電路基礎(chǔ)與集成電子技術(shù)-第5章習題解答.doc

第5章 基本放大電路 習題解答【5-1】 填空、選擇正確答案1對于阻容耦合放大電路，耦合電容器的作用是 A將輸入交流信號耦合到晶體管的輸入端； B將輸入交流信號耦合到晶體管的輸入端，同時防止偏置電流被信號源旁路； C將輸入交流信號加到晶體管的基極。 2在基本放大電路中，如果集電極的負載電阻是Rc，那么Rc中： A 只有直流； B 只有交流； C 既有直流，又有交流。 3 基本放大電路在靜態(tài)時，它的集電極電流是（ ）；動態(tài)時，在不失真的條件下，它的集電極電流的平均值是（ ）。（ICQ，ICQ） 4下列說法哪個正確： A基本放大電路，是將信號源的功率加以放大； B在基本放大電路中，晶體管受信號的控制，將直流電源的功率轉(zhuǎn)換為輸出的信號功率； C基本放大電路中，輸出功率是由晶體管提供的。 5放大電路的輸出電阻越小，放大電路輸出電壓的穩(wěn)定性（ ）。（越好） 6放大電路的飽和失真是由于放大電路的工作點達到了晶體管特性曲線的（ ）而引起的非線性失真。（飽和區(qū)） 7在共漏基本放大電路中，若適當增加gm，放大電路的電壓增益將（ ）。（基本不增加）8在共射基本放大電路中，若適當增加b，放大電路的電壓增益將（ ）。（基本不增加） 9在共漏（或共射）基本放大電路中，適當增大Rd（或Rc），電壓放大倍數(shù)和輸出電阻將有何變化。 A放大倍數(shù)變大，輸出電阻變大； B放大倍數(shù)變大，輸出電阻不變； C放大倍數(shù)變小，輸出電阻變大； D放大倍數(shù)變小，輸出電阻變小。 10有兩個電壓放大電路甲和乙，它們本身的電壓放大倍數(shù)相同，但它們的輸入輸出電阻不同。對同一個具有一定內(nèi)阻的信號源進行電壓放大，在負載開路的條件下測得甲的輸出電壓小。哪個電路的輸入電阻大？（對放大電路輸出電壓大小的影響，一是放大電路本身的輸入電阻，輸入電阻越大，加到放大電路輸入端的信號就越大；二是輸出電阻，輸出電阻越小，被放大了的信號在輸出電阻上的壓降就越小9，輸出信號就越大。在負載開路的條件下，也就是排除了輸出電阻的影響，只剩下輸入電阻這一個因素。甲、乙兩個放大電路電壓放大倍數(shù)相同，甲的輸出小，說明甲的輸入電阻小，乙的輸入電阻大。） 11某放大電路在負載開路時的輸出電壓的有效值為4V，接入3負載電阻后，輸出電壓的有效值降為3V，據(jù)此計算放大電路的輸出電阻。( ) A1； B1.5； C2； D4。12有一個共集組態(tài)基本放大電路，它具有如下哪些特點：( )A輸出電壓與輸入電壓同相，電壓增益略大于1； B輸出電壓與輸入電壓同相，電壓增益稍小于1，輸入電阻大和輸出電阻??； C輸出與輸入同相，電壓增益等于1，輸入電阻大和輸出電阻小?！?-2】分別畫出題圖5-2所示各電路的直流通路與交流通路。題5-2電路圖解：直流通路，見解圖5-2(a)。解圖5-2(a)交流通路，見解圖5-2(b)。解圖5-2(b)【5-3】在題圖5-3所示電路中，已知UGSQ=，管子參數(shù)IDSS4mA，UGS(off)= 。設(shè)電容在交流通路中可視為短路。 1. 求電流IDQ和電阻Rs； 2. 畫出中頻微變等效電路，用已求得的有關(guān)數(shù)值計算Au、Ri和Ro（設(shè)rds的影響可以忽略不計）； 3. 為顯著提高Au，最簡單的措施是什么？圖5-3 題5-3電路圖解： 1. 場效應(yīng)管是耗盡型，漏極電流可由下式算出 2. 