第三章(高频小信号放大器)习题答案

Q0 100 ，L 的匝数 N 20 ，接入系
2
数 p1 p2 0.3 。晶体管 T1 的主要参数为： f T 250MHz ， rbb 70 ， Cbc 3pF ，
yie (0.15 j1.45)mS ， yoe (0.082 j0.73)mS ， yfe (38 j4.2)mS 。静态工作点电
yoe (0.2 j1.3)mS 。求此放大器的稳定电压增益 (A v0 ） s ，要求稳定系数≥5。
解：1）由于前级与本级一样，所以有 gs gie g oe G L g 和 g
yfe ，稳定系数为 A v0
S
2 (gs gie )(g oe G L )(1 2 ) g 2 (1 2 ) yfe (1 ) yfe yre yfe ye A2 v0 y e
第四章习题 4.9 在图 4.1 中， 晶体管的直流工作点 是 VCE 8V ， IE 2mA ；工作频率 调谐回路采用中频变 f0 10.7MHz ； 压器 L13 4 H ， Q0 100 ，其抽 头为 N 23 5 匝， N13 20 匝，
N 4-5 5 匝。试计算放大器下列各值：电压增益、功率增益、通频带、回路插入损耗和稳定
系数 S（设放大器和前级匹配 gs gie ） 。晶体管在 VCE 8V ， IE 2mA 时参数如下：
gie 2860S Cie 18pF ， goe 200S Coe 7pF ， yfe 45mS fe 54 ，
yre 0.31mS fe 88.5
注：因为放大器增益与 g 有关，在本题中没有给出 g 的具体数值，g 与晶体管参数和接入系 数有关，所以只有从 S 中消去个。 若设工作频率远低于特征频率， f 0 f T ，则有 fe 0 ， re 90 ，
4
tg
fe re
2
tg(45 ) 1 ， A v0
yfe 40 10-3S ， f0 465kHz ，
中频变压器初、次级线圈的空载，
Q0 100 ，线圈抽头 N12 73 匝， N34 60 匝， N 45 1 匝， N56 13.5 匝，L1 和 L2 是紧耦合。求：1）电压放大倍数；2）
通频带和矩形系数。 解：1）
解：1）接入系数
p1
N 2-3 5 0.25 N1-3 20 N 4 5 5 0.25 N13 20
p2
电感等效并联电阻 G p 谐振时的电压增益
1 Q0 p L

1 37.185S 100 2 10.7 106 4 106
p1p2 yfe 0.25 0.25 45 103 54 A v0 12.3 54 2 2 G p p1 g oe p2 gie 37.185 106 0.252 200 10-6 0.252 2860 106
5）单级的品质因数 Q L
20.25 1
f0 10.7 106 20.25 1 9.057486 9.057 2f 0.7 513.86 103
单级通频带 2f 0.7
单级回路总电导 g
f p 10.7 106 1.181MHz Q 9.057486 L
S
(gs gie )(g oe G L )(1 2 ) (794.96 2860)(200 3455)(1 2.9462 ) 1012 9.27 yfe yre 45 0.31106
由于 S>5，所以放大器是稳定的。 4.10 图 4.2 表示一单调谐回路中频放大 器。 已知工作频率 f 0 10.7MHz ， 回路 电容 C2 56pF ，回路电感 L 4 H ，
yfe (1 2 ) S y re

44.97 2 7.617 。 5 0.31
4.16 计算图 4.8.3 所示的共源放大器（下一级采用同样的管子） 。已知工作频率
f0 10.7MHz ；回路电容 C1 =C3 50pF ；输出端到地之间的抽头 p 0.5 ；电感线圈的 Q0 50 ， L1 =L2 5 H 。场效应管采用 3DJ7F，其 gfs 3000S Cgs 8pF ，
GL 为本级负载。需要 Gp 和下一级的输入电导 g ie 折算到本级晶体管的输入端
GL
Gp p
2 1

1 2 p g 16 37.185 2860 3455 106S 2 2 ie2 p2
tg
稳定系数
fe re
2
tg
54 88.5 2.946 2
回路通频带 2f 0.7
fp QL

