模拟电子技术胡宴如主编习题解答第3章.docx

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模拟电子技术胡宴如主编习题解答第3章

第3章

放大电路如图所示，

电流电压均为正弦波，

已知RS=600Ω，US=30mV，Ui=20mV，RL=1kΩ，

Uo=。

求该电路的电压、

电流、功率放大倍数

及其分贝数和输入电阻

Ri；当RL开路时，测

得Uo=，求输出电阻Ro。

解：

（1）求放大倍数

电压放大倍数为

AuUUio

3

1.2103

20

60

Au（dB）

20lgAu20lg60

35.6dB

电流放大倍数为

Ai

Io

Ii

Uo/RL1.2V/1k

（USUi）/RS（3020）mV/600

72

功率放大倍数为

Ai（dB）20lgAi20lg7237.1dB

POUOIO

APO

PPiUiIi

Ap（dB）10lgAp

60724320

10lg432036.4dB

2）求输入和输出电阻

Ri

Ui

Ii

20mV

（3020）mV/600

1200

Ro

ot

1）RL

1.8

1.2

1）1k

0.5k

3．2在图所示放大电路中，已知三极管β=80，

rbb'=200Ω，UBEQ=，试：

（1）求ICQ、IBQ、UCEQ；

（2）画出H参数小信号等效电路，求Au、Ri、Ro、Aus；（3）

若β=60时，说明ICQ、Au、Ri、Ro的变化。

解：

（1）求ICQ、IBQ、UCEQ

UBQ

RB2

RB1RB2

VCC

1624V

6216

4.92V

ICQ

IBQ

UBQUBEQ

RE

4.920.7

2.2

mA

1.92mA

ICQ

1.92mA

80

0.024mA

UCEQVCCICQ（RC

RE）24V1.92（4.32.2）V11.5V

2）画H参数等效电路，求Au、Ri、Ro、Aus

图解

图的H参数等效电路如图解所示，由已求ICQ可得

rbe

rbb'

U

26

81

1.92

1.3k

（1）IEQ

IEQ

200

故

Au

uo

RL'

