電子技術(shù)答案第2章單級交流放大電路

1、第2章 單級交流放大電路2.1 學習要求（1）理解共發(fā)射極單管放大電路的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。（2）掌握放大電路的靜態(tài)工作點估算和微變等效電路分析方法。（3）了解放大電路輸入電阻和輸出電阻的概念。（4）理解射極輸出器的電路結(jié)構(gòu)、性能特點及應用。（5）了解場效應管共源極放大電路的結(jié)構(gòu)和性能特點。2.2 學習指導本章重點：（1）共發(fā)射極單管放大電路的工作原理。（2）放大電路靜態(tài)工作點的估算。（3）放大電路的微變等效電路分析方法。（4）射極輸出器的性能特點及應用。本章難點：（1）放大電路的微變等效電路分析方法。（2）放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。（3）放大電路的非線性失真及其抑制措施。本章考點：（1）共發(fā)

2、射極固定偏置放大電路的靜態(tài)、動態(tài)分析計算。（2）共發(fā)射極分壓式偏置放大電路的靜態(tài)、動態(tài)分析計算。（3）射極輸出器的靜態(tài)、動態(tài)分析計算及應用。（4）電路參數(shù)（RB、RC及UCC）與靜態(tài)工作點的關(guān)系。（5）靜態(tài)工作點與非線性失真的關(guān)系。2.2.1 放大電路的組成和工作原理不管放大電路的結(jié)構(gòu)形式如何，組成放大電路時只要遵循以下幾個原則就能實現(xiàn)放大作用：（1）外加直流電源的極性必須使晶體管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，20 電子技術(shù)學習指導與習題解答 以保證晶體管工作在放大區(qū)。此時，若基極電流iB有一個微小的變化量iB，將控制集電極電流iC產(chǎn)生一個較大的變化量iC，二者之間的關(guān)系為：DiC=bDi

3、B（2）輸入回路的接法，應該使輸入電壓的變化量能夠傳送到晶體管的基極回路，并使基極電流產(chǎn)生相應的變化量iB。（3）輸出回路的接法，應該使集電極電流的變化量iC能夠轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化量uCE，并傳送到放大電路的輸出端。（4）為了保證放大電路能夠正常工作，在電路沒有外加信號時，不僅必須要使晶體管處于放大狀態(tài)，而且要有一個合適的靜態(tài)工作電壓和靜態(tài)工作電流，即要合理地設置放大電路的靜態(tài)工作點。2.2.2 放大電路的主要分析方法放大電路的分析方法主要有以下幾種：（1）放大電路的特點是直流和交流共存。靜態(tài)分析：以直流通路為依據(jù)，主要分析放大電路的各直流電流、電壓值。動態(tài)分析：以交流通路和微變等效電路為

4、依據(jù)，主要分析放大電路的電壓放大倍&、輸入電阻ri和輸出電阻ro等。 數(shù)Au（2）放大電路的靜態(tài)分析有估算法和圖解法兩種。估算法：固定偏置放大電路的求解順序為：IBICUCE；分壓式偏置放大電路的求解順序為：UBICUCE（IB）。圖解法：其步驟為：用估算法求出基極電流IB根據(jù)IB在輸出特性曲線中找到對應的曲線作直流負載線確定靜態(tài)工作點Q及其相應的IC和UCE值。（3）放大電路的動態(tài)分析有圖解法和微變等效電路法兩種。圖解法：其步驟為：根據(jù)靜態(tài)分析方法求靜態(tài)工作點Q（IB、IC和UCE）根據(jù)ui在輸入特性上求uBE和iB作交流負載線由輸出特性曲線和交流負載線求iC和uCE。微變等效電路法：用于分

5、析小信號情況下放大電路的動態(tài)性能，關(guān)鍵在于正確作出放大電路的微變等效電路。晶體管的微變等效電路如圖2.1所示。CBCce（a）晶體管 （b）微變等效電路圖2.1 晶體管的微變等效電路第2章 單級交流放大電路 21晶體管的輸入電阻rbe常用下式估算：rbe=300+(1+b)26（） IE2.2.3 幾種常見基本放大電路的靜態(tài)與動態(tài)分析 1共發(fā)射極固定偏置放大電路共發(fā)射極固定偏置放大電路及其直流通路、交流通路和微變等效電路如圖2.2所示。CCus+UCCRo（a）放大電路 （b）直流通路us+uo-&R &U+o-（c）交流通路 （d）微變等效電路圖2.2 共發(fā)射極固定偏置放大電路（1）靜態(tài)分析

