中南大学模电第二章作业答案解析
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习题二2-1 试分析图P2-1所示电路中,哪些可以正常地放大交流信号,哪些不能?并说明理由。
图P2-1 题2-1图 解:(a ) 不可以,因为没有R B ,交流时直流电源相当于短路,交流信号也短路;同时,没有R B ,则E C 直接加载在U BE 两端,三极管易被击穿。
(b ) 不可以,交流时直流电源U BB 相当于短路,交流信号也短路。
(c ) 可以,U CC 、R B 和R C 可以使发射结正偏,集电结反偏。
(d ) 不可以,发射结零偏置。
2-2 放大电路如图P2-2所示,图(b )是晶体管的输出特性曲线,设u BE =0.6V ,试用图解法求I CQ 和U CEQ 以及输出电压的动态范围。
图P2-2 题2-2图解:2-3 放大电路如图P2-2所示,若晶体管β=50,00≈CB I ,试计算:(1)I CQ 和U CEQ ;(2)令R B =470K Ω,其它条件不变,重求I CQ和UCEQ ;(3)令R C =5.1K Ω,其它条件同(1),重求I CQ 和U CEQ 。
解:先得到直流通路,见题2-3 直流通路图 (1) :A K R U E IB BEC BQ μ2.293900612=-=-=VR I E U mAI I I C CQ C CEQ BQ BQ CQ18.7103.31046.11246.15033=⨯⨯⨯-=⨯-====-β(2)若K R B 470=,则I 题2-2 图解法结果VR I E U mAI I A KI C CQ C CEQ BQ CQBQ 01.8103.31021.11221.12.244706.01233=⨯⨯⨯-=-====-=-βμ(3)若K R C 1.5=,则VU mAI AI CEQ CQ BQ 55.4101.51046.11246.12.2933=⨯⨯⨯-===-μ2-4放大电路如图P2-3所示,设U BE =0.6V ,00≈CB I ,U CES =0.3V ,试计算I CQ 和U CEQ ,再求其输出动态范围。
第二章 习题解答2-1 电话线路上的直流电压约为50V ,用于电话机通话时的直流电源。
话机内部电路对电压有极性的要求。
话机电路中有一个导向电路,如题2-1图所示。
外线与话机引线相接时不必考虑电压极性。
试说明其工作原理。
答:当外线与话机引线相接时,如果话机引线的上端接正、下端接负,则电源正端经过D 1,话机内的其他电路、D 4到电源负端,形成电流回路,此时二极管D 1、D 4正向导通,D 2、D 3截止。
如果话机引线的下端接正、上端接负,则电源正端经过D 2、话机内的其他电路、D 3到电源负端,形成电流回路。
由此或见,无论话机引线的上端接正还是下端接正,对于话机内的其他电路来说都符合对电压极性的要求,这就是导向电路所起的作用。
2-2 已知硅和锗PN 结的反向饱和电流分别为10-14A 和10-8A 。
若外加电压为0.25V 、0.45V 、0.65V 时,试求室温下各电流I ,并指出电压增加0.2V 时,电流增加的倍数。
解:根据式(1-2-4) ()1/-=T v v S e I I ,室温时mV V T 26≈对于硅PN 结:A I S 1410-=,则外加电压V0.25V 0.45V 0.65V TV V e/I14993.7A 10105.1-⨯3285 7556 AA μ33.0103.37=⨯-7.20×1010mAA72.0102.74=⨯-电压增加0.2V 时电流增加的倍数为倍219126/20026/2.0≈=mV mv mV V e e对于锗PN 结,A I S 810-=,则 外加电压V0.25V 0.45V 0.65V T V V e /14993.73285 7556 7.20×1010ImAA15.0105.14=⨯-A 33.0A 2102.7⨯电压增加0.2V 时电流同样增加2191倍。
2-3 在室温时锗二极管和硅二极管的反向饱和电流分别为1μA 和0.5pA ,若两个二极管均通过1mA 正向电流,试求它们的管压降分别为多少。
第二章自我检测题参考答案一、填空题1.三极管用来放大时,应使发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置。
2.型号为3CG4D的三极管是PNP型高频小功率管。
3.温度升高时,三极管的电流放大系数β增大,反向饱和电流I CBO增大,正向结电压U BE下降。
4. 有两只三极管:A管β=200,I CEO=200μA;B管β=80,I CEO=10μA,其他参数大致相同,一般应选B管。
5.共射基本电路电压放大倍数为负值,说明输出信号与输入信号相位相差180o。
6.放大电路未输入信号时的状态称为静态,其在特性曲线上的点称为静态工作点;有输入信号时的状态称为动态,动态工作点移动的轨迹称为交流负载线。
7.在放大电路的下限截止频率处,幅度的放大倍数为中频处的0.707倍,这主要是由电路的频率失真引起的。
8.场效应晶体管是通过改变栅源电压来改变漏极电流(输出电流),所以它是一个电压控制电流源(或电压控制)器件。
二、判断题1.由于放大的是变化量,所以在输入直流信号时,任何放大电路的输出量都没有变化。
(×)提示:直接耦合放大电路就有变化。
