電路基礎(chǔ)與集成電子技術(shù)-第5章習(xí)題解答.docVIP

第5章 基本放大電路 習(xí)題解答【5-1】 填空、選擇正確答案1對(duì)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(hào)耦合到晶體管的輸入端； B將輸入交流信號(hào)耦合到晶體管的輸入端，同時(shí)防止偏置電流被信號(hào)源旁路； C將輸入交流信號(hào)加到晶體管的基極。 2在基本放大電路中，如果集電極的負(fù)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(shí)，它的集電極電流是（ ）；動(dòng)態(tài)時(shí)，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(shuō)法哪個(gè)正確： A基本放大電路，是將信號(hào)源的功率加以放大； B在基本放大電路中，晶體管受信號(hào)的控制，將直流電源的功率轉(zhuǎn)換為輸出的信號(hào)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(diǎn)達(dá)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(gè)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(duì)同一個(gè)具有一定內(nèi)阻的信號(hào)源進(jìn)行電壓放大，在負(fù)載開(kāi)路的條件下測(cè)得甲的輸出電壓小。哪個(gè)電路的輸入電阻大？（對(duì)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(hào)就越大；二是輸出電阻，輸出電阻越小，被放大了的信號(hào)在輸出電阻上的壓降就越小9，輸出信號(hào)就越大。在負(fù)載開(kāi)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(gè)因素。甲、乙兩個(gè)放大電路電壓放大倍數(shù)相同，甲的輸出小，說(shuō)明甲的輸入電阻小，乙的輸入電阻大。） 11某放大電路在負(fù)載開(kāi)路時(shí)的輸出電壓的有效值為4V，接入3負(fù)載電阻后，輸出電壓的有效值降為3V，據(jù)此計(jì)算放大電路的輸出電阻。( ) A1； B1.5； C2； D4。12有一個(gè)共集組態(tài)基本放大電路，它具有如下哪些特點(diǎn)：( )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(huà)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(jiàn)解圖5-2(a)。解圖5-2(a)交流通路，見(jiàn)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(huà)出中頻微變等效電路，用已求得的有關(guān)數(shù)值計(jì)算Au、Ri和Ro（設(shè)rds的影響可以忽略不計(jì)）； 3. 為顯著提高Au，最簡(jiǎn)單的措施是什么？圖5-3 題5-3電路圖解： 1. 場(chǎng)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(chǎng)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(diǎn)，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(kāi)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(diǎn)該放大電路采用耗盡型場(chǎng)效應(yīng)三極管，分壓偏置電路。由于柵極回路無(wú)靜態(tài)電流，所以Rg3中無(wú)電流，故Rg1和Rg2分壓點(diǎn)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(gè)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(diǎn)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(wú)CS的微變等效電路 對(duì)轉(zhuǎn)移特性曲線方程式求導(dǎo)數(shù)，可得 Au=6.9 3. CS開(kāi)路時(shí)的電壓放大倍數(shù)CS開(kāi)路實(shí)際上就是電路出現(xiàn)電流串聯(lián)負(fù)反饋，電壓增益下降。如果沒(méi)有學(xué)習(xí)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(gè)場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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?yàn)?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(guò)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(chǎng)效應(yīng)管的rdsRd，要求： 1. 畫(huà)出該放大電路的中頻微變等效電路； 2. 寫(xiě)出Au、Ri和Ro的表達(dá)式； 3. 定性說(shuō)明當(dāng)Rs增大時(shí)，Au、Ri和Ro是否變化，如何變化？ 4. 若Cs開(kāi)路，Au、Ri和Ro是否變化，如何變化？寫(xiě)出變化后的表達(dá)式。圖5-6 題5-6電路圖解： 此題的場(chǎng)效應(yīng)管為增強(qiáng)型，所以要用增強(qiáng)型的轉(zhuǎn)移特性曲線方程 由以上三個(gè)式子可求出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。 1. 略 2. 電壓增益 =gm（Rd/ RL） 對(duì)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(huì)使UGS有所下降，靜態(tài)工作點(diǎn)的ID下降，gm有所減小，Au有所下降，對(duì)Ri和Ro沒(méi)有什么影響。4. Cs開(kāi)路，對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)沒(méi)有影響，但電壓增益下降，此時(shí)電壓增益為Cs開(kāi)路時(shí)，由于柵極是絕緣的，對(duì)Ii沒(méi)有影響，仍由Ri=Rg+(Rg1/Rg2)決定；對(duì)Ro沒(méi)有什么影響?！?-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(diǎn)。 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(jì)算： 1. 電路的靜態(tài)工作點(diǎn)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(hào)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(cè)量得知UE0，UC =VCC。故障的原因是下列四種之一，請(qǐng)判明是 。A. Rc開(kāi)路 B. Rc短路 C. Re短路 D. Rb1開(kāi)路圖5-9 題5-9電路圖解：應(yīng)是D，即Rb1開(kāi)路，為此需要排除A、B、C三種情況。對(duì)于A，Rc開(kāi)路，UC不會(huì)等于VCC，也就是說(shuō)UC =VCC排除了Rc開(kāi)路；對(duì)于B，Rc短路，可能有UC =VCC，但此時(shí)有集電極和發(fā)射極電流，UE不可能為0；對(duì)于C，Re短路，UE0，但此時(shí)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(qǐng)問(wèn)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(wèn)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(dāng)晶體管趨于截止時(shí)，發(fā)射極的電位向地靠攏；當(dāng)晶體管趨于飽和時(shí)，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(dāng)減小Rb。3如果晶體管改為PNP型，VCC變?yōu)?VCC，對(duì)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(shí)，集電極電位向電源電壓靠攏；晶體管趨于飽和時(shí)，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(qǐng)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