6、：IB=UCC-UBERBIC=bIB UCE=UCC-ICRC（2）動態(tài)分析：&=-bRLA urbe=RC/RL。 式中RL22 電子技術(shù)學習指導與習題解答ri=RB/rbe ro=RC2共發(fā)射極分壓式偏置放大電路共發(fā)射極分壓式偏置放大電路及其直流通路、交流通路和微變等效電路如圖2.3所示。CCus+uo-（a）放大電路 （b）直流通路+UCCIUI2us&+uo-R &U+-（c）交流通路 （d）微變等效電路圖2.3 共發(fā)射極分壓式偏置放大電路（1）靜態(tài)分析：UB=RB2UCCRB1+RB2UB-UBEREICIE=UCE=UCC-IC(RC+RE)IB=ICb（2）動態(tài)分析：&=-bR

7、LA urbe第2章 單級交流放大電路 23=RC/RL。 式中RLri=RB1/RB2/rbero=RC3帶直流負反饋的共發(fā)射極分壓式偏置放大電路帶直流負反饋的共發(fā)射極分壓式偏置放大電路及其直流通路、交流通路和微變等效電路如圖2.4所示。CCus+uo-（a）放大電路 （b）直流通路+UCCIUIus&+uo-R &U（c）交流通路 （d）微變等效電路 圖2.4 帶直流負反饋的共發(fā)射極分壓式偏置放大電路（1）靜態(tài)分析：UB=RB2UCCRB1+RB2UB-UBERE1+RE2ICICIE=UCE=UCC-IC(RC+RE1+RE2)IB=b（2）動態(tài)分析：24 電子技術(shù)學習指導與習題解答&=

8、-AubRLrbe+(1+b)RE1=RC/RL。 式中RLri=RB1/RB2/rbe+(1+b)RE1ro=RC4射極輸出器（共集電極放大電路）射極輸出器及其直流通路、交流通路和微變等效電路如圖2.5所示。CCusRB+uo-+UCC（a）射極輸出器（b）直流通路usR &U&（c）交流通路 （d）微變等效電路圖2.5 射極輸出器（1）靜態(tài)分析：IB=UCC-UBERB+(1+b)REIC=bIBUCE=UCC-ICRE（2）動態(tài)分析：&=Au(1+b)RLrbe+(1+b)RL第2章 單級交流放大電路 25=RE/RL。 式中RL ri=RB/rbe+(1+b)RLr+RSrobeb=R

9、S/RB。 式中RS5共源極分壓式偏置放大電路共源極分壓式偏置放大電路及其直流通路、交流通路和微變等效電路如圖2.6所示。+UDD+UDD+uo-（a）放大電路 （b）直流通路+uo-（c）交流通路 （d）微變等效電路圖2.6 共源極分壓式偏置放大電路+o-（1）靜態(tài)分析：UG=RG2UDDRG1+RG2ID=USUG= RSRSUDS=UDD-ID(RD+RS)（2）動態(tài)分析：&=-gR AumL=RD/RL。 式中RLri=RG+RG1/RG226 電子技術(shù)學習指導與習題解答 ro=RD5幾點說明（1）電壓放大倍數(shù)與RC、RL、及IE等因數(shù)有關(guān)。RC或RL增大，電壓放大倍數(shù)也增大。的增大對

10、提高電壓放大倍數(shù)效果不明顯，反而是IE稍微增大一些，就能使電壓放大倍數(shù)在一定范圍內(nèi)有明顯的提高，但IE的增大是有限制的。此外，電壓放大倍數(shù)式子中的負號表示電路的輸出電壓uo與輸入電壓ui反相，正號表示輸出電壓uo與輸入電壓ui同相。（2）輸入電阻ri是從放大電路輸入端求得的等效交流電阻，其中不包括信號源內(nèi)阻Rs。輸出電阻ro是從放大電路輸出端求得的等效交流電阻，其中不包括放大電路的負載電阻RL。（3）射極輸出器的主要特點是電壓放大倍數(shù)接近于1，輸入電阻高，輸出電阻低。由于輸入電阻高，常被用作多級放大電路的輸入級，以減少信號源的負擔；由于輸出電阻低，常被用作多級放大電路的輸出級，以提高帶負載能力