2.阻容耦合多级放大电路的点相互独立,(√)它只能放大交流信号。
(√)3.放大电路中各电量的交流成分是由交流信号源提供的。
(×)提示:增加的幅度所需能量是由直流电源提供的。
4.通常,JFET在漏极与源极互换时,仍有正常放大作用。
(√)三、选择题1.测得某放大电路中三极管三个管脚对地电压分别为U1=2V,U2=6V,U3=2.7V,则三极管三个电极为(B)。
A.①管脚为发射极,②管脚为基极,③管脚为集电极;B.①管脚为发射极,②管脚为集电极,③管脚为基极;C.①管脚为集电极,②管脚为基极,③管脚为发射极;D. ①管脚为发射极,②管脚为集电极,③管脚为基极。
2.在共射基本放大电路中,集电极电阻R C的作用是(C)。
A.放大电流B.调节I BQC.防止输出信号交流对地短,把放大了的电流转换成电压。
习题2-5 设图中的三极管β =100,U BEQ =0.6V ,V CC =12 V ,R C =3 k Ω,R b =120 k Ω。
求静态工作点处的I BQ I CQ 和U CEQ 值。
习题2-15 设图中三极管的β =100,U BEQ =0.6V ,V CC =10V ,R C =3 k Ω,Rb b’=100 Ω。
V CC =10V ,,R C =3 k Ω,Re=1.8 k Ω,RF=200Ω,Rb1=33 k Ω,Rb2=100 k Ω,RL=3 k Ω C1,C2和Ce 足够大。
①求静态工作点②画微变等效电路如图(3)求Oiu U A U =;(4)设Rs =4 k Ω,求osus U A U =(5)求o i R R 和① 2.48,0.94, 5.3E U I I mA U =≈=≈BQCQ Q CEQ V V②微变等效电路如图③be 2.9r ≈ k Ω,Lbe = 6.5(1)u FR A r R ββ'-≈-++(4)12i r ≈ k Ω,= 4.9ius u i sr A A r R -≈-+(5) R i ≈12 k Ω,R o ≈3 k Ω习题2-17 画出如图放大电路的微变等效电路,写出计算电压放大倍O1O2i iU U U U 和数的表达式,并画出当c e RR =时的两个输出电压o1o1U U 和的波形(与正弦波i U 相对应)。
微变等效电路如下图解O1i be (1)ceU R U r R ββ=-++e c O1O2O1O2R u u R U U =≈当时,,和的波形如下图ebe e *02*)1(1R r R U U Au iββ+++==)(习题2-21在下图所示的放大电路已知V DD = 30V,R d = 15 kΩ,R d =1 kΩ,R g=20 MΩ,R1=30kΩ,R2=200kΩ,R L= 1 MΩ,A和输入和输出的电阻Ri,R o场效应试估算电压放大倍数u管g m=1.5mS。
第2章基本放大电路自测题一•在括号内用“V和“X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。
(X2•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有源元件提供的。
(X4•电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。
(X5•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,所以当输入直流信号时,任何放大电路的输出都毫无变化。
(X7•只要是共射放大电路,输出电压的底部失真都是饱和失真。
(X二•试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(f) (a) (b)(c) (d) (e)(g) (h)(i)图T2.2解:图(a)不能。
V BB将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。
输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。
图(d)不能。
晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。
图(e)不能。
输入信号被电容C2短路。
图⑴不能。
输出始终为零。
图(g)可能。
图(h)不合理。
因为G-S间电压将大于零。
图(i)不能。
因为T截止。
三•在图T2.3所示电路中,已知V CC "2V,晶体管3 =100, R b = 100k 1。
填空:要求先填文字表达式后填得数。
(1)当U i =CM时,测得U BEQ =0.7V,若要基极电流I BQ=20」A,则尺和F W之和尺=((V CC -U BEQ)/I BQ )2 - ( 565 )2 ;而若测得U CEQ =6V,则尺=((V CC -U CEQ)/-I BQ )- ( 3 )心。
(2) 若测得输入电压有效值U i =5mV时,输出电压有效值U°'=0.6V ,则电压放大倍数人二(-U°/U i ) ~(-120 )。
若负载电阻F L值与F c相等,则带上负载后输出电压有效值U。
=( L U o )=( 0.3 )V。
第二章自我检测题参考答案一、填空题1.三极管用来放大时,应使发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置。
