模擬電子電路及技術(shù)基礎(chǔ)PPT課件

1、1. 基本要求(1) 理解基本放大器的組成原理、 各元件的作用； 掌握基本放大器直流、 交流通路的確定方法； 熟練掌握直流偏置電路(包括固定偏流、 電流負(fù)反饋型偏置及分壓偏置電路)的分析、 計(jì)算， 即靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算； 掌握工作狀態(tài)(截止、 放大和飽和)的判斷方法。 (2) 掌握放大器的直流、 交流圖解分析法， 能繪制簡(jiǎn)單電路的直流負(fù)載線和交流負(fù)載線； 掌握非線性失真的判斷和動(dòng)態(tài)范圍的確定等。 5.1 基本要求及重點(diǎn)、 難點(diǎn) 第1頁(yè)/共129頁(yè)(3) 理解晶體三極管低頻交流小信號(hào)模型及其參數(shù)； 掌握晶體管放大器基本組態(tài)(共射、 共基和共集)電路組成、 工作原理及主要指標(biāo)； 熟練掌握應(yīng)用微變等效

2、電路法對(duì)三種基本放大器進(jìn)行交流分析、 計(jì)算； 掌握三種放大器的性能特點(diǎn)及應(yīng)用。 (4) 了解場(chǎng)效應(yīng)管放大器偏置電路分析、 圖解法和解析法； 理解場(chǎng)效應(yīng)管的低頻小信號(hào)模型及其參數(shù)； 掌握?qǐng)鲂?yīng)管三種基本組態(tài)電路的分析、 計(jì)算。 (5) 理解多級(jí)放大器級(jí)聯(lián)原則、 級(jí)間耦合方式及主要性能指標(biāo)的計(jì)算； 掌握多級(jí)放大器中后級(jí)對(duì)前級(jí)的負(fù)載效應(yīng)的分析方法； 掌握CC-CE、 CE-CC和CE-CB組合放大器的特點(diǎn)及分析計(jì)算。 第2頁(yè)/共129頁(yè)2. 重點(diǎn)、 難點(diǎn)重點(diǎn)： 晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管放大器基本組態(tài)CE(CS)、 CB(CG)、 CC(CD)放大器的組成、 工作原理、 主要特點(diǎn)及其分析與計(jì)算。 難點(diǎn)： 圖解

3、法和微變等效電路法， 尤其是場(chǎng)效應(yīng)管放大器的分析和計(jì)算。 第3頁(yè)/共129頁(yè)1. 晶體管電路能否正常放大信號(hào)的判別判別的依據(jù)是放大器組成的三條規(guī)則： 晶體管必須偏置在放大區(qū)； 待放大的信號(hào)要加到發(fā)射結(jié)的輸入回路； 輸出端負(fù)載能有效獲得放大后的信號(hào)。 若違背其中任何一條， 則電路都不能正常放大信號(hào)。 5.2 習(xí)題類型分析及例題精解 第4頁(yè)/共129頁(yè)【例5-1】 試判斷圖5-1所示各電路能否正常放大輸入信號(hào)ui。 若不能， 應(yīng)如何修改電路？第5頁(yè)/共129頁(yè)圖5-1 例5-1電路圖第6頁(yè)/共129頁(yè)解 電路(a)不能正常放大， 因?yàn)榘l(fā)射結(jié)零偏而使晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。 只需將偏電阻RB改接到基極與

4、地之間即可正常放大。電路(b)不能正常放大。 由于穩(wěn)壓二極管反向擊穿后， 其動(dòng)態(tài)電阻極小， 因而將輸入信號(hào)對(duì)地短路。 修改辦法是選用一電阻代替穩(wěn)壓二極管。電路(c)不能正常放大， 原因是集電極輸出端被電源UCC短路， 所以要在集電極和CC相接點(diǎn)與電源之間串接一電阻才能正常放大。電路(d)也不能正常放大。 因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)管的柵源之間零偏， 當(dāng)輸入信號(hào)大于零時(shí)， 其PN結(jié)正偏， 所以不能正常放大。 修改辦法是在源極與地之間接一自偏壓電阻。 第7頁(yè)/共129頁(yè)2. 確定放大器的直流通路和交流通路放大器的分析包括直流分析和交流分析， 并要遵循“先直流， 后交流”的原則。 為此首先要確定放大器的直流和交流通

5、路， 其規(guī)則是：(1) 對(duì)于直流通路， 將原電路中的所有電容開(kāi)路， 電感短路， 直流電源保留， 即得直流通路。(2) 對(duì)于交流通路， 將原電路中對(duì)輸入信號(hào)的耦合電容、 旁通電容短路， 容抗極大的小電容開(kāi)路， 直流電源對(duì)地短路， 即得交流通路。 第8頁(yè)/共129頁(yè)【例5-2】 電路如圖5-2所示。 已知ui=5 sin2103t mV， 試畫(huà)出其直流通路和交流通路。解 將電路中的電容CB、 CE、 CC和Co開(kāi)路， 便得圖5-3所示的直流通路。在畫(huà)交流通路時(shí)， 應(yīng)對(duì)不同數(shù)值電容的容抗大小有一數(shù)量的概念， 如1 F電容對(duì)頻率為1 kHz的容抗約為160101014. 3212143CfCZ第9頁(yè)/