11、；由于它的阻抗變換作用，可作為兩個共發(fā)射極放大電路之間的中間緩沖級，以改善工作性能。2.2.4 影響放大質(zhì)量的幾個因素（1）靜態(tài)工作點設置不合理。影響靜態(tài)工作點的電路參數(shù)是RB、RC及UCC。如RB過小，則IB過大，使靜態(tài)工作點過高，會產(chǎn)生飽和失真；RB過大，則IB過小，使靜態(tài)工作點過低，會產(chǎn)生截止失真。這些都是晶體管的非線性特性引起的，統(tǒng)稱非線性失真。一般是改變RB的阻值來調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點。（2）靜態(tài)工作點不穩(wěn)定。靜態(tài)工作點不穩(wěn)定主要是由于受溫度變化的影響。溫度變化要影響晶體管的參數(shù)ICBO、和UBE。這些參數(shù)隨溫度升高的變化，都使集電極電流的靜態(tài)值IC增大。穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法之一是采用分壓

12、式偏置放大電路。2.3 習題解答2.1 根據(jù)組成放大電路時必須遵循的幾個原則，分析如圖2.7所示各電路能否正常放大交流信號？為什么？若不能，應如何改正？分析 判斷電路能否正常放大交流信號，只要判斷是否滿足組成放大電路時必須遵循的幾個原則。對于定性分析，只要判斷晶體管是否滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的條件，以及有無完善的直流通路和交流通路即可。解 如圖2.7所示各電路均不能正常放大交流信號。原因和改進措施如下： 圖2.7（a）中沒有完善的交流通路。這是因為RB=0，UBE=UBB恒定，所以輸入端對交流信號短路，輸入信號不能送入。應在電源UBB支路中串聯(lián)電阻RB。圖2.7（b）中沒有完善的直流通路。

13、這是因為電容C1的隔直作用，晶體管無法第2章 單級交流放大電路 27獲得偏流，IB=0。應將C1改接在交流信號源與RB之間。+UCC+UCC+UCC(a) (b) (c)+UCC-UCC+UCC(d) (e) (f)圖2.7 習題2.1的圖圖2.7（c）中發(fā)射結(jié)零偏，UBE=0，晶體管無法獲得偏流，IB=0。應將RB接電源UCC與晶體管基極之間。圖2.7（d）中電容C1接在電源UCC與晶體管基極之間帶來兩個問題：一是由于C1的隔直作用，晶體管無法獲得偏流，IB=0；二是由于C1對交流信號短路，輸入信號不能送入。應將C1改接成電阻。圖2.7（e）中電源UCC和電容C1、C2的極性連接錯誤。應將它

14、們的極性對調(diào)。 圖2.7（f）中電容C2連接錯誤。應將C2由與負載并聯(lián)改成與負載串聯(lián)。2.2 在如圖2.8（a）所示的放大電路中，已知UCC=12V，RB=240k，RC=3k，三極管的b=40。（1）試用直流通路估算靜態(tài)值IB、IC、UCE。（2）三極管的輸出特性曲線如圖2.8（b）所示，用圖解法確定電路的靜態(tài)值。 （3）在靜態(tài)時C1和C2上的電壓各為多少？并標出極性。分析 放大電路的靜態(tài)分析有估算法和圖解法兩種。估算法可以推出普遍適用于同類電路的公式，缺點是不夠直觀。圖解法可以直觀形象地看出靜態(tài)工作點的位置以及電路參數(shù)對靜態(tài)工作的影響，缺點是作圖過程比較麻煩，并且不具備普遍適用的優(yōu)點。解

15、（1）用估算法求靜態(tài)值，得：U-UBEUCC12IB=CC=0.05（mA）RBRB240IC=bIB=400.05=2（mA）UCE=UCC-ICRC=12-23=6（V）28 電子技術(shù)學習指導與習題解答+UCC4321UCE(V)(a) (b)圖2.8 習題2.2的圖（2）用圖解法求靜態(tài)值。在圖2. 8（b）中，根據(jù)UCC12=4mA、UCC=12VRC3作直流負載線，與IB=50A的特性曲線相交得靜態(tài)工作點Q，如圖2.9（b）所示，根據(jù)點Q查坐標得：IC=2mAUCE=6V（3）靜態(tài)時UC1=UBE，UC2=UCE=6V。C1和C2的極性如圖2.9（a）所示。+UCC4321UCE(V)