2.型号为3CG4D的三极管是PNP型高频小功率管。
3.温度升高时,三极管的电流放大系数β增大,反向饱和电流I CBO增大,正向结电压U BE下降。
4. 有两只三极管:A管β=200,I CEO=200μA;B管β=80,I CEO=10μA,其他参数大致相同,一般应选B管。
5.共射基本电路电压放大倍数为负值,说明输出信号与输入信号相位相差180o。
6.放大电路未输入信号时的状态称为静态,其在特性曲线上的点称为静态工作点;有输入信号时的状态称为动态,动态工作点移动的轨迹称为交流负载线。
7.在放大电路的下限截止频率处,幅度的放大倍数为中频处的0.707倍,这主要是由电路的频率失真引起的。
8.场效应晶体管是通过改变栅源电压来改变漏极电流(输出电流),所以它是一个电压控制电流源(或电压控制)器件。
二、判断题1.由于放大的是变化量,所以在输入直流信号时,任何放大电路的输出量都没有变化。
(×)提示:直接耦合放大电路就有变化。
2.阻容耦合多级放大电路的点相互独立,(√)它只能放大交流信号。
(√)3.放大电路中各电量的交流成分是由交流信号源提供的。
(×)提示:增加的幅度所需能量是由直流电源提供的。
4.通常,JFET在漏极与源极互换时,仍有正常放大作用。
(√)三、选择题1.测得某放大电路中三极管三个管脚对地电压分别为U1=2V,U2=6V,U3=2.7V,则三极管三个电极为(B)。
A.①管脚为发射极,②管脚为基极,③管脚为集电极;B.①管脚为发射极,②管脚为集电极,③管脚为基极;C.①管脚为集电极,②管脚为基极,③管脚为发射极;D. ①管脚为发射极,②管脚为集电极,③管脚为基极。
2.在共射基本放大电路中,集电极电阻R C的作用是(C)。
A.放大电流B.调节I BQC.防止输出信号交流对地短,把放大了的电流转换成电压。
模拟电子技术第二章习题解答-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII习题题 2-1试判断图P2-1中各放大电路有无放大作用,简单说明理由。
图 P2-1题2-1解 (a) 无放大作用,不符合“发射结正偏,集电结反偏”的外部直流偏置要求;(b) 不能正常放大,三极管发射结没有偏置(正偏);(c) 无放大作用,三极管集电结没有偏置(反偏);(d) 无放大作用,三极管发射结没有偏置(正偏);(e) 有放大作用;(f) 无放大作用,输入信号的负半轴不能加到放大电路中去;(g) 无放大作用,电容C2使输出端对地交流短路,输出交流电压信号为0;(h) 无放大作用,电容Cb使三极管基极对地交流短路,输入交流信号无法加至三极管基极;本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。
题 2-2 已知图P2-2(a)中:R b=510kΩ,R c=10kΩ,R L=1.5kΩ,V CC=10V。
三极管的输出特性如图(b)所示。
①试用图解法求出电路的静态工作点,并分析这个工作点选得是否合适;②在V CC和三极管不变的情况下,为了把三极管的静态集电极电压U CEQ提高到5V左右,可以改变哪些参数如何改法③在V CC和三极管不变的情况下,为了使I CQ=2mA,U CEQ=2V,应改变哪些参数改成什么数值(a )题2-2解:① 先由估算法算出I BQ CC BEQBQ b100.7mA 0.02mA 20μA 510V U I R --=≈≈= 然后,由式Cc C CC CE i R i V u 1010-=-=,在输出特性曲线上画出直流负载线,其与横、纵两个坐标轴的交点分别未(10V ,0)和(0,1mA ),直流负载线与i B =20uA 的一条输出特性曲线的交点Q1即为静态工作点。
由Q1可得,U CEQ ≈0.5V ,I CQ =0.95mA 。
可见,Q1点靠近饱和区,位置不太合适,容易产生饱和失真。
第二章 放大电路基础2.1 放大电路如图P3.1所示,电流电压均为正弦波,已知Ω=600S R 、mV U S 30=、mV U i 20=、Ω=k R L 1、V U 2.10=。
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i R ;当L R 开路时,测得V U 8.10=,求输出电阻R 。
解:1、S i S i i U R R R U +=Ω=-⨯=-=k U U R U R i S S i i 2.1203060020 2、6002.02.1===i O u U U AdB A dB A u u 6.3578.12060log 20||log 20)(=⨯===3、uA R U I i i i 7.162.120===uA mA A R U I L 12002.10012.01012.1300===⨯==9.717.161200===i O i I I AdB A dB A i i 2.3786.1209.71log 20log 20)(=⨯===4、uW I U P i i i 334.07.1602.0=⨯== uW I U P 144012002.1000=⨯==4311334.01440===i O P P P AdB A dB A P P 9.3669.3104311log 10log 10)(=⨯=== 5、其等效电路如图P3.1.2:根据等效电路可得:8.12.10⨯+=LLR R R Ω=k R 5.002.2 放大电路如图P3.2.1所示,已知三极管100=β、Ω=200'bb r 、VU BEQ 7.0=。