6、共129頁(yè)圖5-2 例5-2電路圖第10頁(yè)/共129頁(yè)圖5-3 圖5-2的直流通路第11頁(yè)/共129頁(yè)對(duì)于本電路， 由于輸入信號(hào)頻率為1 kHz， 所以數(shù)值為10 F(ZC=16 )的耦合電容CB、 CC和50 F(ZC=3.2 )的旁通電容CE均可視為短路。 而數(shù)值為100 pF的Co因其容抗達(dá)1.6 M， 故應(yīng)視為開(kāi)路。 再將正、 負(fù)電源對(duì)地短路， 即得圖5-4所示的交流通路。 第12頁(yè)/共129頁(yè)圖5-4 圖5-2的交流通路第13頁(yè)/共129頁(yè)3. 放大器直流(靜態(tài))工作點(diǎn)的計(jì)算首先明確： 放大器的直流分析要在其直流通路上進(jìn)行。 由于集電極總是位于放大器的輸出回路， 因此所謂直流工作點(diǎn)計(jì)

7、算， 主要是估算ICQ和UCEQ。工作點(diǎn)計(jì)算的要點(diǎn)： 若晶體管偏置在放大狀態(tài)下， 即隱含有如下的已知近似條件 NPN管 UBEQ=0.7 V(硅管) UBEQ=0.3 V(鍺管) PNP管 UBEQ=0.7 V(硅管) UBEQ=0.3 V(鍺管)及ICQ=IBQ 另外， 為使計(jì)算簡(jiǎn)便， 晶體管三個(gè)電極電流的參考方向最好設(shè)為實(shí)際方向， 即NPN管的IC和IB流入管內(nèi)， 而IE流出管外； PNP管則正好相反。 第14頁(yè)/共129頁(yè)【例5-3】 電路如圖5-2所示。 已知晶體管的=100， 試計(jì)算該管的靜態(tài)工作點(diǎn)。解 電路的直流通路如圖5-3所示(應(yīng)逐步掌握在電路圖中直接看出直流通路， 而不必將其

8、畫(huà)出)， 設(shè)定各極電流的參考方向?yàn)閷?shí)際方向。 由發(fā)射結(jié)回路可得UEE=(1+)IBQRE+0.7+IBQRB即ICQ=IBQ=1000.01=1 mAUCEQ=UCC+UEEICQ(RC+RE)=6+61(3+2)=7 VmA01. 021013307 . 06)1 (7 . 0EBEEBRRUIQ第15頁(yè)/共129頁(yè)【例5-4】 電路如圖5-5(a)所示。 已知晶體管的=80， 試計(jì)算該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。解 電路的直流通路如圖5-5(b)所示。 圖中設(shè)定各極電流的參考方向?yàn)閷?shí)際方向， 此時(shí)PNP管放大器ICQ和UECQ(=UCEQ)的計(jì)算與NPN管完全相同， 即UECQ=UCC(RC+RE)

9、ICQ=12(1.5+2.3)2=4.4 VUCEQ=UECQ=4.4 V mA25 . 17 . 07 . 37 . 0V7 . 327601227ERB2CB2B1EEB2RB2RUIRRURUQ第16頁(yè)/共129頁(yè)圖5-5 例5-4電路圖及直流通路第17頁(yè)/共129頁(yè)4. 放大器的圖解法分析圖解法的要點(diǎn)是在晶體管的輸出特性上分別作直流負(fù)載線和交流負(fù)載線。 按“先直流， 后交流”的分析原則， 其中直流負(fù)載線是截距為集電極電源電壓而斜率為集電極回路直流總電阻的負(fù)倒數(shù)的一條直線。 直流負(fù)載線與由基極回路確定的IBQ的交點(diǎn)即為直流工作點(diǎn)Q。 交流負(fù)載線是過(guò)Q點(diǎn)的一條直線， 其斜率為集電極回路交流

10、總電阻的負(fù)倒數(shù)。由此可見(jiàn)， 交、 直流負(fù)載線與電路元件參數(shù)有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系， 即已知放大電路參數(shù)可進(jìn)行圖解， 確定Q點(diǎn)、 輸出動(dòng)態(tài)范圍等。 反之， 已知圖解的負(fù)載線和Q點(diǎn)也可確定放大電路參數(shù)。 這是圖解法分析的另一類問(wèn)題。由于放大狀態(tài)下iEiC， 所以共集電極放大器也可在晶體管共射輸出特性上進(jìn)行圖解。 第18頁(yè)/共129頁(yè)【例5-5】 共集電極放大電路及其圖解分別如圖5-6(a)、 (b)所示。(1) 試用圖解法確定電路參數(shù)UCC、 RE和RL的數(shù)值， 并確定其輸出動(dòng)態(tài)范圍；(2) 設(shè)管子的臨界飽和壓降UCES=1 V， 為使放大器輸出跟隨范圍最大， 應(yīng)如何改變RB并確定此時(shí)的Q點(diǎn)。 第19頁(yè)/