16、(a) (b)圖2.9 習題2.2解答用圖2.3 在上題中，若改變RB，使UCE=3V，則RB應為多大？若改變RB，使IC=1.5mA，則RB又為多大？并分別求出兩種情況下電路的靜態(tài)工作點。分析 設計放大電路的一個重要環(huán)節(jié)就是RB、RC等元件的選擇。選擇電阻RB、RC的常用方法是根據(jù)晶體管的參數(shù)等和希望設置的靜態(tài)工作點（靜態(tài)值IC、UCE）計算出RB、RC的阻值。解 （1）UCE=3V時，集電極電流為：U-UCE12-3IC=CC=3（mA）RC3基極電流為：第2章 單級交流放大電路 29IB=ICb=3=0.075（mA） 40基極電阻為：RB=UCC-UBEUCC12=160（k） IBI

17、B0.075IC1.5=0.0375（mA） 40（2）IC=1.5mA時，基極電流為： IB=b=基極電阻為：RB=UCC-UBEUCC12=320（k） IBIB0.0375UCE=UCC-ICRC=12-1.53=7.5（V）2.4 在如圖2.8（a）所示電路中，若三極管的b=100，其他參數(shù)與2.2題相同，重新計算電路的靜態(tài)值，并與2.2題的結(jié)果進行比較，說明三極管值的變化對該電路靜態(tài)工作點的影響。分析 影響靜態(tài)工作點的有電路參數(shù)RB、RC和UCC以及晶體管的參數(shù)ICBO、和UBE。在其他參數(shù)不變的情況下，增大將使晶體管集電極電流的靜態(tài)值IC增大，靜態(tài)工作點上移。解 用估算法求靜態(tài)值，

18、得：U-UBEUCC12IB=CC=0.05（mA） RBRB240IC=bIB=1000.05=5（mA）UCE=UCC-ICRC=12-53=-3（V）UBC=UBE-UCE=0.7-(-3)=3（V）集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都加正向電壓，晶體管飽和。實際上這時UCE和IC分別為：UCE=UCES=0.3（V）U-UCESUCC12IC=CC=4（mA） RCRC3與2.2題的結(jié)果比較可知，在其他參數(shù)不變的情況下，三極管值由40變?yōu)?00時，IB不變，但IC和UCE分別由2mA和6V變?yōu)?mA和0.3V，靜態(tài)工作點從放大區(qū)進入了飽和區(qū)。2.5 在如圖2.8（a）所示電路中，已知UCC=10V，三極管

19、的b=40。若要使UCE=5V，IC=2mA，試確定RC、RB的值。解 由UCE=UCC-ICRC得：U-UCE10-5RC=CC=2.5（k） IC2由IC=bIB得：30 電子技術(shù)學習指導與習題解答 IB=ICb=2=0.05（mA） 40基極電阻為：RB=UCC-UBEUCC10=200（k） IBIB0.052.6 在如圖2.8（a）所示電路中，若輸出電壓uo波形的正半周出現(xiàn)了平頂畸變，試用圖解法說明產(chǎn)生失真的原因，并指出是截止失真還是飽和失真。分析 如圖2.8（a）所示電路的輸出電壓uo（uCE的交流分量uce）與輸入電壓ui（uBE的交流分量ube）反相，而ib、ic與ui同相，所

20、以uo與ib反相。解 由于uo與ib反相，所以uo波形的正半周出現(xiàn)平頂畸變時，iB波形的負半周出現(xiàn)平頂畸變，可見這是由于靜態(tài)工作點設置得太低，致使iB的負半周進入輸入特性曲線的死區(qū)，使iB波形的負半周不能正常放大而引起失真，屬于截止失真。圖解過程如圖2.10所示。ItuCEuCE（a）輸入回路 （b）輸出回路圖2.10 題2.6解答用圖2.7 畫出如圖2.11所示各電路的直流通路、交流通路和微變等效電路，圖中各電路的容抗均可忽略不計。若已知UCC=12V，RB=RB1=RB2=120k，RC=3k，三極管的b=40，求出各電路的靜態(tài)工作點。分析 放大電路的直流通路是直流電源單獨作用時的電流通路

