） 求电路的静态工作点；
（2） 求电压放大倍数 AV 和输入电阻 ri 、输出电阻 ro ； （3）若放大电路接入有负载 RL 10 k 时，再求 AV 、 ri 和 ro ；
（4）画出所示电路的微变等效电路。若输入端作用有 ui 5sin t mV 的信号电压时，
通过微变等效电路，求出电流 ib 、 ic 和电路输出电压 uo （负载 RL 10 k ）
（5）根据电路的静态值和动态值，定性画出所示电路中电压 u B 、 uC 和电流 iB 、 iC 的
波形。
C +1
1679
1.68
k
ri R1 // R2 //[rbe ( 1)Re ] 120// 30 //[1.68 (60 1) 0.5] 13.71k ro RC 5 k
（3）求电压放大倍数及输出电压
A VS
(RC // RL ) rbe ( 1)Re
ri
ri RS
60 (5 // 5) 13.71 4.37 1.68 61 0.5 13.71 1
AVS
AV
ri
ri RS
0.988 120 120 2
0.97
多级放大器 图 11-45 所示电路，ui = t mV, R11 = 100 k , R12 = 20 k , RC1 = 10 k , RE1
= 2 k , R21 = 39 k , R22 = 10 k , RC2 = 5 k , RE2 = k , 1 = 2=50, （1） 求 RL = 10 k 时，输出电压 uo。 （2） 求输入电阻、输出电阻。
C +1
u
i
R
B
U CC +12 V
C
2
+
R
Ru
E
L
o
题 11-7 图
解：
IB
U CC U BE RB ( 1)RE
12 0.7
0.0219 mA
200 (80 1) 3.9
I E ( 1)I B 81 0.0219 1.77 mA
rbe
300 (
1)
26 IE
300 81 26 1.77
11-3
图
11-39
所
示
电
路
，
uS 5 sin t mV, RS 1 k, R1 120 k, R2 30k, RC 5 k,
RE 2 k, RL 5 k, 60 。
（1）求电压放大倍数 AVS
U U
o S
及电压 uo ；
（2）求输入电阻 ri 和输出电阻 ro 。
C
1
R
1
+ u
Ru
E
o2
解：
题 11-5 图
UB
U CC
R2 R1 R2
15 50 100 50
5V
IE
U B U BE RE
5 0.7 2
2.15 mA
rbe
300
(1
)
26(mV) I E (mA)
300
(1 80)
26 2.15
1.27
k
AV 1
RC
rbe ( 1)RE
80 2 1.27 81 2
u
i
R
1
R
2
U
R
CC +12
CV
C
2
+
u
R
Co
E
E
解： （1） 求电路的静态工作点
图 11-38
UB
U CC
R2 R1 R2
12 10 10 50
2V
U E U B U BE 2 0.7 1.3 V
IE
UE RE
1.3 1.3 mA 1
IB
IE 1
1.3 80 1
0.016 mA
U gs Ui U o
（1）
U o gmU gs RS
（2）
由（1）、（2）得：
A V
U o U i
g mU gs RS (1 gm RS )U gs
gm RS 1 gm RS
输入电阻：
ri RG R1 // R2
输出电阻求法：将输入信号U i 短路，在输出端用“加压求流法”（图 11-补 1-2）。
S
R
2
U
R
CC +15
CV
C
2
+
Ru
R
CL
o
E
E
解：求静态工作点：
图 11-39
UB
U CC
R2 R1 R2
15 30 120 30
3V
IE
U B U BE RE
3 0.7 2
1.15 mA
IB
IE 1
1.15 60 1
0.019 mA
19 A
IC I B 60 0.016 1.14 mA UCE U CC IC RC I E RE 15 1.14 5 1.15 2 7 V
1
R
2
题 11-4
图
r Ib
I c
be
R
e
+
R
RU o
C
L
（2）求输入电阻、输出电阻
UB
U CC
R2 R1 R2
15 30 120 30
3V
IE
U B U BE RE
3 0.7 2
1.15 mA
rbe
300
(1
) 26(mV) I E (mA)
300
(1 60) 26 1.15
k
A V
RC rbe
80 5 208 1.92
ri R1 // R2 // rbe 50 //10 //1.92 1.56 k ro RC 5 k
（3） 求电压放大倍数（带载）
A V
