思考題與習(xí)題2-答案

1、思考題與習(xí)題22-1 放大電路負(fù)載上所獲得的能量（即輸出功率）遠(yuǎn)大于信號(hào)源送出的能量（即輸入功率），是否違反了能量守恒定律？為什么？解 放大電路負(fù)載上所獲得的能量（即輸出功率）遠(yuǎn)大于信號(hào)源送出的能量（即輸入功率），沒(méi)有違反能量守恒定律。因?yàn)榉糯箅娐返谋举|(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換，在輸入信號(hào)作用下，通過(guò)放大電路將直流電源的能量轉(zhuǎn)換為負(fù)載所獲得的交流能量，從而使負(fù)載從電源獲得的能量大于信號(hào)源所提供的能量。但從整體上看，輸入、輸出端交、直流能量的總和依然是守恒的。2-2 某放大電路中的對(duì)數(shù)幅頻特性如題2-2圖所示。試問(wèn)該電路的中頻電壓增益、下限截止頻率、上限截止頻率以及通頻帶分別為多少？解 從波特圖中可以

2、讀出頻率響應(yīng)的主要參數(shù)。由圖可知，因此；下限頻率約為，上限頻率約為，通頻帶。2-3 填空：解（1）測(cè)得PNP三極管的各極電位分別為UB = 3V，UC = 2.8V，UE = 2.7V，可以判定該三極管工作在（飽和）狀態(tài)，三極管是（鍺）管，其靜態(tài)工作點(diǎn)（偏高）。（2）（共射）組態(tài)三極管放大電路既能放大電壓也能放大電流，（共射）組態(tài)三極管放大電路反相放大電壓信號(hào)，（共集）組態(tài)三極管放大電路最適合作為隔離電路使用。（3）當(dāng)放大電路的負(fù)載電阻增大時(shí)，放大電路的輸出電阻（不變）；當(dāng)放大電路的信號(hào)源內(nèi)阻減小時(shí)，放大電路的輸入電阻（不變）；當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)變化時(shí)，其電壓增益在理想情況下（不

3、變）。（4）若三極管放大電路中，測(cè)得uBE =0.02V，iB =10A，iC =490A，則該三極管的rbe =（2000）， =（49）， =（0.98）。（5）若差分放大電路的兩個(gè)輸入信號(hào)分別為ui1=10mV、ui2=6mV，則電路的差模輸入電壓uid為（ 4 ）mV，差模信號(hào)為（ ± 2 ）mV，共模信號(hào)為（ 8 ）mV。（6）若差分放大電路的兩個(gè)輸入信號(hào)分別為ui1=10mV、ui2=6mV，單端輸出時(shí)的差模增益Aud=20，共模增益Auc=-0.05，則該差分放大電路從（T2）管集電極輸出，輸出交流電壓uo=（79.6）mV，共模抑制比為（ 400）。（7）OCL乙類(lèi)功

4、放為（共集）組態(tài)放大電路，OCL甲乙類(lèi)功放可克服OCL乙類(lèi)功放的（交越）失真。（8）CMOS門(mén)電路的輸出高電平和輸出低電平標(biāo)準(zhǔn)值分別為（UDD）和（0V），TTL邏輯門(mén)的輸出高電平和輸出低電平標(biāo)準(zhǔn)值分別為（3.6V）和（0.3V）。2-4 試判斷題2-4圖所示電路能否正常放大，并說(shuō)明理由。解 （a）不能，發(fā)射結(jié)反偏。（b）不能，輸入信號(hào)被旁路。（c）不能，無(wú)集電極電阻，使得交流輸出電壓恒為零。（d）能，交、直流通路均正確。2-5 電路如題2-5圖所示。設(shè)三極管的，、可忽略不計(jì)，試分析當(dāng)開(kāi)關(guān)K分別接通A、B、C三個(gè)位置時(shí)三極管的工作狀態(tài)，并求出相應(yīng)的集電極電流。解 管子臨界飽和時(shí)的集電極和基極電

5、流分別為：， 下面利用電流關(guān)系判定法進(jìn)行判斷。（1）當(dāng)K接通A位置時(shí)，有 ，所以三極管工作于飽和區(qū)，。（2）當(dāng)K接通B位置時(shí)，有所以三極管工作于放大區(qū)，。（3）當(dāng)K接通C位置時(shí)，因?yàn)榘l(fā)射結(jié)反偏，三極管工作于截止區(qū)，。2-6 共射放大電路如題2-6圖所示。已知，三極管的，。（1）畫(huà)出電路的直流通路，并估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）；（2）畫(huà)出電路的交流通路和小信號(hào)等效電路，并估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri、輸出電阻ro和源電壓放大倍數(shù)；（3）當(dāng)時(shí)，電路的最大不失真輸出電壓幅值是多大？此時(shí)若繼續(xù)增大，電路將首先出現(xiàn)何種性質(zhì)的失真？失真發(fā)生在輸出波形的頂部還是底部？此時(shí)增加發(fā)射極電阻能消除該種失

6、真嗎？為什么？增加后又會(huì)影響到哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)的變化？解 （1）直流通路見(jiàn)題2-6解圖a，靜態(tài)工作點(diǎn)Q為（2）交流通路和小信號(hào)等效電路見(jiàn)題2-6解圖b和c。（3）電路空載時(shí)，直流負(fù)載線和交流負(fù)載線重合，所以最大不失真輸出電壓幅值為4.8V。若繼續(xù)增大，電路將首先出現(xiàn)飽和失真，表現(xiàn)為底部失真。增加發(fā)射極電阻能夠消除該種失真，因?yàn)殡娐烦霈F(xiàn)飽和失真說(shuō)明Q點(diǎn)偏高，而增加后的靜態(tài)基極電流即數(shù)值減小，Q點(diǎn)下移。增加后會(huì)使電壓放大倍數(shù)的數(shù)值減小，輸入電阻增大，即2-7 電路如題2-7圖所示。已知，三極管的,，rbb'。（1）畫(huà)出電路的直流通路，并估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）；（2）畫(huà)出電路的交流通路和小