试:(1)计算静态工作点CQI 、CEQU 、BQI ;(2)画出H 小信号等效电路,求u A 、i R 、0R (3)求源电压增益uS A 。
解:1、VV R R R V CC B B B B 315104010212=⨯+=+=mA R R R V I E E BEQ B CQ 1.21.017.0321=+-=+-=uA I I CQBQ 211001.2===βVR R R I V U E E C C CC CEQ 4.6)1.013(1.215)(21=++⨯-=++-=2、H 小信号等效电路如图P3.2.2:Ω=⨯++=++=14501.226)1001(20026)1('0EQ bb be I r r β9.151.010145.13//7.4100)1('1-=⨯+⨯-=++-=E be L u R r R A ββ[]Ω=⨯+=++=k R r R R R E be B B i 73.4)1.010145.1//(40//10)1(////121β Ω≈=k R R C 30第 3 页2022-3-223、35.1451.073.473.49.1500-=+⨯-=+====S i i u S i u S i i S uS R R R A U U A U U U U U U A2.3 放大电路如图P3.3.1所示,已知三极管80=β、Ω=200'bb r 设各电容对交流的容抗近似为零。
模拟电子技术作业答案班级_________ _ 学号_____ __ 姓名_____________ 第2章半导体三极管及其放大电路1.简答题:(1)放大电路中为何设立静态工作点?静态工作点的高、低对电路有何影响?答:设立静态工作点的目的是使放大信号能全部通过放大器。
Q点过高易使传输信号部分进入饱和区;Q点过低易使传输信号部分进入截止区,其结果都是信号发生失真。
(2)说明利用三极管组成放大电路的基本原则。
答:不论那种组态的放大电路,如果希望能够正常放大信号,必须遵守以下原则。
①有极性连接正确的直流电源、合理的元件参数,以保证三极管发射结正偏、集电结反偏和合适的静态工作点,使三极管工作在放大区。
②信号能够从放大电路的输入端加到三极管上,经过三极管放大后,又能传给放大电路的下一级或负载。
(3) 分析放大电路有哪几种方法?几种方法分别有什么特点?答:分析放大电路有近似法、微变等效法和图解法。
近似法简洁、精确,工程上常用来分析放大电路的静态工作点;微变等效法方便分析放大电路的动态;图解法直观,可同时用于分析放大电路的静态和动态。
(4)共射、共集和共基表示BJT的三种电路接法,而反相电压放大器,电压跟随器和电流跟随器则相应地表达了输出量与输入量之间的大小与相位关系,如何从物理概念上来理解?答:共射电路有电压放大作用,且输出电压与输入电压相位相反。
为此,称这种放大电路为反相电压放大器。
共集电路没有电压放大作用且输出电压与输入电压同相位。
因此,可将这种放大电路称为电压跟随器。
共基电路有输出电流与输入电流接近相等。
为此,可将它称为电流跟随器。
2.图1所示电路中,已知硅型晶体三极管发射结正向导通电压为0.7V, =100,临界放大饱和时三极管压降(集电极-发射极之间)为0.3V。
判断电路中各晶体管的工作状态。
(a) (b) (c)图1解:分析:判断晶体三极管的工作状态并计算各级电流问题的分析方法如下。
方法一:1. 对于NPN 管,若U BE <0.7V ,则管子截止;对于PNP 管,若U BE >-0.7V ,或U EB <0.7V则管子截止;2. 若NPN 管,U BE >0.7V ,PNP 管U EB >0.7V ,则说明三极管处于放大状态或饱和状态。
第二章 习题与思考题◆ 题 2-1 试判断图 P2-1中各放大电路有无放大作用,简单说明理由。
解:<a> 无放大作用,不符合"发射结正偏,集电结反偏"的外部直流偏置要求; <b> 不能正常放大,三极管发射结没有偏置〔正偏; <c> 无放大作用,三极管集电结没有偏置〔反偏; <d> 无放大作用,三极管发射结没有偏置〔正偏; <e> 有放大作用〔电压放大倍数小于1;<f> 无放大作用,电容C 2使输出端对地交流短路,输出交流电压信号为0;<g> 无放大作用,电容C b 使三极管基极对地交流短路,输入交流信号无法加至三极管基极; <h> 不能正常放大,场效应管栅源之间无直流偏置;<i> 无放大作用,VGG 的极性使场效应管不能形成导电沟道。
本题的意图是掌握放大电路的组成原则和放大原理。
◆题 2-2 试画出P2-2中各电路的直流通路和交流通路。
设电路中的电容均足够大,变压器为理想变压器。
解:本题的意图是掌握直流通路和交流通路的概念,练习画出各种电路的直流通路和交流通路。
◆题 2-3 在NPN 三极管组成的单管共射放大电路中,假设电路其他参数不变,分别改变以下某一项参数时,试定性说明放大电路的I BQ 、I CQ 、U CEQ 将增大、减小还是不变。
① 增大Rb ;②增大VCC ;③增大β。
解:①↓↓⇒↓⇒↑⇒CEQ CQ BQ b U I I R②不定)(↑-↑=↑⇒↑⇒↑⇒CQ c CC CEQ CQ BQ CC I R V U I I V ③⎩⎨⎧↓↑⇒↑⇒CC CQBQ V I I 基本不变β本题的意图是理解单管共射放大电路中各种参数变化时对Q 点的影响。