21、，在直流通路中電容可視為開路。放大電路的交流通路是交流信號源單獨作用時的電流通路，在交流通路中電容和直流電源可視作短路。將交流通路中的晶體管用其微變等效電路代替，便可得到放大電路的微變等效電路。第2章 單級交流放大電路 31CC+uo-CC+uo-(a) (b)圖2.11 習題2.7的圖解 如圖2.11（a）所示電路的直流通路、交流通路和微變等效電路分別如圖2.12所示。由直流通路列KVL方程，得：(IB+IC)RC+IBRB+UBE=UCC將IC=bIB代入上式，解之得：UCC-UBEUCC12IB=0.05（mA）RB+(1+b)RCRB+(1+b)RC120+(1+40)3IC=bIB=

22、400.05=2（mA）UCE=UCC-(IB+IC)RC=12-(0.05+2)36（V）+UCCR+uo- R &U+o-（a） （b） （c）圖2.12 習題2.7解答用圖如圖2.11（b）所示電路的直流通路、交流通路和微變等效電路分別如圖2.13所示。由直流通路列KVL方程，得：(IB+IC)RC+IB(RB1+RB2)+UBE=UCC將IC=bIB代入上式，解之得： IB=UCC-UBEUCC12=0.033(mA)RB1+RB2+(1+b)RCRB1+RB2+(1+b)RC120+120+(1+40)3IC=bIB=400.033=1.32（mA）UCE=UCC-(IB+IC)RC

23、=12-(0.05+1.32)38（V）32+UCC電子技術(shù)學習指導與習題解答&+R uo&U-o（a） （b） （c）圖2.13 習題2.7解答用圖2.8 在如圖2.14所示的電路中，三極管是PNP型鍺管。請回答下列問題：（1）UCC和C1、C2的極性如何考慮？請在圖上標出。（2）設UCC=-12V， RC=3k，b=75，如果要將靜態(tài)值IC調(diào)到1.5mA，問RB應調(diào)到多大？（3）在調(diào)整靜態(tài)工作點時，如不慎將RB調(diào)到零，對晶體管有無影響？為什么？通常采取何種措施來防止發(fā)生這種情況？分析 PNP型三極管與NPN型三極管工作原理相似，不同之處僅在于使用時工作電源極性相反，相應地，電容的極性也相反

24、。解 （1）UCC和C1、C2的極性如圖2.15所示。UCC-UCC圖2.14 習題2.8的圖 圖2.15 習題2.8解答用圖（2）IC=1.5mA時，基極電流為：I1.5IB=C=0.02（mA）b75基極電阻為：RB=UBE-UCC-UCC-(-12)=600（k）IBIB0.02這時集電極與發(fā)射極之間的電壓為：UCE=UCC-ICRC=-12+1.53=-7.5（V）（3）如不慎將RB調(diào)到零，則12V電壓全部加到晶體管的基極與發(fā)射極之間，使IB大大增加，會導致PN結(jié)發(fā)熱而損壞。通常與RB串聯(lián)一個較小的固定電阻來防止發(fā)生這種情況。第2章 單級交流放大電路 332.9 在如圖2.8（a）所示

25、的放大電路中，已知UCC=12V，RB=240k，RC=3k，三極管的b=50。試分別計算空載和接上負載（RL=3k）兩種情況下電路的電壓放大倍數(shù)。分析 電路的電壓放大倍數(shù)與RC、RL、及IE等因數(shù)有關(guān)。RC或RL增大，電壓放大倍數(shù)也增大。空載時電壓放大倍數(shù)最大。解 三極管基極電流靜態(tài)值和集電極電流靜態(tài)值分別為：U-UBEUCC12IB=CC=0.05（mA） RBRB240IC=bIB=500.05=2.5（mA）三極管的輸入電阻為：rbe=300+(1+b)2626=300+(1+50)=830（） IE2.5空載時電路的電壓放大倍數(shù)為：&=-bRC=-503=-180 Aurbe0.83