(RC // RL ) rbe
80 (5 //10) 1.92
139
ri R1 // R2 // rbe 50 //10 //1.92 1.56 k ro RC 5 k
0.76 mA
I E1
IE2 2 1
0.76 41
0.0185 mA
rbe1
300 (1
1) 26 I E1
100 k
rbe2
300 (2
1) 26 IE2
1.7 k
ri 200 // 300 //[100 (70 1) 1.7 (70 1)(40 1)(10 //10)] 120 k AV 0.988
Ie2 Ib2 Ic2
U o (Ib2 Ic2 )(RE // RL ) (1 1)( 2 1)Ib (RE // RL )
U i Ib rbe1 (1 1)Ib rbe2 (1 1)( 2 1)Ib (RE // RL )
AV
U o U i
(1 1)( 2 1)(RE // RL ) rbe1 (1 1)rbe2 (1 1)( 2 1)(RE
1
R
1
CC +15 V
R
S
+
u
S
1
C
R
2
2
2
R
+ Ru
E
L
o
解： (1)微变等效电路
题 11-8 图
R
S
+
U i
r Ib
Ic1
be1
R
R
r
IIbE21
1
2
be2
IE 2
R
Ic 2
+
R U O
E
L
（2）放大倍数公式推导
Ic1 1Ib
Ib2 Ie1 Ib Ic1 (1 1)Ib
Ic2 2 Ib2 2 (1 1)Ib ,
RL 5 k, 60
（1） 画出所示电路的微变等效电路；
（2） 若 uS 10 sin t mV ，求电压放大倍数 AVS 及输出电压 uo ；
（3）求输入电阻 ri 和输出电阻 ro 。
C
1
R
1
U
R
CC +15
CV
C
2
+
+ u
S
R
2
R
Ru
e
R
L
o
C
E
E
解： （1） 微变等效电路
ห้องสมุดไป่ตู้
R
S
+R
U S
0.98
AV 2
( 1)RE rbe ( 1)RE
81 2 1.27 81 2
0.99
uo1 AV1ui 0.98 500 sin t 490 sin t mV
uo2 AV 2ui 0.99 500 sint 495 sint mV
结论： uo1 近似反相输出， uo2 近似同相输出。
UB
B
i I
B B
i I
C C
u UC= V
C
u 0o
uB U B ui 2 V 5sin t mV
t
t iB I B ib 16 2.6 sin t A
t iC IC ic 1.28 0.208 sin t mA
t
uC UC uc 5.6 V 0.695 sint V t uo uc -0.695 sint V
ro
RE
//
rbe 1
3.9 // 1.59 81
0.0195 k
19.5
(复合管组成的射极跟随器)
R1 200 k, R2 300 k, RS 2 k, RE 10 k, RL 10 k, 1 70, 2 40
(1) 画出微变等效电路;
(2) 求 AVS 和输入电阻 ri U
C
（4） 微变等效电路
+
U i
R
1
R
r Ib
2
be
+
I c
R
RU o
C
L
ib
ui rbe
5sin t (mV) 1.92 (k)
2.6 sin t A
ic ib 80 2.6 sin t 208 sin t A
uo AV ui 139 5sin t 695 sin t mV
（5） 波形图 u
// RL )
输入电阻：ri R1 // R2 //[rbe1 (1 1)rbe2 (1 1)( 2 1)(RE // RL )]
AVS
AV
ri
ri RS
（3）代入数值计算
UB
U CC
R2 R1 R2
15 300 200 300
9V
I E2
UB
0.7 2 RE
9 1.4 10
U gs U o
Io
U o RS
gmU gs
U o RS
gmU o
ro
U o Io
U o RS
U o gmU o
RS 1 gm RS
I o
G
S
+
U gs
UR o
DgmU gs S
图 11- 补 1-2
11-7 （射极输出器） RB 200 k, RE 3.9 k, RL 5 k, 80 求电压放大倍数 AV 和输入电阻 ri 和输出电阻 ro 。
求输入电阻、输出电阻：
rbe
300
(1
) 26(mV) I E (mA)
300
(1 60) 26 1.15
1679
1.68
k
ri R1 // R2 // rbe 120// 30 //1.68 1.68 k ro RC 5 k
求电压放大倍数：
A VS
(RC // RL ) ri