3. 為顯著提高|Au|，應(yīng)在R兩端并聯(lián)旁路電容。【5-4】場效應(yīng)管放大電路如題圖5-4所示，其中Rg1=300，Rg2=120，Rg3=10，R=Rd=10，Cs的容量足夠大，VDD16V，設(shè)FET的飽和電流，夾斷電壓Up=UGS(off) = -2V，求靜態(tài)工作點，然后用中頻微變等效電路法求電路的電壓放大倍數(shù)。若Cs開路再求電壓放大倍數(shù)。 圖5-4 (a) 題5-4電路圖 解： 1. 求靜態(tài)工作點該放大電路采用耗盡型場效應(yīng)三極管，分壓偏置電路。由于柵極回路無靜態(tài)電流，所以Rg3中無電流，故Rg1和Rg2分壓點的電位與柵極電位相等，這種分壓偏置可以提高放大電路的輸入電阻。由電路得： 上述三個方程聯(lián)立求解，可得兩組解： 第一組：ID=0.46mA UGS= -0.6V 第二組：ID2=0.78mA UGS2= -3.8VUp 第二組數(shù)據(jù)不合理，故工作點為：ID=0.46mA ，UGS= -0.6V 2. 用微變等效電路求電壓放大倍數(shù)微變等效電路如解圖5-4(a)； 解圖5-4(a) 5-4題的中頻微變等效電路 解圖5-4(b) 無CS的微變等效電路 對轉(zhuǎn)移特性曲線方程式求導(dǎo)數(shù)，可得 Au=6.9 3. CS開路時的電壓放大倍數(shù)CS開路實際上就是電路出現(xiàn)電流串聯(lián)負反饋，電壓增益下降。如果沒有學習反饋，仍然可以用微變等效電路法求解。放大電路微變等效電路如解圖5-4(b)。 于是 【5-5】有一個場效應(yīng)管放大電路如題圖5-5所示，已知IDSS4mA、UGSQ2V、UPUGS(off)4V、VDD20V。試求： 1. 靜態(tài)漏極電流IDQ； 2. Rs1之值和Rs2最大值； 3. 中頻電壓放大倍數(shù)； 4. 輸入電阻和輸出電阻。解： 圖5-5(a) 題5-5電路圖 圖5-5 (b) 中頻微變等效電路 1電路由是N溝道結(jié)型場效應(yīng)管構(gòu)成，采用自給偏壓電路。由公式 可以求出 ID=1mA2. 電路采用自偏壓 ， 所以， Rs12 Rs2越大，UDS越小，大到一定程度，就不能保證場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)。工作在恒流區(qū)的條件是柵漏間電壓比夾斷電壓小，即 所以 又因為 3. 為求電壓放大倍數(shù)，應(yīng)先求跨導(dǎo) 圖5-5的微變等效電路，如解圖5-5(b)所示。此可求出 4. 求輸入電阻和輸出電阻 上式在變換過程中，使用了這一關(guān)系，略去了在Rs2上的壓降。 【5-6】電路如題圖5-6，場效應(yīng)管的rdsRd，要求： 1. 畫出該放大電路的中頻微變等效電路； 2. 寫出Au、Ri和Ro的表達式； 3. 定性說明當Rs增大時，Au、Ri和Ro是否變化，如何變化？ 4. 若Cs開路，Au、Ri和Ro是否變化，如何變化？寫出變化后的表達式。圖5-6 題5-6電路圖解： 此題的場效應(yīng)管為增強型，所以要用增強型的轉(zhuǎn)移特性曲線方程 由以上三個式子可求出電路的靜態(tài)工作點。 1. 略 2. 電壓增益 =gm（Rd/ RL） 對轉(zhuǎn)移特性曲線方程求導(dǎo)數(shù)，可得 輸入電阻 輸出電阻 3. Rs的增大，會使UGS有所下降，靜態(tài)工作點的ID下降，gm有所減小，Au有所下降，對Ri和Ro沒有什么影響。