◆题 2-4 在图所示NPN 三极管组成的分压式工作点稳定电路中,假设电路其他参数不变,分别改变以下某一项参数时,试定性说明放大电路的I BQ 、I CQ 、U CEQ 、r be 和||uA 将增大、减小还是不变。
习题2-1 如图2-51所示,判断三极管处于截止、放大还是饱和状态? 解:a 放大状态。
b 饱和状态。
c 截止状态。
d 放大状态。
2-2 在电路中,三极管各管脚对地电位,试分析三极管A 、B 、C 各是什么电极,该管是NPN 还是PNP ,硅管还是锗管?(1)U A =3.8V ,U B =3.1V ,U C =8V ; (2)U A =7.2V ,U B =7V ,U C =3V 。
解:(1)A 是三极管基极;根据三极管发射结正偏,导通的特点,导通压降为0.7V ,则B 是三极管发射极,C 是三极管集电极;该管是NPN 型硅管。
(2)B 是三极管基极;根据三极管发射结正偏,导通的特点,导通压降为0.2V ,则A 是三极管发射极,C 是三极管集电极;该管是PNP 型锗管。
2-3 某三极管的极限参数I CM =20mA ,P CM =100mW ,U (BR )CEO =15V ,试分析下列条件下,三极管能否正常工作?(1)I C =15m A ,U CE =8V ; (2)I C =19mA ,U CE =3V ; (3)I C =30mA ,U CE =4V 。
解:(1)U CE =8V <U (BR )CEO ,I C =15mA <I CM ,P C =U CE I C =120mW >P CM ,所以不能正常工作。
(2)U CE =3V <U (BR )CEO ,I C =19m A <I CM , P C =U CE I C =57mW <P CM ,所以能正常工作。
(3)U CE =4V <U (BR )CEO ,但I C =30mA >I CM ,所以不能正常工作。
2-4试判断图2-52中各电路有无放大作用,简单说明理由。
图2-51 习题2-1图abcd2V解:a 无放大作用。
电源极性与三极管不符。
b 无放大作用。
I B =0。
c 无放大作用。
交流通路输入短路。
d 无放大作用。
第二章习题与答案2.1填空题:1.晶体管放大电路有三种基本形式:共基极放大电路,共发射极放大电路和共集电极放大电路。
2.多级放大电路的耦合方式主要有:直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。
3.场效应晶体管放大电路有三种基本形式:共源放大电路、共漏放大电路和共栅放大电路。
4. 共射极放大电路中,输入与输出相位相反;共基极放大电路中,输入与输出相位相同;共集电极放大电路中,输入与输出相位相同。
5.放大电路的线性失真分为:相频失真和幅频失真。
2.2选择题:1. 晶体管处于放大状态时,发射结____,集电结____。
(B )A.正偏,正偏; B.正偏,反偏;C.反偏,正偏; D.反偏,反偏。
2.在共射基本放大电路中,适当增大R C,电压放大倍数和输出电阻将有何变化。
(A) A.放大倍数变大,输出电阻变大; B.放大倍数变大,输出电阻不变;C.放大倍数变小,输出电阻变大; D.放大倍数变小,输出电阻变小。
3. 晶体管有三个工作区,下面哪一项不是。
(C)A.放大区; B.饱和区;C.失真区; D.截止区。
4.基本放大电路中,经过晶体管的信号有(C)。
A.直流成分; B.交流成分; C.交直流成分均有。
5. 共发射极放大电路的反馈元件是(B)。
A.电阻R B; B.电阻R E; C.电阻R C。
6. 在两级放大电路中,已知A=20,2u A=30则总电压放大倍数为(B)。
u1A.30 B.600 C.507.某晶体管的发射极电流等于1mA,基极电流等于20μA,则它的集电极电流等于(A)。
A.0.98 mA B.1.02 mA C.0.8 mA D.1.2 mA8.工作在放大区域的某晶体管,当I B从20μA增大到40μA时,I C从1mA变为2mA则它的β值约为(B)。
A、10B、50C、80D、1002.3判断题1.通频带越宽,表示放大电路工作的频率范围越宽,其组成的放大器质量越好。
(×) (放大器通频带的宽度并不是越宽越好,关键是应该看放大器对所处理的信号频率有无特别的要求!例如选频放大器要求通频带就应该很窄,而一般的音频放大器的通频带则比较宽。
【1】电路如图(a)所示。
设为A理想的运算放大器,稳压管DZ的稳定电压等于5V。
(1)若输入信号的波形如图(b)所示,试画出输出电压的波形。
(2)试说明本电路中稳压管的作用。
图(a) 图(b)【相关知识】反相输入比例器、稳压管、运放。
【解题思路】(1)当稳压管截止时,电路为反相比例器。
(2)当稳压管导通后,输出电压被限制在稳压管的稳定电压。
【解题过程】(1)当时,稳压管截止,电路的电压增益故输出电压当时,稳压管导通,电路的输出电压被限制在,即。
根据以上分析,可画出的波形如图(c)所示。
图(c)(2)由以上的分析可知,当输入信号较小时,电路能线性放大;当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。