10.7 106 514kHz 20.8228
4 5
3）四级的总电压增益 (Av0 )4 (19.2675 6.31 ) 1.38 10 25.2
3
4）四级的总通频带 (2f 0.7 ) 4
20.25 1
f0 10.7 106 20.25 1 223.5kHz QL 20.8228
四级的总电压0 25.2 注：此题隐含需要调 L 或 C 使电路调谐于 10.7MHz 。由于 C 较小，所以本题应使用 L 求 QL，若用 C 求 QL 将引起误差。
4.14 用晶体管 CG30 做一个 30MHz 的中频放大器，当工作电压 VCE 8V ， IE 2mA 时， 其 y 参数是： yie (2.86 j3.4)mS ， y re (0.08 j0.3)mS ， yfe (26.4 j36.4)mS ，
下一级输入电阻耦合到本级调谐回路的电阻 R p1 级回路等效并联电阻 R L R p2 // R p1 13.446k 电压放大倍数 Av0 gfs R L 3 10 13.446 10 40.3
3 3
R p1 p2
4R p1 67.230k
2）本级回路 QL
回路通频带 2f 0.7
10.7 106 0.657MHz QL 16.278 fp
4）回路插入损耗 K1 1/(1
QL 2 1 ) 1.427 ， 10lg K1 1.54dB Q0 (1 16.278 /100) 2
5）本级输入端的等效电路如图。 yfe V 为 前级输出电流源。前级晶体管输出电导折 算到本级输入端
接入系数 p1 1 ， p 2
N56 13.5 0.183673 N34 N56 73.5
C1 Co C1 4 1000 1004pF
go 20 106S ， G p1
0C1
Q0

2 465 103 1004 1012 29.3333S ， 100
于 A v0 。由于
A v0s 1 ，所以放大器不稳定。 A v0
5
4.17 图 4.3 所示的双调谐电感耦合电 路中，设第一级放大器的输出导纳 和第二级放大器的输入导纳分别 是： go 20 10
-6
S Co 4pF ，
gi 0.62 10-3 S Ci 40pF ，
0.7 103 Coe 10.8582pF 2 10.7 106 Cie 1.45 103 21.5673pF 2 10.7 106
Gp
1 Q00 L

1 37.1857S 100 2 10.7 106 4 106
2 g p1 g oe
g go G p1 49.3333S ，
L1 1
2 p C1

1 0.116811mH (2 465 103 )2 1004 1012
RL 13.446 103 40.0 p L 2 10.7 106 5 106
f 0 10.7 106 268kHz QL 40.0
本级回路通频带 2f 0.7
3） A v0s
2 yfs 2.5p yre
2 3 103 3.45 ，可见稳定电压增益应小 2.5 2 10.7 106 3 10-12
p2 p2 1 g p 2 2 p2 2 g ie R5 R1 R 2 1 0.09 0.09 37.1857 0.09 150 178.5818S 4 3 10 15 10 6.2 103
0.09 82
谐振时的电压增益
Av 0
p1 p2 y fe g
1 Q L0 L

1 410.552S 9.057486 2 10.7 106 4 106
0.3 0.3 38.2314 103 6.31 8.38 6.3 410.552 106
4 3
单级放大器的增益 Av 0
p1 p2 y fe g
稳定增益为 A v0
yfe (1 2 ) S yre

44.97 (1 2.1022 ) 12.5 。 5 0.31
其中， yfe 44.97 54.05 ， yre 0.3103 75.07 ，
tg
fe re
2
tg
54.05 75.07 2.102 2
Cgd 3pF Cds 5pF 。求：单级电压增益；回路通频带 2f 0.7 ；稳定电压增益等于多少？
解：1）调 C1、C3 使输入、输出回路都调谐于 10.7MHz。对于输出回路
R p2 QL2p L2 50 2 10.7 106 5 106 16.808k
流由 R1、R2、R3 决定， IE 2mA ，对应得 0 50 。求：1）单级电压增益 A v0 ；2）单级 通频带 2f 0.7 ；3）四级的总电压增益 (A v0 ) 4 ；4）四级的总通频带 (2f 0.7 ) 4 ；5）如四级的 总通频带 (2f 0.7 ) 4 保持和单级的通频带 2f 0.7 相同，则单级的通频带应加宽多少？四级的 总电压增益下降多少？ 解：1）
2 gs1 p1 g oe
1 200 10-6S 2 p2
Gp p2 2 37.185 106 594.96 10-6S 2 0.25
前级谐振回路等效损耗 Gp 折算到输入端 gs2
gs gs1 gs2 794.96 10-6S 。本级晶体管的输入电导 gie 2860 106S 。
（A V0 ) 2）由于 gs gie ，谐振时，功率增益为 A P0
3）回路有载品质因数
2
gie1 12.3122 151.6 gie2
1
QL
1 g p L

1 (G p p g p 2 2 g ie )p L
2 1 oe 6 2 -6
1 16.278 (37.185 10 0.25 200 10 0.252 2860 106 ) 2 10.7 4

0.3 0.3 38.2314 103 6.31 19.2675 6.31 19.3 6.31 178.5818 106
1 g p L 1 178.5818 10 2 10.7 4
6
2）回路有载品质因数 QL
20.8228 20.8