思考题与习题2答案.doc

1、1思考题与习题 22-1 放大电路负载上所获得的能量（即输出功率）远大于信号源送出的能量（即输入功率） ，是否违反了能量守恒定律？为什么？解 放大电路负载上所获得的能量（即输出功率）远大于信号源送出的能量（即输入功率） ，没有违反能量守恒定律。因为放大电路的本质是能量的控制和转换，在输入信号作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换为负载所获得的交流能量，从而使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。但从整体上看，输入、输出端交、直流能量的总和依然是守恒的。2-2 某放大电路中 的对数幅频特性如题 2-2 图所示。试问该电路的中频电压增益uA、下限截止频率 、上限截止频率 以及通频带 分别为

2、多少？m uALfHfBWf3 d B1 01Of/ d B6 0题 2 - 2 图2 0 l g | Au|1 04/ H z1 021 03解 从波特图中可以读出频率响应的主要参数。由图可知， ，因此dB60|lg2umA；下限频率约为 ，上限频率约为 ，通频带3um10AHz10Lf z14Hf。z4LHBWff2-3 填空：解（1）测得 PNP 三极管的各极电位分别为 UB = 3V，U C = 2.8V，U E = 2.7V，可以判定该三极管工作在（饱和）状态，三极管是（锗）管，其静态工作点（偏高） 。（2） （共射）组态三极管放大电路既能放大电压也能放大电流， （共射）组态三极管放

3、大电路反相放大电压信号， （共集）组态三极管放大电路最适合作为隔离电路使用。（3）当放大电路的负载电阻增大时，放大电路的输出电阻（不变） ；当放大电路的信号源内阻减小时，放大电路的输入电阻（不变） ；当放大电路的输入信号在动态范围内变化时，其电压增益在理想情况下（不变） 。（4）若三极管放大电路中，测得u BE =0.02V，i B =10A， iC =490A，则该三极管的 rbe =（2000） ， =（49） ， =（0.98） 。（5）若差分放大电路的两个输入信号分别为 ui1=10mV、u i2=6mV，则电路的差模输入电压 uid 为（ 4 ）mV，差模信号为（ 2 ）mV，共模信

4、号为（ 8 ）mV。（6）若差分放大电路的两个输入信号分别为 ui1=10mV、u i2=6mV， ，单端输出时的差模增益 Aud=20，共模增益 Auc=-0.05，则该差分放大电路从（T 2）管集电极输出，输出交流2电压 uo=（79.6）mV，共模抑制比为（ 400） 。（7）OCL 乙类功放为（共集）组态放大电路，OCL 甲乙类功放可克服 OCL 乙类功放的（交越）失真。（8）CMOS 门电路的输出高电平和输出低电平标准值分别为（U DD）和（0V） ，TTL逻辑门的输出高电平和输出低电平标准值分别为（3.6V ）和（0.3V ） 。2-4 试判断题 2-4 图所示电路能否正常放大，并

5、说明理由。（ a ）（ b ）（ c ）ui+-uo+C1C2+（ d ）RCRBD+ UC C+-RCui+-uoRBUB B+ UC Cui+-uoRB+-C1C2+RE UC Cui+-uo+C1C2+RERCUB BRB+-题 2 - 4 图+-+ UC C解 （a）不能，发射结反偏。（b）不能，输入信号被旁路。（c）不能，无集电极电阻，使得交流输出电压恒为零。（d）能，交、直流通路均正确。2-5 电路如题 2-5 图所示。设三极管的 ， ， 、 可忽略80BE.6VUCEOI）（ satU不计，试分析当开关 K 分别接通 A、B、C 三个位置时三极管的工作状态，并求出相应的集电极电流

6、 。CIB+ 1 2 V5 0 0 k 1 2 VATCK4 0 k 4 k 2 0 k 题 2 - 5 图解 管子临界饱和时的集电极和基极电流分别为：， mA3412CSI mA0375.8CSBI下面利用电流关系判定法进行判断。（1）当 K 接通 A 位置时，有，B BS20.61.84I I所以三极管工作于饱和区， 。A3CSI3（2）当 K 接通 B 位置时，有 BS10.6.4028mA5I I所以三极管工作于放大区， 。824.1.BCI（3）当 K 接通 C 位置时，因为发射结反偏，三极管工作于截止区， 。C0I2-6 共射放大电路如题 2-6 图所示。已知 ，k43BR， ，三

7、极管的 ， ， 。k5LCR03S V7.0BEU50br（1）画出电路的直流通路，并估算电路的静态工作点（Q 点） ；（2）画出电路的交流通路和小信号等效电路，并估算电路的电压放大倍数 、输入uA电阻 ri、输出电阻 ro 和源电压放大倍数 ；sous/A（3）当 时，电路的最大不失真输出电压幅值是多大？此时若继续增大 ，电LR s路将首先出现何种性质的失真？失真发生在输出波形的顶部还是底部？此时增加发射极电阻 能消除该种失真吗？为什么？增加 后又会影响到哪些动态参数的变化？E ERRCRBC1C2+-+-（ + 1 2 V ）+ UC CRL+-RSuiuous题 2 - 6 图+解 （1

