模电答案第二章(DOC)

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。VBB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(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VCC12V, 晶体管β=100，Rb100k。填空：要求

先填文字表达式后填得数。

'(1)当Ui0V时，测得UBEQ0.7V，若要基极电流IBQ20A, 则Rb和RW之和

Rb=( (VCCUBEQ)/IBQ )k≈( 565 )k；而若测得UCEQ6V，

则Rc=( (VCCUCEQ)/IBQ )≈( 3 )k。 (2)若测得输入电压有效值Ui5mV时，

'输出电压有效值Uo0.6V，

则电压放大倍数Au( Uo/Ui )≈( -120 )。

若负载电阻RL值与Rc相等，则带上 图T2.3 负载后输出电压有效值Uo(

四、已知图T2.3 所示电路中VCC12V,Rc3k，静态管压降UCEQ6V,并在输出端加负载电阻RL，其阻值为3k。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 )；

A.2V B.3V C.6V

(2)当Ui1mV时，若在不失真的条件下，减小Rw ，则输出电压的幅值将( C )； A.减小 B.不变 C.增大

RL'Uo )=( 0.3 )V。

RLRc(3)在Ui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( B )；

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( B )。

A.Rw 减小 B.Rc减小 C. VCC减小

五、现有直接耦合基本放大电路如下：

A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路 D.共源电路 E.共漏电路

它们的电路分别如图2.2.1 、2.5.1(a)、2.5.4 (a)、2.6.2 和2.6. 9(a)所示；设图中ReRb，且

ICQ、IDQ均相等。选择正确答案填入空内，只需填A 、B 、… …

(l)输入电阻最小的电路是( C )，最大的是( D、E )； (2)输出电阻最小的电路是( B )；

(3)有电压放大作用的电路是( A、C、D )； (4)有电流放大作用的电路是( A、B、D、E )； (5)高频特性最好的电路是( C )；

(6)输入电压与输出电压同相的电路是( B、C、E )；反相的电路是( A、D )。

六、未画完的场效应管放大电路如图T2.6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。

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T2.6 所示。

图T2.6 解图T2.6

习题

2.1 分别改正图P2.1 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。

(a) (b)

(c) (d)

图P2.1

解：(a)将-VCC改为+VCC。

(b)在+VCC与基极之间加Rb。

(c)将VBB反接，且在输入端串联一个电阻。

(d)在VBB支路加Rb，在-VCC与集电极之间加Rc。

2.2画出图P2.2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。

(a) (b)

(c) (d)

图P2.2

解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2所示；

(a) (b)

(c) (d) 解图P2.2

2.3分别判断图P2.2(a)、 (b)所示两电路各属哪种放大电路，并写出Q、Au、Ri和Ro的表达式。

解：图 (a): IBQVCCUBEQR1R2(1)R3，ICQIBQ，UCEQVCC(1)IBQRc。

AuR2//R3，Rirbe//R1，RoR2//R3 rbeR2VCCUBEQ)/R2//R3(1)R1，ICQIBQ，

R2R3图(b)：IBQ(UCEQVCCICQR4IEQR1。

AuR4rbe，RiR1//rbe，RoR4。 1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3k时的静态工作点和最大不失真输出电压Uom（有效值）。

(a) (b)

图P2.4

解：空载时：IBQ20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20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 。如解图P2.4 所示。

解图P2.4 图P2.5

2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80, rbe=1kΩ,Ui20mV,静态时

UBEQ0.7V,UCEQ4V,IBQ20A。判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和“×”表

示。

44 (×) (2)A5.71 (×) 200u30.72010805802.5 (3)Au400 (×) (4)Au200 (√)

11200.7k1k (×) (6)Rik35k (×) (5)Ri200.02(1)Au (7)Ri3k (×) (8)Ri1k (√) (9)RO5k (√) (10)RO2.5k (×) (11)US20mV (×) (12)US60mV (√)

