單級(jí)放大預(yù)習(xí)思考題及書本上的思考題

1、預(yù)習(xí)思考題：1、 器件資料：上網(wǎng)查詢本實(shí)驗(yàn)所用的三極管9013的數(shù)據(jù)手冊(cè)，畫出三極管封裝示意圖，標(biāo)出每個(gè)管腳的名稱，將相關(guān)參數(shù)值填入下表參數(shù)符號(hào)參數(shù)值參數(shù)意義及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該如何考慮VCBO< 40V發(fā)射極開路時(shí)集電極-基極間的反向擊穿電壓。是集電結(jié)所允許加的最高反向電壓。VCEO< 30V基極開路時(shí)集電極-發(fā)射極間的反向擊穿電壓。此時(shí)集電結(jié)承受反向電壓。VEBO< 5V集電極開路時(shí)發(fā)射極-基極間的反向擊穿電壓。是發(fā)射結(jié)所允許加的最高反向電壓。ICM< 500mA最大集電極電流。使ß值明顯減小的iC 為ICMIEM< - 500 mA最大發(fā)射極電流。使

2、23;值明顯減小的iE 為IEMhFE96 - 246共射直流電流系數(shù)。IC / IBVCE(sat)<0.25V典型0.1V集電極-發(fā)射極飽和壓降VBE<1V 典型0.8V基極-發(fā)射極壓降fT>14MHz特征頻率。使ß值下降到1的信號(hào)頻率稱為特征頻率。所有參數(shù)來(lái)自ETC的TIP9013數(shù)據(jù)手冊(cè)2、 偏置電路圖1-3中偏置電路的名稱是什么，簡(jiǎn)單解釋是如何自動(dòng)調(diào)節(jié)BJT的電流IC以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直流工作點(diǎn)的作用的，如果R1 、R2取得過(guò)大能否再起到穩(wěn)定直流工作點(diǎn)的作用，為什么？答：分壓式射極偏置電路，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的能力，當(dāng)環(huán)境變化或更換晶體管時(shí)，能使Q點(diǎn)保持基本不

3、變，應(yīng)用廣泛。其過(guò)程簡(jiǎn)述為：如果R1 、R2取得過(guò)大，則I1 減小，不能滿足R1R2支路中的電流I1>>IBQ的條件。此時(shí)，UBQ在溫度變化時(shí)無(wú)法保持基本不變，直流工作點(diǎn)穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)失效。3、 電壓增益：(I) 對(duì)于一個(gè)低頻放大器，一般希望電壓增益足夠大，根據(jù)您所學(xué)的理論知識(shí)，分析有哪些方法可以提高電壓增益，分析這些方法各自優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出最佳實(shí)現(xiàn)方案。答：依據(jù)電壓增益計(jì)算公式采用下述方法可以提高電壓增益：² 增大集電極電阻RC和負(fù)載的輸入阻抗RL。缺點(diǎn)：RC太大，受VCC的限制，會(huì)使晶體管進(jìn)入飽和區(qū)，電路將不能正常工作。² Q點(diǎn)適當(dāng)選高，即增大ICQ。缺點(diǎn)：電路耗

4、電大、噪聲高。² 選取高值的三極管² 選用多極放大電路級(jí)聯(lián)形式來(lái)獲取足夠大的電壓增益。一般二級(jí)電路的放大倍數(shù)可達(dá)幾百倍，三級(jí)電路的放大倍數(shù)可達(dá)幾千倍。缺點(diǎn)：電路較復(fù)雜，輸出信號(hào)易產(chǎn)生自激，需采取措施消除。(II) 實(shí)驗(yàn)中測(cè)量電壓增益的時(shí)候用到交流毫伏表，試問(wèn)如果用萬(wàn)用表或示波器可不可以，有什么缺點(diǎn)。答：在頻率低于100KHz時(shí)萬(wàn)用表（指多功能數(shù)字式萬(wàn)用表，且其頻率測(cè)量指標(biāo)在100khz以上）的交流擋和交流毫伏表都可以比較精確得測(cè)量交流電壓，當(dāng)頻率大于100KHz小于1MHz時(shí)，萬(wàn)用表的測(cè)量精度下降，只能采用交流毫伏表測(cè)量，對(duì)于更高頻率的信號(hào)，必須選擇高頻毫伏表測(cè)量。而示波器