8、）直流通路见题 2-6 解图 a，静态工作点 Q 为 A26BECQRUIm3.1IV5.CQCE（2）交流通路和小信号等效电路见题 2-6 解图 b 和 c。 k32.1)(EQTbe IUr7.94.5/0beLu rRAk321/Bi Co 2.7).94(.0uiSus ArR4（ a ） 直流通路RCRB+ UC C+UC E QIB QIC Q（ b ） 交流通路RCRBRL+uo+-uiic题 2 - 6 解 图+RBbrb eRC+ceibui ibuo（ ） 小信号等效电路RLRSusRSus+（3）电路空载时，直流负载线和交流负载线重合， ，V8.4CESQ1Ux，所以最大

9、不失真输出电压幅值为 4.8V。若继续增大 ，电路将首先出V5.6CQ2RIx su现饱和失真，表现为底部失真。增加发射极电阻 能够消除该种失真，因为电路出现饱和ER失真说明 Q 点偏高，而增加 后的静态基极电流EREBCQ)1(UI即 数值减小，Q 点下移。增加 后会使电压放大倍数的数值减小，输入电阻增大，即BI EEbeLu)(RrA1/BiR2-7 电路如题 2-7 图所示。已知 ，k5B1R， ， ， ，三极管的 ,k5BR30E1k1E2k5LC V.0EU，r bb 。10（1）画出电路的直流通路，并估算电路的静态工作点（Q 点） ；（2）画出电路的交流通路和小信号等效电路，并估算

10、电路的 、r i 和 ro；uA（3）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？（4）若改用 的管子，分析 Q 点将如何变化；20（5）若电阻 开路，且 , ，重画直流通路并估算电路的静态B1Rk80B210工作点。RCRB 2C1C2+-+-（ + 1 2 V ）+ UC CRLuiuoRE 1RE 2CE+题 2 - 7 图RB 1解 5（1）电路的直流通路见题 2-7 解图 a，直流基极电位为V215CB21QUR因此，电路的静态工作点为 V7.5)13.0(12A 10m3.7ECQCEBQE21C ）（ RIUI（2）电路的交流通路和小信号等效电路见题 2-7

11、 解图 b 和 c。（ a ） 直流通路题 2 7 解图 RCRL（ c ） 小信号等效电路RCRB 2UC CRE 2RB 1（ b ） 交流通路IB Qui+uoIC Q+UC E QBI1becicibRB 1RB 2+RB 1RB 2brb eRC+RLceibui ibuoRE 1RE 1RE 1 k73.21601mV61EQbe ）（）（ Ir k5 k7.3073.2/51/ .0Co E1beB21i LuRrRrA ）（）（ ）（）（ （3）若电容 CE 开路，将引起 | |减小， 增大，即uAir92.11/E21beLCu ）（）（ Rrk4)()/(B21iRr（4）

12、当改用 200 的三极管时，I CQ 和 UCEQ 基本不变，但 IBQ 明显变小，即A 50CQI（5）若电阻 开路，且 , ，将题 2-7 解图 a 的 断开即为直B1k8B21B1R流通路。此时电路的静态工作点估算如下：6V4.)13.05(2.1Am .012. A.2.)87)(ECQCEBQ2BE ）（ RIUIR 2-8 画出表 2-1 中共基组态放大电路的小信号等效电路，并推导证明表 2-1 中给出的电压放大倍数 、输入电阻 ri 和输出电阻 ro 的估算公式。uA解 电路的小信号等效电路见题 2-8 解图。估算公式推导证明如下：Rs+-+-REeRCRL+-crb ebusu

13、iiiriier iib ibuo题 2 - 8 解图 be LCbe LCiou )/()/(rRriRA)1()(ei ir/beEii rRrCo2-9 射极输出器如题 2-9 图所示。已知 ， ，三极管的k560Bk6.5ER， 。10k7.ber（1）画出其交流通路和小信号等效电路，指出其组态；（2）推导电压放大倍数 、输入电阻 ri 和输出电阻 ro 的估算公式，说明输出电压uA与输入电压 的相位关系； ouiu（3）求解 时的 、r i 和 ro； k2.1LR（4）求解 时的 、r i 和 ro。u解（1）交流通路和小信号等效电路如题 2-9 解图 1 所示，电路为共集组态。R

14、BC1 C2+-+- +UCui uoRE（ +12V）RL题 2-9图7RE+-+-uiuo（ a ） 交流通路RLREecb+-RERBbecRL+-rb eri（ b ） 小信号等效电路uiuoibie ibr i题 2 - 9 解图 1（2）推导电压放大倍数 、输入电阻 ri 和输出电阻 ro 的估算公式：uALbLEeo)()/(RiRi ebbi 1iLiu)(rbebebi )()( Rr 1/LeBirR输出电阻可采用外加电压求电流的方法求得，如题 2-9 解图 2 所示。RERB+-bec+-rb ero= 0uiutitr oieib ib题 2 - 9 解图 2 1 be