【2】在图(a)示电路中,已知, ,,设A为理想运算放大器,其输出电压最大值为,试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。
反馈类型?图(a)【相关知识】反相输入比例器。
【解题思路】当时电路工作闭环状态;当时电路工作开环状态。
【解题过程】(1)当的滑动端上移到最上端时,电路为典型的反相输入比例放大电路。
输出电压(2)当的滑动端处在中间位置时,画出输出端等效电路及电流的参考方向如图(b)所示。
图中。
图(b)由图可知以上各式联立求解得代入有关数据得(3)当的滑动端处于最下端时,电路因负反馈消失而工作在开环状态。
此时,反相输入端电位高于同相输入端电位,运放处于负饱和状态。
输出电压。
【3】电压-电流转换电路如图所示,已知集成运放为理想运放,R2=R3=R4=R7=R,R5=2R。
求解i L与u I之间的函数关系。
【相关知识】集成运放工作在线性区的特点,“虚短”和“虚断”的分析方法,基本运算电路的识别。
【解题思路】(1)由图判断出集成运放A1和A2分别引入的局部电压反馈为负反馈。
(2)识别集成运放A1和A2分别组成的基本运算电路类型。
(3)根据运算电路类型以及“虚短”和“虚断”的分析方法分别求解u O1以及u O2的表达式,从而得到i L与u I之间的函数关系。
第2章基本放大电路自测题一.在括号内用“√”和“×”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有源元件提供的。
(×)4.电路中各电量的交流成分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。
(×)二.试分析图各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)(g) (h) (i)图解:图(a)不能。
V BB 将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。
输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。
图(d)不能。
晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。
图(e)不能。
输入信号被电容C 2短路。
图(f)不能。
输出始终为零。
图(g)可能。
图(h)不合理。
因为G -S 间电压将大于零。
图(i)不能。
因为T 截止。
三.在图 所示电路中,已知12CC V V =, 晶体管β=100,'100b R k =Ω。
填空:要求先填文字表达式后填得数。
(1)当0iU V =&时,测得0.7BEQ U V =,若要基极电流20BQ I A μ=, 则'b R 和W R 之和 b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω;而若测得6CEQ U V =,则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。
(2)若测得输入电压有效值5i U mV =时,输出电压有效值'0.6o U V =,则电压放大倍数u A =&( /o iU U - )≈( -120 )。
第2章基本放大电路自测题一.在括号内用“√”和“×”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有源元件提供的。
(×)4.电路中各电量的交流成分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。
(×)二.试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)(g) (h) (i)图T2.2解:图(a)不能。
V BB 将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。
输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。
图(d)不能。
晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。
图(e)不能。
输入信号被电容C 2短路。
图(f)不能。
输出始终为零。
图(g)可能。
图(h)不合理。
因为G -S 间电压将大于零。
图(i)不能。
因为T 截止。
三.在图T2.3 所示电路中,已知12CC V V =, 晶体管β=100,'100b R k =Ω。
填空:要求先填文字表达式后填得数。
(1)当0i U V =时,测得0.7BEQ U V =,若要基极电流20BQ I A μ=, 则'b R 和W R 之和b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω;而若测得6CEQ U V =,则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。
(2)若测得输入电压有效值5i U mV =时,输出电压有效值'0.6o U V =,则电压放大倍数u A =( /o i U U - )≈( -120 )。
第2章基本放大电路自测题一.在括号内用“√”和“×”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有源元件提供的。