26、接上RL=3k負載時電路的電壓放大倍數(shù)為：501.5&=-bRLA=-=-90 urbe0.83RCRL33=1.5 k。 其中RLRC+RL3+32.10 在如圖2.16所示的放大電路中，已知UCC=12V，RB1=60k，RB2=20k，RC=3k，RE=3k，RS=1k，RL=3k，三極管的b=50，UBE=0.6 V。（1）求靜態(tài)值IB、IC、UCE。（2）畫出微變等效電路。（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。&和源電壓放大倍數(shù)A&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Auus分析 分壓式偏置放大電路可以保持靜態(tài)工作點基本穩(wěn)定。這種電路穩(wěn)定工作點的實質(zhì)，是由于輸出電流IC的變化通過發(fā)射極電阻RE上電

27、壓降（UE=IERE）的變化反映出來，而后引回到輸入回路，和UB比較，使UBE發(fā)生變化來抑制IC的變化。RE越大，靜態(tài)工作點越穩(wěn)定。但RE會對變化的交流信號產(chǎn)生影響，使電壓放大倍數(shù)下降。用電容CE與RE并聯(lián)可以消除RE對交流信號的影響。解 （1）求靜態(tài)值IB、IC、UCE。RB220UB=UCC=12=3（ V） RB1+RB260+20U-UBE3-0.6ICIE=B=0.8（mA） RE334 電子技術(shù)學習指導與習題解答 IB=ICb=0.8 =0.016（mA） 50UCE=UCC-IC(RC+RE)=12-0.8(3+3)=7.2（V）（2）微變等效電路如圖2.17所示。CCus+uo

28、-R &U&+-圖2.16 習題2.10的圖 圖2.17 習題2.10解答用圖（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。2626rbe=300+(1+b)=300+(1+50)=1960（） IE0.8ri=RB1/RB2/rbe=60/20/1.96=1.74（k）ro=RC=3（k）&和源電壓放大倍數(shù)A&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Auus33503+3=-38 &=-bRLA=-urbe1.96&UUUrioi&=1.74(-38)=-24.1 Aus=o=AuRs+ri1+1.74UUUssi2.11 在如圖2.18所示的放大電路中，已知UCC=12V，RB1=120k，RB2=40k，RC=3

29、k，RE1=200，RE2=1.8k，RS=100，RL=3k，三極管的b=100，UBE=0.6 V。（1）求靜態(tài)值IB、IC、UCE。（2）畫出微變等效電路。（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。&和源電壓放大倍數(shù)A&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Auus分析 由于電阻RE1沒有與電容并聯(lián)，所以RE1中既有直流電流通過，又有交流電流通過，對電路的靜態(tài)性能和動態(tài)性能都有影響。解 （1）求靜態(tài)值IB、IC、UCE。RB240UB=UCC=12=3（V） RB1+RB2120+40第2章 單級交流放大電路 35ICIE=UB-UBE3-0.6=1.2（mA）RE1+RE20.2+1.8ICIB=b=1.

30、2=0.012（mA） 100UCE=UCC-IC(RC+RE1+RE2)=12-1.2(3+0.2+1.8)=6（V）（2）微變等效電路如圖2.19所示。CCus+uo-R &U&圖2.18 習題2.11的圖 圖2.19 習題2.11解答用圖（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。2626rbe=300+(1+b)=300+101=2.5（k）IE1.2ri=RB1/RB2/rbe+(1+b)RE1=120/40/2.5+(1+100)0.2=12.9（k） ro=RC=3（k）&和源電壓放大倍數(shù)A&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Auus&UbRL&Au=o=-rbe+(1+b)RE1Ui&UUUri

31、oi&=12.9(-6.6)=-6.6 Aus=o=AuRs+ri0.1+12.9UUUssi333+3=-=-6.62.5+(1+100)0.21002.12 在如圖2.20所示的放大電路中，已知UCC=12V，RB=360k，RC=3k，RE=2k， RL=3k，三極管的b=60。（1）求靜態(tài)值IB、IC、UCE。 （2）畫出微變等效電路。（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Au分析 與上題一樣，由于電阻RE沒有與電容并聯(lián)，所以RE中既有直流電流通過，又有交流電流通過，對電路的靜態(tài)性能和動態(tài)性能都有影響。解 （1）求靜態(tài)值IB、IC、UCE。根據(jù)圖2.20可畫出該