80

（4.3//5.1）

144

ui

rbe

1.3

Ri

RB1

//RB2//rbe

（62//16//1.3）k

1.2k

Ro

RC

4.3k

Aus

uo

Ri

Au1

.2（144）

96

us

RsRi

0.61.2

3）当β=60，说明ICQ、Au、Ri、Ro的变化。

因β改变时对ICQ影响很小，可认为ICQ=不变，这样

rbe20061261k

be1.92

Au60（4.3//5.1）140

1

Ri（62//16//1）k0.93k

RoRC4.3k

Au、Ro几乎不变，Ri变小。

放大电路如图所示，已知三极管的β=100，

解：

（1）求静态工作点

BQ

CQ

RB2

RB1

RB2

VCC

UBQUBEQ

RE1RE2

1015V

4010

30.7

mA2.1mA

0.11

rbb'=200Ω，UBEQ=，试：

（1）求静态工作点ICQ、IBQ、UCEQ；

（2）画出H参数小信号等效电路，求Au、Ri、Ro；（3）求源电压增益Aus。

2.1mA

IBQ0.021mA

100

UCEQVCCICQ（RCRE1RE2）

15V2.1（30.11）V6.4V

2）画H参数等效电路，求Au、Ri、Ro

图的H参数等效电路如图解所示，

所以，由已求ICQ可得

26

rbe200101

2.1

1.45k

图解

故Au（RC//RL）

rbe

（1）RE1

100（3//4.7）

1.451010.1

16

RiRB1//RB2//[rbe

（1）RE1][40//10//（1.451010.1）k]4.7k

RoRc3k

3）求源电压增益

Aus

uous

4.7

0.514.7

（16）

14.4

放大电路如图所示，已知三极管的β=80，rbb'=200Ω，设各电容对交流的容抗近似为零。

试：

（1）画出该电路的直流通路，求IBQ、ICQ、UCEQ；

（2）画出交流通路及H参数小信号等效

电路，求Au、Ri、Ro。

图解

解：

（1）求静态工作点

放大电路的直流通路如图解（a）所示，由图可得

VCC（IBQICQ）RCIBQ（RB1RB2）UBEQ

VCCUBEQ

100112000.8713.9mA0.022mA

IBQ

RB1RB2

（1）RC

则

ICQIBQ

800.022mA1.76mA

UCEQVCC

（IBQICQ）RC12V810.0223.9V

5.1V

（2）求主要性能指标

作出图电路的交流通路和

H参数等效电路如图解（b）、（c）所示。

图（

c）中

rbe200

26

811.4k

1.76

由图（c）可得

共集电极放大电路如图所示，

已知β=100,r

bb'=200Ω，UBEQ=。

试：

（1）估算静态工作点

ICQ、UCEQ；

（2）

Au=uo/ui和输入电阻Ri；（3）us=2V，求输出

电压uo和输出

电阻

Ro。

Au

uo

（RB2//RC//RL）

80

（100//3.9//10）k

157

ui

rbe

1.4k

Ri

RB1//rbe

（100//1.4）k

1.4k

Ro

RB2//RC

（100//3.9）k

3.75k

解：

（1）估算静态工作点

由图可得

ICQIEQ

VCCUBEQ

120.7

RB

1

RE

3003.6

mA

1.72mA

UCEQVCCIEQRE（121.723.6）V5.8V

（2）求Au、Ri、Ro

由已求IEQ可得

26

rbe2001011.73kbe1.72

故

uo

（1）（RE//RL）1011.8k

uirbe（1

）（RE//RL）

1.73k

1011.8k

Ri

RB//[rbe

（1

）（RE//RL）]

300k

//（1.73

101

1.8）k114k

Ro

Rs//RB

rbe

1k//300k//RE

1.73k

//3.6k

26.7

1101

（3）由于Ri＞＞Rs，所以ui=us，故uo=Auui=2V

一信号源Rs=10kΩ，Us=1V，负载RL=1kΩ，当RL与信号源直接相接，如图（a）所示，和经射极输出器与信号源相接，如图（b）所示，所获得输出电压的大小有无区别？