2.6电路如图P2.6所示，已知晶体管β=120，UBE=0.7V，饱和管压降UCES=0.5V。在下列情况下，用直流电压表测量晶体管的集电极电位，应分别为多少？

(1)正常情况；(2)Rb1短路；(3)Rb1开路；(4)Rb2开路；(5)Rb2短路；(6)RC短路；

图P2.6 图P2.7

解:(1)IBVCCUBEUBE17416311A,ICIB1.32mA，

Rb2Rb1∴UCVCCICRc8.3V。

(2) Rb1短路,ICIB0,∴UC15V。 (3) Rb1开路,临界饱和基极电流IBSVCCUCES23.7A，

Rc实际基极电流IBVCCUBE174A。

Rb2由于IBIBS,管子饱和,∴UCUCES0.5V。

(4) Rb2开路,无基极电流,UCVCC15V。 (5) Rb2短路，发射结将烧毁，UC可能为15V。 (6) RC短路, UCVCC15V。

2.7电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，rbb'100。分别计算RL和RL3k时的Q点、Au、Ri和Ro。

解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为：

IBQ

VCCUBEQRbUBEQRs22A

ICQIBQ1.76mA

rberbb'(1)26mV1.3k IEQ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： UCEQVCCICQRc6.2V； AuRcrbe308

RiRb//rberbe1.3k； Aus RoRc5k

rbeAu93

rbeRsRL3k时，静态管压降、电压放大倍数分别为：

UCEQRLVCCICQ(Rc//RL)2.3V

RLRc115 AusrbeAu34.7

rbeRs Au(Rc//RL)rbe RiRb//rberbe1.3k RoRc5k。

2.8若将图P2.7 所示电路中的NPN管换成PNP管，其它参数不变，则为使电路正常放大电源应作如何变化？ Q点、Au、Ri和Ro变化吗？如变化，则如何变化？若输出电压波形底部失真，则说明电路产生了什么失真，如何消除？

解：由正电源改为负电源；Q点、Au、Ri和Ro不会变化；输出电压波形底部失真对应输入信号正半周失真，对PNP管而言，管子进入截止区，即产生了截止失真；减小Rb。

2.9 已知图P2.9所示电路中，晶体管β=100，rbe=1.4kΩ。 (1)现已测得静态管压降UCEQ=6V，估算Rb；

和U的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少？ (2)若测得Uio

解：(1)ICVCCUCE2mA，IBIC/20A, Rc∴RbVCCUBE565k。 IB(2)由AuUo(Rc//RL)100, Uirbe可得: RL2.625k。 图P2.9

2.10在图P2.9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3k时，电路的最大不失真输出电压各为多少伏？