(×)4.电路中各电量的交流成分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。
(×)二.试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号,简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)(g) (h) (i)图T2.2解:图(a)不能。
V BB 将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。
输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。
图(d)不能。
晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。
图(e)不能。
输入信号被电容C 2短路。
图(f)不能。
输出始终为零。
图(g)可能。
图(h)不合理。
因为G -S 间电压将大于零。
图(i)不能。
因为T 截止。
三.在图T2.3 所示电路中,已知12CC V V =, 晶体管β=100,'100b R k =Ω。
填空:要求先填文字表达式后填得数。
(1)当0i U V =时,测得0.7BEQ U V =,若要基极电流20BQ I A μ=, 则'b R 和W R 之和b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω;而若测得6CEQ U V =,则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。
(2)若测得输入电压有效值5i U mV =时,输出电压有效值'0.6o U V =,则电压放大倍数u A =( /o i U U - )≈( -120 )。
2.分别改正下图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
(a)静态时,发射结正偏,集电结反偏,-VCC改为+VCC
(b) 没有RB发射结会烧坏,集电结不能反偏
(c)没有RB1当ui=0时发射结两端电压为零,VBB反过来。
(d)没有RB在交流通路中,VBB短路,交流信号加不进来。
3.放大电路及三极管输出特性如下图所示。
①在输出特性曲线上画出直流负载线。
如要求I CQ=2mA,确定此时的静态工作点,并确
定此时的R b的值;
②利用图解法分别求出R L=∞和R L=3kΩ时的最大不失真输出电压U om(有效值);
③若R b调至150kΩ且i B的交流分量i b(t)=20sinωt(μA),画出i C和u CE的波形图,这时出现什么失真?
解:(1)直流负载线
12
,.4,0====-=Ce C c ce C
c CC ce U O I I U R I V U 作负载线得:I CQ =40μA
Ω
=≈+=k R U R I V b CE
b B CC 30004
.012 (2)R L =∞直流负载线与交流负载线重合Uom=6/1.414=4.23V R L =3K Ώ,R L //R C =1.5 K Ώ 当 U CEQ +1.5*I CQ =9 ,Uom=1.5*I CQ/1.414=2.12V
(3) 当RB=150K Ώ时,IBQ=80Ma
4.电路如图P2.7所示,晶体管的β=80 ,'100bb r =Ω。
分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、u A 、i R 和o R 。
解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、be r 均相等,它们分别为:
22CC BEQ
BEQ BQ b
s
V U U I A R R μ-=-
≈
1.76CQ BQ I I mA β=≈
'26(1)
1.3be bb EQ
mV
r r k I β=++≈Ω 空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为:
6.2CEQ CC CQ c U V I R V
=-≈;
308c
u be
R A r β=-
≈-
// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω; 93be
us u be s
r A A r R ≈⋅≈-+ 5o c R R k ==Ω
3L R k =Ω时,静态管压降、电压放大倍数分别为:
(//) 2.3L
CEQ CC CQ c L L c
R U V I R R V R R =
-≈+
(//)
115c L u be
R R A r β=-
≈-
34.7be
us u be s
r A A r R ≈⋅≈-+
// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o
c R
R k ==Ω。
5.电路如下图所示,晶体管的β=60,'bb r =100Ω。
①求解Q 点;
②画出其微变等效电路,求解u
A 、R i
和R o ;
③设s U
=10mV (有效值),问i U =?o
U =?