11、共129頁(yè)圖5-6 例5-5電路圖第20頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 因?yàn)樵陔娮柝?fù)載下， 直流負(fù)載線的斜率絕對(duì)值總是小于或等于交流負(fù)載線的斜率， 所以圖(b)中截距為12 V、 斜率值為1/3的直線為直流負(fù)載線， 而斜率值為1/2的直線為交流負(fù)載線。 由圖(a)知， 輸出回路的直流總電阻為RE， 交流總電阻為RERL， 故UCC=12 V， RE=3 k, RERL=2 k, 即RL=6 k。 輸出動(dòng)態(tài)范圍Uopp=24=8 V。 (2) 由于Q點(diǎn)偏向截止區(qū)， 為增大輸出跟隨范圍， 應(yīng)將Q點(diǎn)上移， 所以要減小RB， 以增大ICQ。 要使跟隨范圍最大應(yīng)滿足UCEQUCES=ICQ(RERL) 第21

12、頁(yè)/共129頁(yè)而UCEQ=UCCICQRE， 聯(lián)立上式可解得此時(shí)的ICQ為對(duì)于本題UCEQ=UCCICQRE=122.23=5.4 V 其最大輸出動(dòng)態(tài)范圍Uopp=2ICQ(RERL)=22.2(36)=8.8 VmA2 . 2)6/3(3112)(LEECESCCCRRRUUIQ)(LEECESCCCRRRUUIQ第22頁(yè)/共129頁(yè)5. 單管放大器基本組態(tài)的判別及其性能指標(biāo)(Au、 Ri和Ro)的計(jì)算實(shí)際應(yīng)用中只有三種基本組態(tài)放大器， 即共發(fā)射極、 共集電極和共基極放大器。 對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管， 對(duì)應(yīng)有共源極、 共漏極和共柵極放大器。 其判別方法是： 直流偏置下的晶體管， 哪個(gè)電極直接接地(電源

13、)或通過(guò)旁通電容接地(電源)或者作輸入和輸出的公共支路， 即為共該極的放大器。 反之， 按指標(biāo)要求也可接成相應(yīng)組態(tài)的放大器。 第23頁(yè)/共129頁(yè)圖5-7 例5-6電路圖第24頁(yè)/共129頁(yè)【例5-6】 晶體管放大電路如圖5-7所示。 已知晶體管的=100， rbe=2 k， 所有電容對(duì)交流信號(hào)呈短路。 為了分別滿足以下要求， 電路應(yīng)接成什么組態(tài)？ 三個(gè)端點(diǎn)、 、 分別該如何連接？ 并加以驗(yàn)證。(1) 要求Au100;(2) 要求Au=1;(3) 要求Au1;(4) 要求輸入電阻Ri最小， 此時(shí)Ri=？(5) 要求輸出電阻Ro最小， 此時(shí)Ro=？ioUUioUUioUU第25頁(yè)/共129頁(yè)解

14、(1) 要求電壓放大倍數(shù)為負(fù)且數(shù)值較大， 因此必須接成射極交流接地的共射組態(tài)， 即端接地或接電源， 端接輸入電壓， 端接輸出。 此時(shí) (2) 要求電壓放大倍數(shù)近似為1， 只能接成共集組態(tài)， 即端接地或開(kāi)路， 端接輸入電壓， 端接輸出。 此時(shí)10022100beCiorRUUAu1210122101)1 ()1 (EbeEioRrRUUAu第26頁(yè)/共129頁(yè)(3) 要求電壓放大倍數(shù)為負(fù)且數(shù)值大為減小， 因此只能接成射極接電阻的共射組態(tài)， 即端開(kāi)路， 端接輸入電壓， 端接輸出。 此時(shí) (4) 因?yàn)楣不糯笃鞯妮斎腚娮枳钚。?所以電路必須接成共基組態(tài)， 即端接地， 端接輸入電壓， 端接輸出。 此時(shí)

15、1210122100)1 (EbeCioRrRUUAuk02. 01012/21/beEirRR第27頁(yè)/共129頁(yè)(5) 由于共集放大器的輸出電阻最小， 因此只能接成共集組態(tài)， 即端接地或開(kāi)路， 端接輸入電壓， 端接輸出。 此時(shí)k02. 01012/21/beEorRR第28頁(yè)/共129頁(yè)6. 場(chǎng)效應(yīng)管放大器性能分析要點(diǎn)(1) 直流工作點(diǎn)計(jì)算： 由于場(chǎng)效應(yīng)管為壓控平方率器件， 因此只有在已知轉(zhuǎn)移特性曲線或方程的前提下， 通過(guò)圖解法或計(jì)算法(需解一元二次方程)確定IDQ。(2) 交流性能分析： 分析方法與晶體管放大器相同， 即在確定基本組態(tài)后， 套用對(duì)應(yīng)的指標(biāo)公式計(jì)算。 第29頁(yè)/共129頁(yè)7