解：由于ICQ2mA，所以UCEQVCCICQRc6V。 空载时，输入信号增大到一定幅值，电路首先出现饱和失真。故 UomUCEQUCES23.82V

RL3k时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故

Uom'ICQRL22.12V

2.11 电路如图P2.11所示，晶体管β=100，rbb=100Ω。

、R和R； (1)求电路的Q点、Auio(2)若改用β=200的晶体管，则Q点如何变化？

(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？

解：(1)静态分析： UBQRb1VCC2V

Rb1Rb2 IEQUBQUBEQRfRe1mA

IBQIEQ110A

UCEQVCCIEQ(RcRfRe)5.7V 图P2.11

动态分析：rberbb'(1)26mV2.73k IEQ Au(Rc//RL)7.7

rbe(1)Rf RiRb1//Rb2//[rbe(1)Rf]3.7k RoRc5k (2) β=200时，UBQRb1VCC2V（不变）；

Rb1Rb2 IEQUBQUBEQRfRe；IBQ1mA（不变）

IEQ1； 5A（减小）

UCEQVCCIEQ(RcRfRe)5.7V（不变）。

(3) Ce开路时，Au(Rc//RL)R//RLc1.92（减小）；

rbe(1)(ReRf)ReRf RiRb1//Rb2//[rbe(1)(ReRf)]4.1k（增大）； RoRc5k（不变）。

2.12 电路如图P2.12所示，晶体管的β=80，rbe=1kΩ。

(1)求出Q点； (2)分别求出RL=∞和RL=3kΩ时电路的Au、Ri和Ro。

解：(1)求解Q 点： IBQVCCUBEQRb(1)Re32.3A

IEQ(1)IBQ2.61mA UCEQVCCIEQRe7.17V

(2)求解放大倍数和输入、输出电阻： RL=∞时；Au(1)Re0.996rbe(1)Re图P2.12

RiRb//[rbe(1)Re]110k

RL=3kΩ时；Au(1)(Re//RL)0.992rbe(1)(Re//RL)

RiRb//[rbe(1)(Re//RL)]76k

输出电阻：RoRe//

Rs//Rbrbe37

12.13 电路如图P2.13 所示，晶体管的β=60 , rbb'100。

、R和R (1)求解Q点、Auio(2)设Us = 10mV （有效值），问Ui?,Uo?若C3开路，则Ui?,Uo?

解：(1) Q 点：

IBQVCCUBEQRb(1)ReBQ31A

图P2.13

ICQI UCEQV1.86mA

CCI(EQRcR) Ve4.56、R和R的分析： Auiorberbb'(1)(Rc//RL)26mV95 952, AurbeIEQRiRb//rbe952 , RoRc3k。

(2)设Us = 10mV （有效值），则 UiRiUs3.2mV； UoAuUi304mV

RsRi若C3开路，则：

RiRb//[rbe(1)Re]51.3k ， AuRc//RL1.5 ReUiRiUs9.6mV， UoAuUi14.4mV。

RsRi2.14 改正图P2.14 所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。

(a) (b)

(c) (d)

图P2.14

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−VGG， +VDD 改为−VDD

改正电路如解图P2.14所示。

(a)

(b)

(c) (d)

解图P2.14

2.15已知图P2.21 (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；

、R和R。 (2)利用等效电路法求解Auio

(a)

(b) (c) 图P2.15

解：(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。如解图P2.15(a)所示。

(a) (b) 解图P2.21

在输出特性中作直流负载线uDSVDDiD(RdRs)，与UGSQ2V的那条输出特性曲线的交点为Q 点，UDSQ3V。如解图P2.21(b)所示。

(2)首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。 gmiDuGSUDS2UGS(off)IDSSIDQ1mV/V

； RiRg1M；RoRd5k AugmRd5

2.16已知图P2.16(a)所示电路中场效应管的转移特性如图(b)所示。 求解电路的Q 点和Au。

(a) (b)

图P2.16

解：(1)求Q 点： 根据电路图可知，UGSQVGG3V。

从转移特性查得，当UGSQ3V时的漏极电流：IDQ1mA 因此管压降 UDSQVDDIDQRd5V。

(2)求电压放大倍数：

∵gm2UGS(th)IDQIDO2mA/V， ∴ AugmRd20

2.17电路如图P2.17 所示。（1）若输出电压波形底部失真，则可采取哪些措施？若输出电压波形顶部失真，则可采取哪些措施？（2）若想增大Au，则可采取哪些措施？ 解：（1）输出电压波形底部失真，类似于NPN型三极管的饱和失真，应降低Q，故可减小R2或增大R1、RS；若输出电压波形顶部失真，则与上述相反，故可增大R2或减小R1、RS。

（2）若想增大Au，就要增大漏极静态电流以增大gm，故可增大R2或减小R1、RS。 2.18图P2.18中的哪些接法可以构成复合管？标出它们等效管的类型（如NPN 型、PNP 型、N 沟道结型… … )及管脚(b 、e 、c 、d 、g 、s ) 。

(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g)

图P2.18

解：(a)不能。(b)不能。

(c)构成NPN 型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。 (d)不能。(e)不能。

(f)构成PNP 型管，上端为发射极，中端为基极，下端为集电极。 (g)构成NPN型管，上端为集电极，中端为基极，下端为发射极。