32、放大電路的直流通路，如圖2.21（a）所示。由圖2.21（a）可得：36 電子技術(shù)學習指導與習題解答 IBRB+UBE+IERE=UCC而：IE=IB+IC=(1+b)IB所以，基極電流的靜態(tài)值為：UCC-UBEUCC12IB=0.025（mA） RB+(1+b)RERB+(1+b)RE360+(1+60)2集電極電流的靜態(tài)值為：IC=bIB=600.025=1.5（mA）集-射極電壓的靜態(tài)值為：UCE=UCC-ICRC-IEREUCC-IC(RC+RE)=12-1.5(3+2)=4.5（V）UCC+uo-圖2.20 習題2.12的圖（2）畫出微變等效電路。根據(jù)圖2.20可畫出該放大電路的交流

33、通路和微變等效電路，如圖2.21（b）、（c）所示。（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。晶體管的輸入電阻為：2626rbe=300+(1+b)=300+61=1.4（k） IE1.5由圖2.21（c）可得：&=rI&Uibeb+REIe=rbeIb+RE(1+b)Ib=rbe+(1+b)REIb&UUUiii&Ii=+Ib=+ RBRBrbe+(1+b)RE所以輸入電阻為：&Uri=i=RB/rbe+(1+b)RE=360/1.4+(1+60)2=92（k） Ii&=0，有I&=0，計算輸出電阻ro的等效電路如圖2.21（d）所示。由于Uib&=bI&=0，所以輸出電阻為： Icb&Uro=o

34、=RC=3（k） Io&。由圖2.21（c）可得： （4）求電壓放大倍數(shù)Au&=-I&R=-bI&R UocLbL第2章 單級交流放大電路 37式中：=RC/RL RL所以，電壓放大倍數(shù)為：&=UoAuUi33bRL3+3=-=-=-0.73rbe+(1+b)RE1.4+(1+60)260+UCCo（a）直流通路 （b）交流通路&+o-（c）微變等效電路 （d）計算ro的電路圖2.21 習題2.12解答用圖2.13 在如圖2.22所示的放大電路中，已知UCC=12V，RB=280k，RE=2k，RL=3k，三極管的b=100。（1）求靜態(tài)值IB、IC、UCE。（2）畫出微變等效電路。（3）求輸

35、入電阻ri和輸出電阻ro。&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Au分析 本題電路為射極輸出器，射極輸出器的主要特點是電壓放大倍數(shù)接近于1，輸入電阻高，輸出電阻低。解 （1）求靜態(tài)值IB、IC和UCE，為：UCC-UBEUCC12IB=0.025（mA）RB+(1+b)RERB+(1+b)RE280+(1+100)238 電子技術(shù)學習指導與習題解答IC=bIB=1000.025=2.5（mA） UCEUCC-ICRE=12-2.52=7（V）（2）微變等效電路如圖2.23所示。&UCC+uo-R &Us圖2.22 習題2.13的圖 圖2.23 習題2.13解答用圖&、輸入電阻ri和輸出電阻ro，為： （2

36、）求電壓放大倍數(shù)Au2626rbe=300+(1+b)=300+(1+100)=1.35（k）IE2.5&(1+100)1.2&=Uo=(1+b)RLA=0.99 ur+(1+b)R1.35+(1+100)1.2UibeL式中：=RE/RL=2/3=1.2（k） RL=280/1.35+(1+100)1.2=85（k） ri=RB/rbe+(1+b)RL1350+0r+Rsrobe=13.5（）b100式中：=RB/Rs=200103/0=0（） Rs2.14 已知某放大電路的輸出電阻為ro=3k，輸出端的開路電壓有效值Uo=1.8V，試問該放大電路接有負載電阻RL=6k時，輸出電壓有效值將下

37、降到多少？分析 對于負載而言，放大電路相當于一個具有內(nèi)阻ro的電源，該電源的電動勢就等于放大電路的開路電壓Uo。解 根據(jù)如圖2.24（a）所示放大電路的微變等效電路，應用戴維南定理將其等效變化為如圖2.24（b）所示的電路，由此可得接有負載電阻RL時的輸出電壓有效值下降到：RL6UoL=Uo=1.8=1.2（V）ro+RL3+62.15 比較共源極場效應管放大電路和共發(fā)射極晶體管放大電路，在電路結(jié)構(gòu)上有何相似之處。為什么前者的輸入電阻較高？解 如果共源極場效應管放大電路采用分壓式偏置電路，則和分壓式偏置電路的第2章 單級交流放大電路 39共發(fā)射極晶體管放大電路在結(jié)構(gòu)上基本相似，惟一不同之處是為