16、. 多級(jí)放大器的性能指標(biāo)計(jì)算及組合放大器選擇與判別指標(biāo)計(jì)算原則： 通過(guò)對(duì)每一單級(jí)指標(biāo)的計(jì)算來(lái)計(jì)算多級(jí)的指標(biāo)。指標(biāo)計(jì)算要點(diǎn)： 首先確定每一級(jí)為何種組態(tài)的放大器， 然后利用對(duì)應(yīng)公式計(jì)算每級(jí)的電壓放大倍數(shù)， 計(jì)算時(shí)要把后級(jí)的輸入電阻作為其負(fù)載。 多級(jí)放大器的電壓增益為每一單級(jí)的乘積； 輸入電阻為帶有后級(jí)負(fù)載的第一級(jí)的輸入電阻； 輸出電阻為有前級(jí)源內(nèi)阻的末級(jí)的輸出電阻。第30頁(yè)/共129頁(yè)多級(jí)放大器的級(jí)數(shù)和各級(jí)組態(tài)的選用原則：(1) 在滿足增益要求的前提下， 級(jí)數(shù)越少越好， 一般不要超過(guò)三級(jí)；(2) 多級(jí)放大器的主增益級(jí)應(yīng)選用共射組態(tài)放大器；(3) 要求輸入電阻大時(shí)， 第一級(jí)應(yīng)選用共集、 共源或共漏組

17、態(tài)放大器；(4) 要求輸入電阻小時(shí)， 第一級(jí)應(yīng)選用共基或共柵組態(tài)放大器；(5) 要求輸出電阻小時(shí)， 末級(jí)應(yīng)選用共集或共漏組態(tài)放大器；(6) 要求電流輸出時(shí)， 末級(jí)應(yīng)選用共基或共射組態(tài)的互導(dǎo)放大器。 第31頁(yè)/共129頁(yè)5 - 1 在圖P5 - 1所示的放大電路中， 三極管的=50, RB=500 k, RC=6.8 k, RL=6.8 k, UCC=12 V, UBEQ=0.6V。(1) 計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)；(2) 若要求ICQ=0.5 mA, UCEQ=6 V， 求所需的RB和RC值。 5.3 習(xí)題解答 第32頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-1第33頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) ICQ=IBQ=500.02

18、3=1.15 mAUCEQ=UCCICQRC=121.156.8=4.2 V(2) mA023. 05006 . 012BBECCBRUUIQQmA01. 0505 . 0CBQQIIk114001. 06 . 012BBECCBQQIUURk125 . 0612CCECCCQQIUUR第34頁(yè)/共129頁(yè)5 - 2 晶體管電路如圖P5 -2 所示， 已知=100, UBE=0.3 V。(1) 估算直流工作點(diǎn)ICQ、 UCEQ；(2) 若偏置電阻RB1、 RB2分別開(kāi)路， 試分別估算集電極電位UC值， 并說(shuō)明各自的工作狀態(tài)；(3) 若RB2開(kāi)路時(shí)要求ICQ=2 mA， 試確定RB1應(yīng)取多大值。

19、 第35頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-2第36頁(yè)/共129頁(yè)解 (1)V4 . 5)23 . 1 (212)(mA23 . 13 . 09 . 23 . 0V9 . 212154715CECCCECCEERB2CCCB2B1B2RB2RRUUUURUIURRRUQQQQ第37頁(yè)/共129頁(yè)(2) 當(dāng)RB1開(kāi)路時(shí) IBQ=0， 管子截止， UC=0。當(dāng)RB2開(kāi)路時(shí)， 則有因?yàn)镮BIB(sat)， 所以晶體管處于飽和狀態(tài)。 此時(shí)mA035. 0100)23 . 1 (3 . 012)(mA066. 03 . 1101473 . 012)1 (3 . 0CECE(sat)CCB(sat)EB1CCBRRU

20、UIRRUIV1 . 723 . 123 . 012ECCE(sat)CCCCRRRUUU第38頁(yè)/共129頁(yè)(3) 當(dāng)RB2開(kāi)路時(shí)， 由于由此解得RB1=454 k。 mA23 . 11013 . 012100)1 (B1EB1BECCCRRRUUIQ第39頁(yè)/共129頁(yè)5 - 3 電壓負(fù)反饋型偏置電路如圖P5 - 3所示。 若晶體管的、 UBE已知，(1) 試導(dǎo)出計(jì)算工作點(diǎn)的表達(dá)式；(2) 簡(jiǎn)述穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理。圖 P5-3第40頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) UCC=(1+)IBQRC+IBQRB+UBE ICQ=IBQ UCEQ=UCC(1+)IBQRC (2) 無(wú)論何種原因使ICQ增大，

21、則有如下的調(diào)節(jié)過(guò)程：ICQURCUCIBICQ反之， 若ICQ減小， 亦有類似的調(diào)節(jié)過(guò)程， 使ICQ的減小受到抑制。 CBBECCB)1 (RRUUIQ第41頁(yè)/共129頁(yè)5 - 4 電路如圖P5 - 4所示。 已知晶體管的=50, UBE=0.2 V, 試求：(1) UBQ=0 時(shí)RB的值；(2) RE短路時(shí)ICQ、 UCEQ的值；(3) UB=0而RB開(kāi)路時(shí)ICQ、 UCEQ的值。第42頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-4第43頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 要求UB=0， 則有 (2) ICQ=IBQ=500.039=1.95 mAUCEQ=UECQ=(12+121.951)=22.05 V k5615

