第 2 章自测题、习题解答 自测题 2 一、在括号内用“”或“×”表明下列说法是否正确。 (1)只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用;( ) (2)可以说任何放大电路都有功率放大作用;( ) (3)放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的;( ) (4)电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的;( ) (5)放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作;( ) (6)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;( ) (7)只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。( ) 解 :( 1) × ( 2) √ ( 3) × ( 4) × ( 5) √ ( 6) × ( 7) × 二、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。 1 / 21 图 T2-2 解: (a)不能。因为 输入 信号被直流电源 UBB 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(叠 加)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 UCC 短路,恒 为零。 ( g) 可 能 。 ( h) 可 能 。 (i)不能 。因为 T 截 止。 三 、 在图 T2-3 所示电路中, 已知 UCC=12V,晶体管的=100, Rb' =100kΩ。填空: 要求先填文字表达式后填得数。 (1)当U i =0V 时,测得 UBEQ=0.7V,若要基极电流 IBQ=20μA, 则 R ' b 和 RW 之和 Rb= ≈ kΩ;而若测得 UCEQ=6V,则 Rc= ≈ kΩ。 (2)若测得输入电压有效值U i =5mV 时,输出电压 2 / 21 有效值Uo =0.6V, 则电压放大倍数 Au = ≈。 (3) 若负载电阻 RL 值与 RC 相等 ,则带上负载后输出电压有效值 Uo= = V。 解 :( 1) (U CC U BEQ ) I BQ ,565 ;(U CC U CEQ ) I BQ ,3 。 ( 2 ) Uo Ui -120 ; (3) RL RC+ RL U ' o 0.3 图 T2-3 四、已知图 T2-3 所示电路中 UCC=12V,RC=3kΩ,静态管压降 UCEQ=6V;并在输出端 加负载电阻 RL,其阻值为 3kΩ。选择一个合适的答案填入空内。 (1)该电路的最大不失真输出电压有效值 Uom≈ ; A.2V B.3V C.6V (2)当U i =1mV 时,若在不失真的条件下,减小 RW,则输出电压的幅值将 ; A.减小 B.不变 C.增大 (3)在U i =1mV 时,将 Rw 调到输出电压最大且刚好不失真,若此时增大输入电压, 则输出电压波形将 ; A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波 (4)若发现电路出现饱和失真,则为消除失真,可 将 。 A.RW 减小 解:( 1) A B.Rc 减小 C.UCC 减小 (2)C ( 3)B (4)B 五、未画完的场效应管放大电路如图 T2-5 所示,试将合适的 场效应管接入电路,使之能够正常放大。要求给出两种方案。 图 T2-5 解:根 据 电 路 接 法 ,可 分 别 采 用 耗 尽 型 N 沟 道 和 P 沟 道 MOS 管 ,如 解 图 所 示 。 3 / 21 六、 选择正确答案填入空内。 (1)测试放大电路输出电压幅值与相位的变化,可以得到它的频率响应,条件是 。 A.输入电压幅值不变,改变频率 B.输入电压频率不变,改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化 (2)放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ,而低频信号作用时放大 倍数数值下降的原因是 。 A.耦合电容和旁路电容的存在 B.半导体管极间电容和分布电容的存在。 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适 (3)当信号频率等于放大电路的 fL 或 fH 时,放大倍数的值约下降到中频时的 。 A. 0.5 倍 B. 0.7 倍 C. 0.9 倍 即增益下降 。 