分析计

算结果。

说明射极输出器的作用。

解：

由图（a）可得

UoRUssRRLL11011V0.091V

由图（b）求得

IEQ

120.7

mA2.3mA

390

1

101

所以求得

rbe

200

26

101

2.3

1.34k

Ri

390k

//（1.34

1010.5）k45.8k

Au

1010.5

0.974

1.34

1010.5

则得

UoAuUi

AuRUssRi

Ri

145.8

0.974V0.8V

1045.8

上述计算结果说明由于射极输出器的作用，图（b）输出电压远大于图（a）的。

由计算

过程可以看出，1kΩ的负载电阻RL经射极输出器后，接到信号源的等效电阻Ri显著提高，

射极输出器起到了阻抗变换作用。

放大电路如图所示，已知β=70，rbb'=200Ω，ICQ=1mA，试画出该电路的交流通路及H

参数小信号等效电路，说明它是何种组态的放大电路，并求出Au、Ri、Ro的大小。

解：

画电路的交流通路如图解（a）所示，可见图为共基极放大电路，根据图（a）可作出

它的H参数等效电路如图（b）所示，图中

rbe200

71

26

2.05k

Au

uo

RC

703

102

ui

rbe

2.05

rbe

2.05

Ri

RE//

（1//）k

1

170

Ro

Rc

3k

0.028k

图解

图

（a）

（b）

路，求Au、R1、Ro

1k

ui

1gmRS1

Au

共源放大电路如图所示，已知场效应管gm=，画出该电路交流通路和交流小信号等效电

解：

图电路的交流通路及小信号等效电路如图解（

Ri=RG3+RG1//RG2=2MΩ+300kΩ//100kΩ≈2MΩ

RO=RD=10kΩ

a）、（b）所示，由图（b）可得

电路如图所示，已知V1、V2的β=80，UBEQ=，rbb'=200Ω，

试求：

（1）V1、V2的静态工作点ICQ及UCEQ；

（2）差模电压放大倍

数Aud=uo/ui；（3）差模输入电阻Rid和输出电阻Ro。

1.2ms（10//10）k2.73

11.2ms1k

uogm（RD//RL）

图

解：

（1）求静态工作点

ICQIEQ

VEEUBEQ

UCEQVCC

RE

ICQRCUEQ

120.7mA0.83mA

6.8

100.8310（0.7）2.4V

2）求差模电压放大倍数

rbe

2008126

0.83

2.7k

Aud

uo

ui

RCrbe

8010

2.7

296

3）求差模输入电阻和输出电阻

Rid=2rbe=2×Ω=Ω

RO=2RC=20kΩ

电路如图所示，已知三极管β=100，rbb'=200Ω，UBEQ=，试求：

（1）V1、V2的静态工作

点ICQ及UCEQ；

（2）差模电压放大倍数Aud=uo/ui；（3）差模输入电阻Rid和输出电阻Ro。

解：

（1）求静态工作点

ICQIEQ00.7mA0.465mA

210

UCEQ120.465120.77.1V

2）求Aud

rbe200

10126

0.465

5.85k

（RC//R2L）

rbe

100（12//10）k

5.85k

93

3）求Rid、Ro

Rid=2rbe=2×=Ω

Ro=2Rc=24kΩ

具有电流源的差分电路如图所示，已知

UBEQ=，β=100，rbb'=200Ω，试求：

（1）V1、V2

静态工作点ICQ、UCQ；

（2）差模电压放大倍数

Aud；（3）差模输入电阻Rid和输出电阻Ro。

解：

（1）求静态工作点

由于

ICQ4

ICQ3

151

1

ICQ1ICQ2

IC4

0.35mA

2C4

UCQ1UCQ2

12

0.35127.8V

2）求Aud

由于

rbe

20010126

0.35

7.7k

RC10012

故

Aud

C

156

rbe7.7

3）求Rid、Ro

Ro=2Rc=24kΩ

差分放大电路如图所示，

（1）求静态UCQ2；

（2）当差模输入uid=u1i-ui2=时，测得输出端电压uC2=，当共模输入电压ui1=ui2=uic=1V时，测得输出端电压uC2=，求该电路的差模、共模电压放大倍数及共模抑制比。