22、111112)1 (1mA1122 . 012ECECCBBECECCEBEEEEIRIURRIRIURUUImA039. 01515612 . 0)12(12)1 (CBBECCEEBRRUUUIQ第44頁(yè)/共129頁(yè)(3) RB開(kāi)路時(shí)， UB=0， 有UCEQ=(UCCICQRC+0.2)=-(1211+0.2)=-11.2 VmA1122 . 0122 . 0EEEECRUIIQQ第45頁(yè)/共129頁(yè)5 - 5 試判別圖P5 - 5中各電路是否具有正常放大作用? 若無(wú)放大作用則說(shuō)明理由， 并將錯(cuò)誤處加以改正。圖 P5 - 5第46頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 圖(a)中管子截止， 電路不能正

23、常放大。 應(yīng)將RB改接在基極與地之間。(2) 圖(b)中因集電極短接， 故電路不能正常放大。 應(yīng)在集電極到UCC之間接集電極負(fù)載電阻RC。(3) 圖(c)中因IB=0， 管子截止， 電路不能正常放大。 應(yīng)將RB改接在基極與UCC之間。(4) 圖(d)中會(huì)使發(fā)射結(jié)燒壞且輸入信號(hào)短路， 因而電路不能正常放大。 應(yīng)在基極到UCC之間接偏置電阻RB。(5) 圖(e)所示電路因發(fā)射結(jié)反偏而不能正常放大。 應(yīng)將UBB的極性反過(guò)來(lái)且UCC改為負(fù)電源。此外， C1、 C2耦合電解電容的極性也應(yīng)反接。(6) 圖(f)所示電路可以正常放大。 第47頁(yè)/共129頁(yè)5 - 6 試畫(huà)出圖P5 - 6所示電路的直流通路和

24、交流通路。解 各電路對(duì)應(yīng)的直流通路分別如圖P5-6所示。各電路對(duì)應(yīng)的交流通路分別如圖P5-6所示。第48頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5 - 6第49頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-6第50頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-6第51頁(yè)/共129頁(yè)5 - 7 單級(jí)放大電路與晶體管輸出特性如圖P5 - 7所示。(1) 作直流負(fù)載線， 確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q1；(2) 當(dāng)RC由 4 k增大到 6 k時(shí)， 工作點(diǎn)Q2將移到何處?(3) 當(dāng)RB由 200 k變?yōu)?100 k時(shí)， 工作點(diǎn)Q3將移到何處?(4) 當(dāng)UCC由 12 V變?yōu)? V時(shí)， 工作點(diǎn)Q4將移到何處?第52頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5 - 7第53頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 作直

25、流負(fù)載線: IC=0時(shí)， UCE=UCC=12 V； UCE=0時(shí)， 。 與IBQ=57 A交于Q1點(diǎn)， 如圖P2-16(b)所示。(2) IBQ=57 A， 作直流負(fù)載線， 與IBQ=57 A交于Q2點(diǎn)。A572007 . 012BBECCBRUUIQmA3412CCCCRUI第54頁(yè)/共129頁(yè)(3) RB=100 k時(shí)， ， 與直流負(fù)載線交于Q3點(diǎn)(即進(jìn)入飽和區(qū))。(4) 當(dāng)UCC=6 V時(shí)， 。 此時(shí)直流負(fù)載線過(guò)點(diǎn)(6 V， 0)和， 與IBQ=27 A相交于Q4點(diǎn)， 如圖P2-16(b)所示。A1131007 . 012BQIA272007 . 06BQImA46, 0第55頁(yè)/共1

26、29頁(yè)5 - 8 放大電路及晶體管的輸出特性如圖P5 - 8 所示。(1) 如三極管的=25， 近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)Q；(2) 用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q， 并與估算結(jié)果比較；(3) 當(dāng)輸出端接入 6 k負(fù)載， 且ib=30 sint(A)時(shí)， 求輸出電壓的幅值Uom；(4) 接上負(fù)載后， 求不失真時(shí)輸出電壓的峰峰值Uopp。第56頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5 - 8第57頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) ICQ=IBQ=250.038=0.95 mAUCEQ=12ICQRC=120.956=6.3 V (2) 過(guò)點(diǎn)(12 V， 0)和(0， 2 mA)作出直流負(fù)載線， 與IB=IBQ=38 A的交點(diǎn)Q即為工作

27、點(diǎn)， 如圖P5-8(b)所示。 由Q點(diǎn)坐標(biāo)量得ICQ1 mA， UCEQ5.6 V。 與計(jì)算值相比， 約有10%的誤差。mA038. 03007 . 012BQI第58頁(yè)/共129頁(yè)(3)Icm=Ibm=2530=750 A=0.75 mA Uom=Icm(66)=0.753=2.25 V由于上述值均未超出輸出動(dòng)態(tài)范圍， 因而有效。(4) 不產(chǎn)生截止的最大輸出電壓為UomICQRL 1(66)=3 V不產(chǎn)生飽和的最大輸出電壓為UUCEQUCE(sat)=5.60.7=4.9 V因此， Uopp=2Uom =23=6 V。第59頁(yè)/共129頁(yè)5 - 9 放大電路如圖P5 - 9(a)所示， 按照