A.3dB B.4dB C.5dB 解:( 1) A ( 2) B , A ( 3 ) B A 4 / 21 习题 2 2.1 按要求填写下表。 答案如表所示。 电路名称 连接方式 公共端 输入端 输出端 共射电 路 e bc 共集电 路 c be 共基电 路 be c 性能比较(大、中、小) A u A i Ri Ro 大 大 小 大 小 大 大 小 大 小 小 大 其它 频带宽 2.2 分别改正图 P22 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)在 Rb 处并接 一只电容器。 5 / 21 (b)在+UCC 与 基极 之间加 Rb。 (c)将 UBB 反接, 且在输入端串联一 个 电阻。 (d)在 UBB 支路 加 Rb,在-UCC 与集 电极之间加 Rc。 2.3 画出图 P2-3 所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短 路。(重点) 解: (a) 图 P2-3 U CC R3 R1 R2 T T R2 R3 uo ui R1 直流通路 交流通路 6 / 21 (b) T R1 R2 R3 R4 VCC 直流通路 (c) T ui R1 R4 uo 交流通路 (d) T R1 R2 ui T uo R3 直流通路 交流通路 7 / 21 2.4 电路如图 P2-4(a)所示,图(b)是晶体管的输出特性,静态时 UBEQ=0.7V。 利用图解法分别求出 RL=∞和 RL=3kΩ时的静态工作点和最大不失真输出电压 Uom(有效 值)。 解: 图 P24 空 载 时 :IBQ= 20μ A,ICQ= 2mA,UCEQ= 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 :IBQ= 20μ A,ICQ= 2mA,UCEQ= 3V;最 大 不 失 真 输 出 电 压 峰 值 约为 2.3V,有效值约 为 1.63V。 2. 5 在图 P25 所示电路中,已知晶体管的=80,rbe=1kΩ,U i =20mV; 静态时 UBEQ=0.7V,UCEQ=4V,IBQ=20μA。判断下列结论是否正确,凡对的在括号内打 “”,否则打“×”。 +UCC (1) A u 4 20 103 200 ( ) (3) A u 80 5 1 400 ( ) 图 P25 (2) A u 4 0.7 5.71( ) (4) A u 80 2.5 1 200 ( ) 8 / 21 (5) Ri ( 20)k 20 1k ( ) (7) R i 3k ( ) (9) R o 5k ( ) (11) U s ≈20mV ( ) (6) Ri ( 0.7 )k 0.02 35k ( ) (8) R i 1k ( ) (10) R o 2.5k ( ) (12) U s ≈60mV ( ) 解 :( 1) × ( 2) × ( 3 ) × ( 4 ) √ ( 5) × ( 6) × ( 7) × ( 8) √ ( 9) √ ( 10) × ( 11) × ( 12) √ 2.6 电路如图 P26 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 VCC=12V,晶体管饱和管压降 UCES=0.5V。 (1)正常情况 (2)Rb1 短路 (3)Rb1 开路 (4)Rb2 开路 (5)RC 短路 解: 设 UBE= 0.7V。 图 P26 ( 1) IB UCC U BE Rb 2 U BE Rb1 12 0.7 51 0.7 3.5 21.6 A IC IB 50 21.6 1.08mA UC UCC IC RC 12 1.08 5.1 6.49V (2)此时三极管截止,故 UC= 12V ( 3) IB UCC U BE Rb2 12 0.7 51 0.222mA IC IB 50 0.222 11.1mA 9 / 21 此 时 RC IC 5.111.1 56.6V UCC 故 , 三 极 管 已 达 到 饱 和 管 压 降 , 即 UC UCES 0.5V ( 4) 此时三极管截止,故 UC= 12V ( 5) 此 时 UC UCC 12V 2. 7 电路如图 P27 所示,晶体管的=80, rbb' =100Ω。分别计算 RL=∞和 RL=3kΩ时 的 Q 点、 A u 、Ri 和 Ro。 