7、信號(hào)等效電路，并估算電路的、ri和ro；（3）若電容CE開(kāi)路，則將引起電路的哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？（4）若改用的管子，分析Q點(diǎn)將如何變化；（5）若電阻開(kāi)路，且,，重畫(huà)直流通路并估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。解 （1）電路的直流通路見(jiàn)題2-7解圖a，直流基極電位為 因此，電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為（2）電路的交流通路和小信號(hào)等效電路見(jiàn)題2-7解圖b和c。（3）若電容CE開(kāi)路，將引起|減小，增大，即（4）當(dāng)改用b200的三極管時(shí)，ICQ和UCEQ基本不變，但I(xiàn)BQ明顯變小，即（5）若電阻開(kāi)路，且,，將題2-7解圖a的斷開(kāi)即為直流通路。此時(shí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)估算如下： 2-8 畫(huà)出表2-1中共基組態(tài)放大電路

8、的小信號(hào)等效電路，并推導(dǎo)證明表2-1中給出的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro的估算公式。 解 電路的小信號(hào)等效電路見(jiàn)題2-8 解圖。估算公式推導(dǎo)證明如下：2-9 射極輸出器如題2-9圖所示。已知，三極管的，。（1）畫(huà)出其交流通路和小信號(hào)等效電路，指出其組態(tài)；（2）推導(dǎo)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro的估算公式，說(shuō)明輸出電壓與輸入電壓的相位關(guān)系； （3）求解時(shí)的、ri和ro； （4）求解時(shí)的、ri和ro。解（1）交流通路和小信號(hào)等效電路如題2-9解圖1所示，電路為共集組態(tài)。（2）推導(dǎo)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro的估算公式：輸出電阻可采用外加電壓求電流的方法求得，如題2

9、-9解圖2所示。（3）時(shí)，、ri和ro分別為（4）時(shí)，、ri和ro分別為2-10 已知題2-10圖所示電路中場(chǎng)效應(yīng)管的靜態(tài)漏極電流，在工作點(diǎn)處的跨導(dǎo)1mS，夾斷電壓。 （1）畫(huà)出電路的直流通路，指出電路的偏置方式，并估算靜態(tài)工作點(diǎn)和的數(shù)值；（2）畫(huà)出電路的交流通路和小信號(hào)等效電路，指出電路的組態(tài)，并計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro；（3）若開(kāi)路，將變?yōu)槎啻?？?（1）電路的直流通路如題2-10解圖a所示，電路為分壓式偏置方式。估算和的數(shù)值：（2）電路的交流通路和小信號(hào)等效電路如題2-10解圖b、c所示。電路為共源組態(tài)，電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro分別為（3）若開(kāi)路，則源

10、極和地之間接入電阻，使得數(shù)值減小，變?yōu)?2-11 畫(huà)出表2-2中共漏組態(tài)電路的交流通路和交流等效電路，推導(dǎo)證明表2-2中該電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro的計(jì)算公式。解 交流通路和交流等效電路如題2-11解圖1所示。 表2-2中該電路電壓放大倍數(shù)和輸入電阻ri的計(jì)算公式推導(dǎo)如下：ro的求解可采用外加電源電壓法，如題2-11解圖2所示。2-12 差分放大電路如題2-12圖所示。已知，T1、T2特性對(duì)稱(chēng)且，rbb'1 rbb'2，試回答以下問(wèn)題：（1）靜態(tài)時(shí)T1、T2的、為多少？假設(shè)、上的電壓可忽略。（2）求解差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)；（3）當(dāng)減小時(shí)，是否會(huì)影

11、響和的數(shù)值？解（1）靜態(tài)時(shí)，忽略、上的電壓時(shí)，可得T1、T2的、為（2）由圖可見(jiàn)，電路為雙端輸出、空載， 由于因此，差模電壓放大倍數(shù)為雙端輸出時(shí)的共模電壓放大倍數(shù)為。（3）當(dāng)減小時(shí)，由于說(shuō)明、增大，使得減小，于是增大。但因電路為雙端輸出，故的變化并不影響，即仍為零。2-13 差分放大電路如題2-13圖所示。已知，場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)gm為2mS，試求解差模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro。解由圖可見(jiàn)，差分放大電路由增強(qiáng)型NMOS對(duì)管通過(guò)電流源耦合而成，為雙端差模輸入方式，由于電路為雙端輸出、空載，故差模電壓放大倍數(shù)為AdgmRD40 由于柵極電流為零，故輸入電阻為 雙端輸出時(shí)的輸出電阻為ro2-14 OCL互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)輸出電路如題2-14圖所示。已知，T1、T2的臨界飽和管壓降，。 （1）負(fù)載上的最大不失真功率為多大？ （2）當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)交越失真時(shí)，應(yīng)調(diào)整電路中哪個(gè)元件才能消除？怎樣調(diào)整？（3）用Multisim軟件仿真該電路，觀察是否存在交越失真。解（1）（2）當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)交越失真時(shí)，應(yīng)增大，從而使、發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓加大，直至交越失真消除。（3）用Multisim軟件仿真該電路，不存在交越失真。2-15 題2-15圖所示電路為一種CMOS集成邏輯門(mén)，已知兩個(gè)輸入信號(hào)都只能取0V或UDD兩種數(shù)值。試列