28、電路參數(shù)在圖P5 - 9(b)中：(1) 畫(huà)直流負(fù)載線， 并確定Q點(diǎn)(設(shè)UBEQ=0.7 V)；(2) 畫(huà)交流負(fù)載線， 定出對(duì)應(yīng)于iB為 0100 A時(shí)， UCE的變化范圍， 并由此計(jì)算輸出電壓Uo(有效值)。第60頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5 - 9第61頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 過(guò)點(diǎn)(15 V， 0)和(0， 5 mA)作出直流負(fù)載線， 其斜率為1/3， 如圖P5-9(b)中直線所示。 該負(fù)載線與IC=ICQ=2.6mA的水平線交于Q點(diǎn)， 即為靜態(tài)工作點(diǎn)。 量得UCEQ7.5 V。mA6 . 217 . 03 . 3V3 . 311113915ECBQQIIU第62頁(yè)/共129頁(yè)(2) 交流負(fù)載

29、線的斜率為k=1， 過(guò)Q點(diǎn)作斜率為1的直線， 即為交流負(fù)載線， 如圖P5-9(b)中的直線所示。 當(dāng)IB變化為0100 A時(shí)， 由圖(b)可得 UCE=ICRL=5(22)=5 VU=(有效值)=2/21V78. 12521第63頁(yè)/共129頁(yè)5 - 10 放大電路如圖P5 - 10(a)所示， 已知=50, UBE=0.7 V, UCES=0, RC=2 k, RL=20 k, UCC=12 V。(1) 若要求放大電路有最大的輸出動(dòng)態(tài)范圍， 問(wèn)RB應(yīng)調(diào)到多大？(2) 若已知該電路的交、 直流負(fù)載線如圖 P5 - 10(b)所示， 試求： UCC、 RC、 UCEQ、 ICQ、 RL、 RB和

30、輸出動(dòng)態(tài)范圍Uopp。 第64頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5 - 10第65頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 要求動(dòng)態(tài)范圍最大， 應(yīng)滿足ICQRL=UCEQUCES=UCCICQRCUCES即ICQ(220)=122ICQ解得ICQ=3 mA，mA06. 0503CBQQIIk18806. 07 . 0120BBECCBQIUUR第66頁(yè)/共129頁(yè)(2) 由直流負(fù)載線可知：UCC=12 V， RC=4 k， UCEQ=4 V， ICQ=2 mA。 RL=RCRL=4RL=1， 即RL=1.3 k。 而IBQ0.04 mA， 則Uopp=2Uom=2(64)=4 V31222502CQIk28304. 07

31、. 012BBECCBQIUUR第67頁(yè)/共129頁(yè)5 - 11 在圖P5 - 10(a)中， 設(shè)三極管的=100, UBE=0.7V, UCES=0.5 V, UCC=15 V, RC=1 k, RB=360 k, 若接上負(fù)載RL=1 k， 試估算輸出動(dòng)態(tài)范圍。解 ICQ=IBQ=1000.04=4 mAUCEQ=UCCICQRC=1541=11 V因?yàn)镮CQRL=4(11)=2 VUCEQUCES=10.5 V故Uom=ICQRL=2 V或Uopp=2Uom=22= 4 VmA04. 03607 . 015BBECCBRUUIQ第68頁(yè)/共129頁(yè)5 - 12 假設(shè)NPN管固定偏流共射放大

32、器的輸出電壓波形分別如圖P5 - 12(a)、 (b)所示。 試問(wèn)：(1) 電路產(chǎn)生了何種非線性失真？(2) 偏置電阻RB應(yīng)如何調(diào)節(jié)才能消除失真？解 (1) 對(duì)于圖(a)所示波形， 電路產(chǎn)生了飽和失真。 對(duì)于圖(b)所示波形， 電路產(chǎn)生了截止失真。(2) 對(duì)于圖(a)所示波形， 應(yīng)將RB增大使IBQ(ICQ)減小。 對(duì)于圖(b)所示波形， 應(yīng)將RB減小使IBQ(ICQ)增大。第69頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5 - 12第70頁(yè)/共129頁(yè)5 - 13 上題中， 若晶體管改為PNP型管， 重做上題。解 對(duì)于圖P5-12(a)所示的波形， 電路產(chǎn)生了截止失真， 應(yīng)將RB減小。對(duì)于圖P5-12(b)所示的

33、波形， 電路產(chǎn)生了飽和失真， 應(yīng)將RB增大。 第71頁(yè)/共129頁(yè)5 - 14 測(cè)得放大電路中某晶體管三個(gè)電極上的電流分別為2 mA、 2.02 mA、 0.02 mA。已知該管的厄爾利電壓UA=120 V， Cbe=60 pF, Cbc=5 pF, rbb=200 。(1) 試畫(huà)出該晶體管的低頻參數(shù)交流等效電路， 確定等效電路中各參數(shù)值；(2) 畫(huà)出高頻混合型交流等效電路， 確定等效電路中各參數(shù)值。第72頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 等效電路如圖P5-14(a)所示。k602120k5 . 113101200)1 (1302. 22610002. 02CAceebbbeETeBCQQIUrrrr