38、了提高輸入電阻而在場效應管柵極接了電阻RG。但因場效應管是電壓控制型器件，柵極無電流，故其輸入電阻很高，而電阻RG也可以選得很大，因此場效應管放大電路的輸入電阻較高。&R &U+o-r &UoL（a）微變等效電路 （b）圖（a）的等效電路圖2.24 習題2.14解答用圖2.16 在如圖2.25所示的共源極放大電路中，已知UDD=12V，RD=10k，RS=10k，RL=10k，RG=1M，RG1=300k，RG2=100k，gm=5mA/V。（1）求靜態(tài)值ID、UDS。（2）畫出微變等效電路。（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Au分析 場效應晶體管放大電路的與晶體管

39、放大電路的分析方法完全一樣。靜態(tài)分析采用估算法，可認為UGS=0，從而求出ID和UDS；動態(tài)分析則根據(jù)放大電路的微變等效電路來求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解 （1）求靜態(tài)值ID和UDS，為：RG2100UG=UDD=12=3（V）RG1+RG2300+100UU3ID=S=G=0.3（mA）RSRS10UDS=UDD-ID(RD+RS)=12-0.3(10+10)=6（V）（2）微變等效電路如圖2.26所示。+UDD+uo-+o-圖2.25 習題2.16的圖 圖2.26 習題2.16解答用圖40 電子技術(shù)學習指導與習題解答 （3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro，為：ri=RG+RG1/R

40、G2=1000+300/100=1075（k）ro=RD=10（k）（4）求電壓放大倍數(shù)，為：=RD/RL=10/10=5（k） RL&=-gR=-55=-25 AumL2.17 在如圖2.27所示的放大電路中，已知UDD=12V，RG1=2M，RG2=1M，RS=5k，RD=RL=5k，場效應管的gm=5mA/V。（1）求靜態(tài)值ID、UDS。（2）畫出微變等效電路。（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。&。 （4）求電壓放大倍數(shù)Au分析 本題電路與上題相比僅少了電阻RG，因RG可以選得很大，故本題電路的輸入電阻與上題相比要小得多。解 （1）求靜態(tài)值ID和UDS，為：RG21UG=UDD=12=

41、4（V） RG1+RG22+1UU4ID=S=G=0.8（mA） RSRS5UDS=UDD-ID(RD+RS)=12-0.8(5+5)=4（V）（2）微變等效電路如圖2.28所示。+UDD+uo-+o-圖2.27 習題2.17的圖 圖2.28 習題2.17解答用圖（3）求輸入電阻ri和輸出電阻ro。ri=RG1/RG2=2000/1000=667（k）ro=RD=5（k）（4）電壓放大倍數(shù)為：=RD/RL=5/5=2.5（k） RL&=-gR=-52.5=-12.5 AumL第2章 單級交流放大電路 412.18 如圖2.29所示電路為源極輸出器，已知UDD=12V，RG=1M，RS=12k&

42、。，RL=12k，gm=5mA/V。求輸入電阻ri、輸出電阻ro和電壓放大倍數(shù)Au+uo-圖2.29 習題2.18的圖分析 本題電路為共漏極放大電路，其特點與射極輸出器相似，即電壓放大倍數(shù)接近于1，輸入電阻高，輸出電阻低。求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等動態(tài)性能指標同樣可用微變等效電路法。解 微變等效電路如圖2.30（a）所示，有：&=gU& UomgsRL=RS/RL 式中RL&=U&+U&=(1+gR)U& UigsomLgs所以，電壓放大倍數(shù)為：&UgmRLUgmRL5(12/12)gso&Au=0.971+gR1+5(12/12)U(1+gR)UmLimLgs輸入電阻為：ri=RG=1（M）求輸出電阻的電路如圖2.30（b）所示，由圖可得：&=Uo-gU&IomgsRS（a）微變等效電路 （b）求ro的電路圖2.30 題1.18解答用圖42 電子技術(shù)學習指導與習題解答而：&=-U& Ugso所以：&1&=I+gomRUo S輸出電阻為：ro=&U111o=0.2（k） 115Io+gm+5RS52.4 習題與考研試題精選2-1 在如圖2.31所示的放大電路中，已知UCC=15V，RB=100k，RC=2k，RL=2k，