图

解：

（1）求UCQ2

由图可得ICQ2=Io/2=

6V

V'12V10k

VCC

CC（1010）k

RL'RC//RL5k

UCQ2VCCICQ2RL

6V0.5mA5k3.5V

2）求Aud,Auc,KCMR

Aud

uod4.53.5

0.02

50

K

50500（54db）

0.1

uid

Aucuoc

3.63.50.1

1

3．13电路如图所示，VCC=VEE=20V，RL=10Ω，晶体管的饱和压降UCES=0V，输入电压

ui为正弦信号。

试：

（1）求最大不失真输出功率、电源供给功率、管耗及效率：

（2）当输入

电压振幅Uim=10V时，求输出功率、电源供给功率、功率及管耗；及此时输入电压的振幅。

3）求该电路的最大管耗

解：

（1）求Pom、PD、η、PC

考虑到晶体管的饱和压降，功放最大不失真输出电压振幅

为

Uomm=VCC－UCES=20－0=20V

功放最大不失真输出功率为

2omm

2RL

2

202

210

20W

电源供给功率为

PD

2VccI

cm

2VccU

omm

RL

22020

3.1410

25.48W

因此功放的效率和管耗分别为

PD

20

25.48

78.5%

PCPDPom25.48205.48W

2）求Uim=10V时的Po、PD、η和PC

Po

Uo2m

om

2RL

Ui2m

2RL

102

210

5W

PD

2VCCUom

RL

22010

3.1410

12.7W

Po

PD

5

12.7

39.4%

Uom=Uim，因此

由于互补电路由射极输出器构成，其输出电压与输入电压近似相等，所以

PCPDPO12.757.7W

3）求电路的最大管耗及此时输入电压的振幅

PC1m

VC2C

202

Uim

2RL

Uom

2VCC

4.1W

10

2012.7V

3.14

电路如图所示，试回答下列问题：

1）ui=0时，流过RL的电流有多大？

（2）Rp和V6起什么作用？

V1、V3和V2、V4工作在什么状态？

（3）晶体管饱和压降近似为2V，电路的最大不失真输出功率有多大？

解：

（1）因电路对称，V1、V3与V2、V4的静态电流相等，所以静态（ui=0）时，流过RL的电流等于零。

2）Rp与V6构成功率管V1、V3与V2、V4的正向偏压电路，可使V1、V3、V2、V4管

Rp用来调节偏压，可使

有小的正向偏置电压而处于临界导通状态，从而可消除交越失真。

交越失真最小。

V1V3和V2V4工作在甲乙类状态。

（3）为保证输出波形不产生饱和失真，则输出电压振幅为

Uom=VCC－UCES=20－2=18V

po

182

28

20.25W

图所示复合管，试判断哪些连接是正确的？

哪些是不正确的？

如正确的，指出它们各

自等效什么类型的三极管（NPN或PNP型）。

图

解：

图中（a）、（c）、（d）、（e）、（f）连接均不正确，（b）连接正确，为NPN型。

电路如图所示，为使电路正常工作，试回答下列问题：

1）静态时电容C上的电压是多大？

如果偏离此值，应首先调节RP1还是RP2？

（2）调节静态工作电流，主要调节RP1还是RP2？

（3）设管子饱和压降可以略去，求最大不失真输出功率、电源供给功率、管耗和效率。

解：

（1）静态时电容C两端电压应等于电源电压的1/2，即UC=6V。

如果偏离此值，应调节RP1。

图

（2）欲调节V1、V2管静态工作点电流，则主要应调节RP2。

因改变RP2的大小，将改变

加在V1、V2基极与发射极之间的正向偏压的大小，从而可调节两管的静态工作点电流。

Uomm

1

12VCC6V

3）求最大不失真输出功率、直流电源供给功率、管耗及效率图

因为

故

Pom

2

Uomm

2RL

PD

62

2

22（VCC/2）2

1.13W

16

262

1.43W

16

PC

PC1

PD

PC2

RL

Pom（1.431.13）W0.3W

0.15W

Pom

PD

1.1378.5%

1.43

电路如图所示，设V1、V2的饱和压降为，求最大不失真输出功率、管耗及电源供给功

率。

解：

由于Ｕomm=VCC

2

UCES=3V－=，因此

Uo2mm

2.72

omm

om

W0.46W

om2RL

28

PD

2

VCCU

omm

2.7

0.64W

6

2

RL

8

PC

PD

Pom

0.64

0.46

0.18W

图

图

两级阻容耦合放大电路如图所示，设三极管V1、V2的参数相同，β=100，rbe,1=2kΩ，

rbe2=1kΩ，求Au，Ri，Ro。

解：

Ri2

RB3//[rbe2（1

）RL']430k//[1k

1011.5k]112.6k

Au1

（RC1//Ri2）

100（6//112.6）k

25.7

rbe1

（1）RE

（21010.2）k

Au2≈1

Au=Au1Au2=－

Ri=RB1//RB2//[rbe1+（1+β）RE1]=120//24//（2+101×）kΩ=Ω

RC1//RB3rbe2

RoC1B3be2//RE267

由集成运放构成的放大电路如图所示，已知输入电压

ui=1V，试求各电路的输出电压uo。

图

20

解：

（a）uo15V

4

3

（b）uo114V

o1

c）uo=ui=1V

由集成运放构成的电路如图所示，已知集成运放的

UOM=±10V，当输入电压

ui=1V时，试说

明电位器

Rp滑动端分别处于最上端C点，最下端

B点和中点时，输出电压

uo的大小。

解：

C点：

uo=un=ui=1V

B点：

反相端接地，开环uo=UOM=10V

0.5Rp中点：

构成同相放大电路，uo1pui2Vo0.5Rpi

由理想集成运放构成的电路如图所示，

已知

ui=1V，

试用“虚短路”和“虚开路”概念，求流过

R3的电流i。

解：

根据虚开路，ip=0，则得

up=ui

根据虚短路得

所以

un≈up=ui

i1

un

R2

ui1mA

R210

0.1mA

根据虚开路，in=0，因此流过R3的电流

≈i1=