34、IUrII第73頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-14第74頁(yè)/共129頁(yè)(2) rbb=200 , Cbe=60 pFCbc=5 pF高頻混合型等效電路如圖P5-14(b)所示。k602120CAbeQIUr1300226101)1 ()1 (mS80262CTeebCmQTQIUrrUIg第75頁(yè)/共129頁(yè)5 - 15 在圖P5 - 15 所示電路中， 設(shè)=50, UBE=0.7 V。(1) 估算直流工作點(diǎn)；(2) 求電壓放大倍數(shù)Au、 輸入電阻Ri和輸出電阻Ro；(3) 若射極旁通電容CE開(kāi)路， 試畫(huà)出交流等效電路并重新計(jì)算Au、 Ri和Ro。第76頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-15第77頁(yè)/共129

35、頁(yè)解 (1) ICQ=IBQ=500.02=1 mAUCEQ=121(3.9+2)=6.1 V (2) Ri=470rbe=4701.51.5 kRo=RC=3.9 kmA02. 02514707 . 012BQI655 . 1)9 . 3/9 . 3(50k5 . 11265020026beLioCbbberRUUAIrruQ第78頁(yè)/共129頁(yè)(3) CE開(kāi)路時(shí)的交流等效電路如圖P5-15所示。 k9 . 3k852515 . 1/470)1 (/94. 02515 . 1)9 . 3/9 . 3(50)1 (CoEbeBibeioRRRrRRRrRUUAeeu第79頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5

36、-15第80頁(yè)/共129頁(yè)5 - 16 在圖P5 - 16所示電路中， 設(shè)晶體管的=50, UBE=0.2 V， rbb=300 。(1) 求靜態(tài)工作點(diǎn)；(2) 畫(huà)出小信號(hào)交流等效電路；(3) 求源電壓放大倍數(shù)Aus=Uo/Us。第81頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-16第82頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) UCEQ= 10+1.4(3.3+1.5)=3.3 V (2) 小信號(hào)交流等效電路如圖P5-16所示。mA4 . 15 . 12 . 03 . 22 . 03 . 12 . 0|V3 . 2)10(331010BECBUIIUQQ第83頁(yè)/共129頁(yè)(3) Ri=rbe+(1+)RE=1.25+510.

37、2=11.45 k Ri=RB1RB2Ri=331011.45=4.6 k k25. 14 . 1265130026CbbbeQIrr7 . 745.11) 1 . 5/3 . 3(506 . 06 . 46 . 4iLsiiiosRRRRRUUAu第84頁(yè)/共129頁(yè)圖P 5-16第85頁(yè)/共129頁(yè)5 - 17 圖P5 - 17所示電路可用來(lái)測(cè)量放大器的輸入、 輸出電阻。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí)， 若電壓表V1的讀數(shù)為 50 mV， 而S1打開(kāi)時(shí)， V1的讀數(shù)為100 mV， 試求輸入電阻Ri。當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)， 電壓表V2的讀數(shù)為 1 V， 而S2打開(kāi)時(shí)， V2的讀數(shù)為 2 V， 試求輸出電阻R

38、o。第86頁(yè)/共129頁(yè)解 由S1閉合及打開(kāi)時(shí)電壓表的讀數(shù)得即Ri=1 k同理有解之得Ro=4 k100150iiRR1442oR第87頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-17第88頁(yè)/共129頁(yè)5 - 18 射極輸出器電路如圖P5 - 18 所示。 已知UCC=12 V, RE=4 k, RL=2 k, RB=200 k, RC=50 ， 晶體管采用 3DG6， =50。(1) 計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；(2) 求電壓放大倍數(shù)和輸入、 輸出電阻。第89頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-18第90頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) ICQ=IBQ=500.028=1.4 mAUCEQ=UCCICQ(RC+RE)=121.4(0.

39、05+4)=6.3 VmA028. 04512007 . 012)1 (EBBECCBRRUUIQ第91頁(yè)/共129頁(yè)(2) 22k022. 05113. 1/21/k4 .51)4/2(511 . 1/220)/)(1 (/98. 0)4/2(5113. 1)4/2(51)/)(1 ()/)(1 (k13. 14 . 2265020026beEoLEbeBiLEbeLEioCbbberRRRRrRRRRrRRUUAIrruQ第92頁(yè)/共129頁(yè)5 - 19 在圖P5 - 19所示的電路中， 三極管的=80, rbe=2.2 k。(1) 求放大器的輸入電阻；(2) 分別求從射極輸出時(shí)的Au2和

40、Ro2及從集電極輸出時(shí)的Au1和Ro1。解 (1) Ri=56332.2+813=19 k第93頁(yè)/共129頁(yè)(2) Ro1=RC=3 k99. 03812 . 2381)1 (27k027. 0812 . 2/31/99. 03812 . 2381)1 ()1 (EbeCio11beEo222RrRUUArRRRrRUUAuEbeEiou第94頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-19第95頁(yè)/共129頁(yè)5 - 20 采取自舉措施的射極輸出器如圖P5 - 20 所示， 已知晶體管的UBE=0.7 V, =50, rbb=100 。(1) 求靜態(tài)工作點(diǎn)；(2) 求電壓放大倍數(shù)Au和輸出電阻Ro；(3) 說(shuō)明