图 P27 U CC I RC U CC Rb Rc Rb Rc IL RL Rs Rs 2.7 1 解: 当 RL 时 , 直 流 通 路 如 图 2 .7 -1 示 : IB UCC U BE Rb U BE Rs 15 0.7 56 0.7 3 22 A 10 / 21 2.7 2 IC IB 80 22 1.76mA UCE UCC IC RC 15 1.76 5 6.2V rbe rbb (1 ) 26 I EQ 0.1 (1 80) 26 1.782 1000 1.28k 当 RL 3k 时 , 直 流 通 路 如 图 2.7 -2 所 示 : IB UCC U BE Rb U BE Rs 15 0.7 56 0.7 3 22 A IC IB 80 22 1.76mA 由 UUCCEC IL RL (IL IC )Rc U CE ,得:UCE 3 (15 51.76) 8 2.325V 交流通路如图 2.7-3 所示: 当 RL 时 : Ib Au Uo Ui IbRc Ibrbe 80 5 1.28 312.5 Rs Us Ui Rb rbe Ib Ri Rb // rbe 1.25k Ro Rc 5k 2.7 3 当 RL 3k 时 : Au Uo Ui Ib (Rc // RL ) Ibrbe 801.875 1.28 117.2 Ri Rb // rbe 1.25k Ro Rc 5k RL Rc Uo 2.8 在图 P27 所示电路中,由于电路参数不同,在信号源电压为正弦波时,测得电压输出 波形如图 P28(a)、(b)、(c)所示,试说明电路分别产生了什么失真,如何消除。 11 / 21 解: 图 P28 (a)饱和失真, 增大 Rb,减小 Rc 。 (b)截止失真,减 小 Rb 。 (c)同时出现饱 和失 真和截止失真,应 增 大 UCC。 2.9 若由 PNP 型管组成的共射电路中,输出电压波形如图 P28(a)、(b)、(c)所示,则 分别产生了什么失真? 解: ( a) 截 止 失 真 ;( b) 饱 和 失 真 ;( c) 同 时 出 现 饱 和 失 真 和 截 止 失 真 。 2.10 已知图 P2 10 所示电路中晶体管的 =100,rbe=1kΩ。 图 P210 (1)现已测得静态管压降 UCEQ=6V,估算 Rb 约为多少千欧; (2)若测得U i 和U o 的有效值分别为 1mV 和 100mV,则负载电阻 RL 为多少千欧? 解: (1) IC UCC UCEQ RC 12 6 3 2mA IB IC 2 100 20 A 12 / 21 Rb UCC IB 0.7 12 0.7 0.02 565k (2) Ib Ui Rb rbe Ib RL Rc Uo 2.10 Au Uo Ui Ib (Rc // RL ) Ibrbe 100 Rc // RL 1 100 故 Rc // RL 1 RL 1.5k 2.11 在图 P210 所示电路中,设静态时 ICQ=2mA,晶体管饱和管压降 UCES=0.6V。试问: 当负载电阻 RL=∞和 RL=3kΩ时电路的最大不失真输出电压各为多少伏? 解: 空 载 时 , U om U CEQ U CES 2 3.82V RL 3k 时 , Uom I CQ RL' 2 2.12V 2.12 在图 P210 所示电路中,设某一参数变化时其余参数不变,在表中填入①增大②减小 或③基本不变。 解: 参数 变化 Rb 增 大 Rc 增 大 IBQ UC A u EQ ② ① ② ③ ② ① 13 / 21 Ri Ro ① ③ ③ ① RL 增 ③ ③ ① 大 ③ ③ 2.13 电路如图 P213 所示,晶体管的=100, rbb' =100Ω。 (1)求电路的 Q 点、 Au 、Ri 和 Ro; (2)若电容 Ce 开路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化? 解: Rb 2 Rb1 图 P213 Rc Re Re 2.13 1 U CC (1) UE Rb1 Rb1 Rb2 U CC U BE 5 12 0.7 5 25 1.3V I EQ UE Re Re 1.3 1 0.3 1mA ICQ IEQ 1 1100 101 0.99mA UCEQ UCC RC ICQ (Re Re )IEQ 12 3 0.99 1.31 7.73V Ui Rb1 Ib Rb2 rbe Ib Rf Rc RL Uo rbe rbb (1 ) 26 I EQ 0.1101 26 11000 2.726k 2.13 2 14 / 21 A u (Rc ∥ RL ) rbe (1 )Rf 7.7 Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥[rbe (1 )Rf ] 3.7k Ro Rc 5k (2)当电容 Ce 开路,则 Ri 增 大 , R i≈ 4.1 kΩ ; A u 减小, Au RL' Rf Re ≈ - 1.92。 2. 14 设图 P214 所示电路所加输入电压为正弦波。