15、beetoiiur/ErR（3） 时， 、r i 和 ro 分别为k2.1LRuA97.0)2.1/65(07.2.1)1(Lbe k68/56/(Bi Rr k.1./eEor（4） 时， 、r i 和 ro 分别为LRuA95.067.2.)(1Ebe R k28)1/(560/Bir8271/beEorRr2-10 已知题 2-10 图所示电路中场效应管的静态漏极电流 ，在工作点处的mA1DQI跨导 1mS ，夹断电压 。mgV3ofGS）（U（1）画出电路的直流通路，指出电路的偏置方式，并估算静态工作点 和GSQU的数值；DSQU（2）画出电路的交流通路和小信号等效电路，指出电路的组态

16、，并计算电压放大倍数、输入电阻 ri 和输出电阻 ro；uA（3）若 开路， 将变为多大？SCuAC1( + 1 2 V )1 0 0 k 3 0 0 k 4 . 3 k 2 k 1 0 k 题 2 - 1 0 图RG 1RG 2RSRDRLCSC2+ UD Duiuo解 （1）电路的直流通路如题 2-10 解图 a 所示，电路为分压式偏置方式。估算 和 的数值：GSQUDV7.5)23.4(1)(SD RI 10Q21S IR（2）电路的交流通路和小信号等效电路如题 2-10 解图 b、c 所示。电路为共源组态，电压放大倍数 、输入电阻 ri 和输出电阻 ro 分别为uA( + 1 2 V

17、)1 0 0 k 3 0 0 k 4 . 3 k 2 k 题 2 - 1 0 解 图RG 1RG 2RSRD+ UD DRG 1RG 2RDRLuiuo（ c ） 小信号等效电路uiuogmug sug sRG 2RDRLgsd（ a ） 直流通路 （ b ） 交流通路RG 13/LDmu）（ RgAk75G21ir9k3.4DoRr（3）若 开路，则源极和地之间接入电阻 ，使得 数值减小，变为SCSuA11/mLugA）（2-11 画出表 2-2 中共漏组态电路的交流通路和交流等效电路，推导证明表 2-2 中该电路电压放大倍数 、输入电阻 ri 和输出电阻 ro 的计算公式。u解 交流通路和

18、交流等效电路如题 2-11 解图 1 所示。题 2 - 1 1 解 图 1（ b ） 小信号等效电路uiuogmug sug sRSRLgsd（ a ） 交流通路RSRGRLRG 1RG 2+-usR SdsguoRGRG 1gRG 2ui+-R Sus表 2-2 中该电路电压放大倍数 和输入电阻 ri 的计算公式推导如下：uA)/(1)/(LSmLSgsmsiou RgRAG2irro 的求解可采用外加电源电压法，如题 2-11 解图 2 所示。题 2 - 1 1 解 图 2gmug sug sRSgsdRGRG 1gRG 2+routitiR S mSSgsmSsgsmRSto 1/1gR

19、uuir 2-12 差分放大电路如题 2-12 图所示。已知 ， ，k30C21 k1B21，T 1、T 2 特性对称且 ， ，r bb1 k57ER10V6.BEUrbb2 ，试回答以下问题：40（1）静态时 T1、T 2 的 、 为多少？假设 、 上的电压可忽略。CQ1I21R2（2）求解差模电压放大倍数 和共模电压放大倍数 ；udAucA（3）当 减小时，是否会影响 和 的数值？ERuc10T1T2uoui（ + 1 2 V ）RE（ 1 2 V ）+ UC C- UC C题 2 1 2 图RB 1RC 2RB 2RC 1解（1）静态时 ，忽略 、 上的电压时，可得 T1、T 2 的 、

20、 为0iuB1R2 CQ1I2mA.0576)(2EBCECCQ1 RUUI（2）由图可见，电路为双端输出、空载， 由于 k.26mV)1(EQbeIr因此，差模电压放大倍数为 1095.263beBCud rRA双端输出时的共模电压放大倍数为 。0uc（3）当 减小时，由于EREBCQ2C1RUI说明 、 增大，使得 减小，于是 增大。CQ1I2berudA但因电路为双端输出，故 的变化并不影响 ，即 仍为零。ERcuc2-13 差分放大电路如题 2-13 图所示。已知 ，场效应管的跨导 gm 为k20D2mS，试求解差模电压放大倍数 、输入电阻 ri 和输出电阻 ro。udA解由图可见，差分放大电路由增强型 NMOS 对管通过电流源耦合而成，为双端差模输入方式，由于电路为双端输出、空载，故差模电压放大倍数为Ad gmRD 40