41、自舉電容C對(duì)輸入電阻的影響。第96頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-20第97頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) 由晶體管基極看出去的開(kāi)路電壓UCC 和內(nèi)阻RB分別為則UCC =IBQRB+UBE+(1+)IBQRE解得ICQ=IBQ=500.029=1.46 mAUCEQ=121.464=6.2 Vk60100/4330V4 . 81243100100CCBRUmA029. 0451607 . 04 . 8)1 (EBBECCBRRUUIQ第98頁(yè)/共129頁(yè)(2)19019k. 05199. 0/41/99. 0)4/44(5199. 0)4/4(51)1 ()1 (99046. 1265010026beEo

42、LbeLioCbbberRRRrRUUAIrruQ第99頁(yè)/共129頁(yè)(3) 當(dāng)射極動(dòng)態(tài)電阻較大時(shí)， 增大射極輸出器的輸入電阻主要受到偏置電阻的限制。 加了自舉電容C后， 由于射極幾乎跟隨輸入U(xiǎn)i變化， 因而UA也跟隨Ui變化， 即Ui增大， UA也增大； Ui減小， UA亦減小。 這樣大大減小了流過(guò)RB的信號(hào)電流， 從而大大提高了偏置電路的等效輸入電阻。 定量分析如下：uuRRARURUAURUURUI1BiBiiBoiBBo第100頁(yè)/共129頁(yè)即式中Au為射隨器電壓增益， 由于Au十分接近1， 1Au很小， 因而Ri將非常大。 這樣射隨器的輸入電阻為Ri=rbe+(1+)RLRi 對(duì)于本

43、題， 則有uRARIUR1BBiik1029 . 0130/)4/4(519 . 0iR第101頁(yè)/共129頁(yè)5 - 21 在圖P5 - 21所示的共基放大電路中， 晶體管的=50, rbb=50 , RB1=30 k, RB2=15 k，RE=2 k， RC=RL=3 k, UCC=12 V。(1) 計(jì)算放大器的直流工作點(diǎn)；(2) 求放大器的Au、 Ri和Ro。第102頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-21第103頁(yè)/共129頁(yè)解 (1) UCEQ=UCCICQ(RC+RE)=121.65(2+3)=3.75 V (2)mA65. 127 . 04V415301215EBEBCCCB2B1B2BRUU

44、IURRRUQ3k1651838. 0/21/5 .89838. 0)3/3(5083865. 126505026CobeEibeioCbbbeRRrRRrRUUAIrruQ第104頁(yè)/共129頁(yè)5 - 22 電路如圖P5 - 22所示， 這是一個(gè)共基相加電路。 試證明：式中： RL=RCRL。 i3E3Li2E2Li1E1LouRRuRRuRRu第105頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-22第106頁(yè)/共129頁(yè)解 由于, 通常滿足rebRE1， rebRE2， rebRE3根據(jù)疊加定理， 只加ui1時(shí)流入射極的電流Ie1為同理， 加ui2、 ui3時(shí)Ie2、 Ie3發(fā)別為1beberrE1i1ebE

45、3E2E3E2ebE3E2E1i1e1)/(/)/(RurRRRRrRRRUIE3i3e3E2i2e2,RuIRuI第107頁(yè)/共129頁(yè)則流入射極的總電流Ie為而故i3E3Li2E2Li1E1LoLeLeLCoE3i3E2i2E1i1e3e2e1euRRuRRuRRuRIRIRIuRuRuRuIIII第108頁(yè)/共129頁(yè)5-23 已知圖P5-23所示共源放大電路的元器件參數(shù)如下： 在工作點(diǎn)上的管子跨導(dǎo)為gm=1 mS, rds=200 k, R1=300 k, R2=100 k, R3=1 M, R4=10 k, R5=2 k, R6=10 k， 試估算放大器的電壓增益、 輸入電阻和輸出電

46、阻。第109頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-23第110頁(yè)/共129頁(yè) 解 Ri=R3+R1R2=1000+100300=1.075 MRoR4=10 k33. 321110115mLmRgRgAu第111頁(yè)/共129頁(yè)5-24 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路如圖P5-24所示， 已知gm=10 mS， 試求Au、 Ri和Ro。解 該電路為共漏放大器 Ri=RG1RG2=2000500=400 k98. 0)12/12(101)12/12(10)/(1)/(LSmLSmRRgRRgAuk1 . 0101/121/mSogRR第112頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-24第113頁(yè)/共129頁(yè)5 - 25 放大電路如圖P5 - 25 所示。(1) 畫(huà)出交流通路， 說(shuō)明是何種組合放大器；(2) 求電壓放大倍數(shù)Au=Uo/Ui、 輸入電阻Ri和輸出電阻Ro的表達(dá)式。第114頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-25第115頁(yè)/共129頁(yè)圖 P5-25第