4. Cs開路，對靜態(tài)工作點沒有影響，但電壓增益下降，此時電壓增益為Cs開路時，由于柵極是絕緣的，對Ii沒有影響，仍由Ri=Rg+(Rg1/Rg2)決定；對Ro沒有什么影響。【5-7】 電路如題圖5-7所示，元件參數(shù)已給出，VCC12V、晶體管的b50、UBE=0.7V，求：1. 靜態(tài)工作點。 2. 中頻電壓放大倍Au； 3. 求放大電路的輸入電阻Ri； 4. 求放大電路的輸出電阻Ro；圖5-7 題5-7電路圖解：1. 2晶體管的發(fā)射結(jié)電阻為則中頻電壓放大倍數(shù) 3放大電路的輸入電阻 Ri= Rb1/ Rb2/ rbe =0.995kW4放大電路的輸出電阻 Ro Rc =2 kW【5-8】 電路如題圖5-8所示，設(shè)VCC15V，Rb1=60、Rb2=20、Rc=3、Re=2、Rs=600，電容C1、C2和Ce都足夠大，b60，UBE=0.7V，RL=3。試計算： 1. 電路的靜態(tài)工作點IBQ、ICQ、UCEQ； 2. 電路的中頻電壓放大倍數(shù)Au，輸入電阻Ri和輸出電阻Ro； 3. 若信號源具有Rs600的內(nèi)阻，求源電壓放大倍數(shù)Aus。圖5-8 題5-8電路圖解：12Ri= Rb1/ Rb2/ rbe =1.36 kW Ro Rc =3 kW3 【5-9】 若題圖5-9中的電路出現(xiàn)故障，且經(jīng)測量得知UE0，UC =VCC。故障的原因是下列四種之一，請判明是 。A. Rc開路 B. Rc短路 C. Re短路 D. Rb1開路圖5-9 題5-9電路圖解：應(yīng)是D，即Rb1開路，為此需要排除A、B、C三種情況。對于A，Rc開路，UC不會等于VCC，也就是說UC =VCC排除了Rc開路；對于B，Rc短路，可能有UC =VCC，但此時有集電極和發(fā)射極電流，UE不可能為0；對于C，Re短路，UE0，但此時發(fā)射極、集電極電流不等于0，所以，UCVCC，而不可能UC =VCC?！?-10】共集組態(tài)基本放大電路如題圖5-10(a)所示，其輸出波形產(chǎn)生了如圖5-10(b)所示的失真。請問該失真屬于飽和失真和還是截止失真？消除該種失真最有效的方法是什么？如晶體管改為PNP管，若出現(xiàn)的仍為底部失真，上面的答案又怎樣？若把電路改為如圖2-6所示的共射組態(tài)基本放大電路，重新回答上面的問題。 (a) (b) 圖5-10 題5-10電路圖和輸出電壓的失真波形解： 1波形圖的上部電位水平高，下部電位水平低。當晶體管趨于截止時，發(fā)射極的電位向地靠攏；當晶體管趨于飽和時，發(fā)射極的電位向電源電壓靠攏。所以圖5-10(b)所示的底部失真是截止失真。2適當減小Rb。3如果晶體管改為PNP型，VCC變?yōu)?VCC，對底部失真而言，則為飽和失真。4若把電路的改為圖5-9所示的共射組態(tài)基本放大電路，因從集電極輸出，晶體管趨于截止時，集電極電位向電源電壓靠攏；晶體管趨于飽和時，集電極電位向地電位靠攏。所以是飽和失真。采用NPN型晶體管，還是PNP型晶體管，是從發(fā)射極輸出，還是從集電極輸出，同一種外形的失真結(jié)論是不同的，請參考表5-10。表5-10 基本放大電路失真的判斷【5-11】題圖5-11所示電路中，已知晶體管的b100，UBEQ0.6V，rbb1