U=10mV(有效值),C3开路对电路的哪些参数有影响?④设
s
(1)
V
R R I V I R I V U mA
I I A
R R U V I I I R I U R I V e C C CC E C C CC CE B C e
b BE
CC B B
E e E BE b B CC 48.4)(88.13.31)1()1(=+-≈--====++-=+=++=βμββ
(2)
Ω
==Ω
≈=Ω
=+=-=-=
=
∙
∙
∙
∙∙
K R R r R R r r I R R I U U A C O be b i be be
b L
C b i
O u 3930//9300313.026
10077
.96//β
(3)
V
U A U mV
U R R R U i u S i
S i
i 307.017.30===+=
∙
(4)当C 3开路时其微变等效电路如下
[]
Ω
==++=++=++=
++-=
=
∙∙
∙∙
∙
∙
∙
∙
∙
K R R R r R R R r I R I r I R R I r I R R I U U A C O e be b i e
be b
e
b be b i
e
b be b L C b i
O u 3)1(//)1()1()1(//'βββββ
故 电压放大倍数降小了,输入电阻变大了
6.电路如图P2.12所示,晶体管的β=80,
be
r =1kΩ。
(1)求出Q 点; (2)分别求出R L =∞和R L =3kΩ时电路的
u A 、i R 和o R 。
解:(1)求解Q 点: 32.3(1)CC BEQ BQ
b e
V U I A R R μβ-=
≈++
(1) 2.61EQ BQ I I mA β=+≈
7.17CEQ CC EQ e U V I R V
=-≈
(2)求解放大倍数和输入、输出电阻:
R L
=∞时;(1)0.996(1)e
u
be e
R A r R ββ+=≈++
//[(1)]110i b be e R R r R k β=++≈Ω
R L
=3kΩ时;
(1)(//)0.992(1)(//)e L u be e L R R A r R R ββ+=≈++
//[(1)(//)]76i b be e L R R r R R k β=++≈Ω
输出电阻:////371s b be
o
e R R r R R β
+=≈Ω+
有改变7. 电路如图P2.11所示,晶体管β=100,b b r '=100Ω。
(1)求电路的Q 点、u A 、i
R 和o R ; (2)若改用β=200的晶体管,则Q 点如何变化?
(3)若电容C e 开路,则将引起电路的哪些动态参数发生变化?如何变化?
解:(1)静态分析: 1
12
2b BQ CC b b R U V V R R =
⋅=+
1BQ BEQ EQ
f e
U U I mA R R -=
=+
101EQ BQ I I A μβ
=
=+
e (R ) 5.7CEQ CC EQ c
f U V I R R V =-++= 图P2.11
动态分析:'26(1)
2.73be bb EQ
mV
r r k I β=++≈Ω (//)
7.7(1)c L u be f
R R A r R ββ=-
=-++
12////[(1)] 3.7i b b be f R R R r R k β=++≈Ω 5o c R R k ==Ω (2) β=200时,1
12
2b BQ CC b b R U V V R R =
⋅=+(不变);
1BQ BEQ EQ f e
U U I mA R R -=
=+(不变);51EQ BQ I I A μβ
=
=+(减小);
e (R ) 5.7CEQ CC EQ c
f U V I R R V =-++=(不变)。
(3)
C e 开路时,
(//)// 1.92(1)()c L c L
u be e f e f
R R R R A r R R R R ββ=-≈-=-++++(减小)
;
12////[(1)()] 4.1i
b b be e f R R R r R R k β=+++≈Ω(增大);
5o c R R k ==Ω(不变)。
8. 已知某共射放大电路的波特图如图P5.3 所示,试写出u A 的表达式。
图P5.3 图P5.4
解:观察波特图可知,中频电压增益为40dB ,即中频放大倍数为−100 ; 下限截止频率为1Hz 和10Hz ,上限截止频率为250kHz 。
故电路u A 的表达式为:
25
510010110(1)(1)(1)(1)(1)(1)2.5101010
u f A f f f j jf j j jf jf -+==
++++++⨯
9.已知某电路电压放大倍数:
510(1)(1)
1010u jf
A f f j j -=
+
+
试求解:(1)
um A =? L f ≈? H
f ≈? (2)画出波特图。
解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出
um A 、L f 和H f 。
∵
551001010
(1)(1)(1)(1)
10101010
u f
j
jf
A f f f f j j j j -⋅-=
=
++++ ∴100um A =-; 10L f Hz =; 510H f Hz
=。
(2)波特图如解图P5.5所示。
解图P5.5 解图P5.6。