试问: (1) Au1 =U o1 /U i ≈? Au2 =U o2 /U i ≈? (2)画出输入电压和输出电压 ui、uo1、uo2 的波形; 图 P214 解: (1)因为通常β> > 1,所以电压放大倍 数 分别应为 A u1 rbe Rc (1 )Re - Rc Re 1 A u 2 (1 )Re rbe (1 )Re 1 (2)ui、uo1、uo2 的波形如图所示: 15 / 21 ui (V ) uo1(V ) uo2 (V ) 2.15 电路如图 P215 所 rbe=1kΩ。 2.14 t(s) t(s) t(s) 示 , 晶 体 管 的 = 80 , 图 P215 (1)求出 Q 点; (2)分别求出 RL=∞和 RL=3kΩ时电路的 Au 和 Ri; (3)求出 Ro。 解: (1)直流通路如图 2.15-1 Rb U CC 16 / 21 Re 2.15 1 I BQ U CC U BEQ Rb (1 )Re 32.3μA I EQ (1 )I BQ 2.61mA U CEQ U CC I EQ Re 7.17V (2)求解输入电阻 和 电压放大倍数: 当 RL= ∞ 时 : Ri Rb ∥[rbe (1 )Re ] 110k Au (1 )Re rbe (1 )Re 0.996 当 RL= 3kΩ 时 : Ri Rb ∥[rbe (1 )(Re ∥ RL )] 76k A u (1 )(Re ∥ RL ) rbe (1 )(Re ∥ RL ) 0.992 (3)求解输出电阻 : Ro Re∥ ( Rs∥Rb ) 1 rbe 37 Ib rbe Rs Us Ui Rb Ib Re RL Uo 2.15 2 2.16 电路如图 P216 所示,晶体管的=60,r bb ' =100 Ω。 (1)求解 Q 点、 Au 、Ri 和 Ro; (2)设U s =10mV(有效值),问U i =?U o =? 若 C3 开路,则U i =?U o =? 图 P216 解: (1)直流通路如图 2.16-1 Rb U CC Rc 17 / 21 Re 2.16 1 I BQ VCC U BEQ Rb (1 )Re 31μA I CQ I BQ 1.86mA U CEQ VCC I EQ (Rc Re ) 4.56V rbe rbb' (1 ) 26mV I EQ 952 Ri Rb ∥ rbe 952 A u (Rc ∥ RL ) rbe 95 Ro Rc 3k ( 2) 设 U s = 10mV ( 有 效 值 ), 则 : Ui Ri Rs Ri Us 3.2mV U o Au U i 304 mV 若 C3 开路,如图 2.16-3,则: Ri Rb ∥[rbe (1 )Re ] 51.3k A u Rc ∥ RL Re 1.5 Ui Ri Rs Ri U s 9.6mV U o Au U i 14.4mV Rs Us Rs Ui Us Ib Ui Rb rbe Ib Ib 2.16 2 Rb rbe Ib Rc Re Rc RL Uo RL Uo 2.17 改正图 P217 所示各电路中的错 2.16 3 误,使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。 18 / 21 图 P217 解: (a)源极加电阻 RS。 (b)漏极加电阻 RD。 (c)输入端加耦合 电 容。 ( d) 在 Rg 支 路 加 - UGG, + UDD 改 为 - UDD 2.18 已知图 P218 (a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)(c)所示。 (1)利用图解法求解 Q 点; (2)利用等效电路法求解 Au 、Ri 和 Ro 。 解: 图 P218 19 / 21 (1)在转移特性中 作 直线 uGS= -iDRS, 与 转移特性的交点即为 Q 点;读出 坐 标 值 , 得 出 IDQ= 1mA, UGSQ= - 2V。 在 输 出 特 性 中 作 直 流 负 载 线 uD S= V D D - iD( R D + R S), 与 U G S Q = - 2V 的 那条输出特性曲线 的 交点为 Q 点,UDSQ≈3V。 (2)交流等效模型如图 2.18 所示: 2 gm UP IDSS IDQ 2 41 0.001S 4 Ui Rg U gs Id gmU gs Rd Uo Au Uo Ui gmU gs Rd U gs 0.001 5103 5 2.18 Ri Rg 1M Ro Rd 5k 2.19 已知图 P219(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。