5、測(cè)量的電壓得精度一般比毫伏表低一個(gè)數(shù)量級(jí)，無(wú)法在需要精確測(cè)量電壓值的時(shí)候使用。4、 輸入阻抗：(I) 放大器的輸入電阻Ri反映了放大器本身消耗輸人信號(hào)源功率的大小，設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻為RS，試畫出圖1-3中放大電路的輸入等效電路圖，回答下面的連線題，并做簡(jiǎn)單解釋。答：放大電路的輸入等效電路圖如右圖，圖中RS為信號(hào)源內(nèi)阻。信號(hào)源VS、放大電路輸入阻抗 Ri 、信號(hào)源內(nèi)阻RS串連成回路，計(jì)算可得： （1） （2）（3）（4）² 非理想信號(hào)源輸出的VS和RS固定，輸出功率有限，即VS×I為常量² 根據(jù)公式（1），Ri << RS，輸出電流I增加² 根據(jù)公

6、式（2），Ri >> RS，加在Ri上的電壓增加² 根據(jù)公式（4），Ri RS，加在Ri上的功率最大(II) 教材圖1-4是實(shí)際工程中測(cè)量放大器輸入阻抗的原理圖，試根據(jù)該圖簡(jiǎn)單分析為什么串接電阻RS的取值不能太大也不能太小。答：如果串聯(lián)電阻RS過(guò)大信號(hào)Vi值將很小，電壓表測(cè)量小信號(hào)的時(shí)候由于噪聲干擾等原因測(cè)量精度下降，測(cè)量誤差增加，RS過(guò)小則信號(hào)Vi值將很大，由于電壓表分辨率有限，同樣會(huì)引入較大誤差。(III) 對(duì)于小信號(hào)放大器來(lái)說(shuō)一般希望輸入阻抗足夠高，根據(jù)您所學(xué)的理論知識(shí)，分析有哪些方法可以提高圖1-3中放大電路的輸入阻抗。答：依據(jù)交流輸入阻抗計(jì)算公式采用下述方法可以

7、提高輸入阻抗：² 增大R1 、R2值，同時(shí)保證滿足R1R2支路中的電流I1>>IBQ的條件。² 選高ß值的三極管。² 在保證輸出信號(hào)不失真的情況下，降低靜態(tài)工作點(diǎn)。5、 輸出阻抗：(I) 放大器輸出電阻RO的大小反映了它帶負(fù)載的能力，試分析圖1-3中放大電路的輸出阻抗受那些參數(shù)的影響，設(shè)負(fù)載為RL，畫出輸出等效電路圖，回答下面的連線題，并做簡(jiǎn)單解釋。答：放大器輸出阻抗。輸出等效電路圖參見右圖。連線題分析可參看輸入阻抗預(yù)習(xí)題（I）的分析，其中放大器輸出電壓VO視為信號(hào)源VS，放大電路輸出阻抗 R0 視為信號(hào)源內(nèi)阻RS，負(fù)載RL視為輸入阻抗Ri(

8、II) 教材圖1-5是實(shí)際工程中測(cè)量放大器輸出阻抗的原理圖，試根據(jù)該圖簡(jiǎn)單分析為什么電阻RL的取值不能太大也不能太小。答：可參看輸入阻抗預(yù)習(xí)題(II)的分析。(III) 對(duì)于小信號(hào)放大器來(lái)說(shuō)一般希望輸出阻抗足夠小，根據(jù)您所學(xué)的理論知識(shí)，分析有哪些方法可以減小圖1-3中放大電路的輸出阻抗。答：設(shè)計(jì)RC值較小的放大電路。6、 計(jì)算圖1-3中各元件參數(shù)的理論值，其中已知：VCC=15V，Vi=5mV，RL=3K，RS=50（信號(hào)源內(nèi)阻）， T為9013指標(biāo)要求：AV>50，Ri>1 K，RO<3K，fL<100Hz，fH>100kHz（IC取2mA）設(shè)計(jì)過(guò)程：本實(shí)驗(yàn)所用

9、三極管9013是硅管，=1601）對(duì)于圖1-3中的偏置電路，只有R2支路中的電流I1>>IBQ時(shí)，才能保證VBQ恒定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用，因此為了滿足工作點(diǎn)需求，?。篒1=25IBQ 2）為了提高電路的穩(wěn)定性，一般要求VBQ>>VBE，工程中一般取VBQ=(510)VBE，即VBQ=(35)V，這里取VBQ=3V； 3）電路的靜態(tài)工作點(diǎn)電流 ，由于是小信號(hào)放大，所以ICQ一般取0.52mA，這里取2mA； 4）計(jì)算R1和R2的值：，取R2=10K 5） 符合設(shè)計(jì)要求符合設(shè)計(jì)要求6）計(jì)算RE的值，取RE=1K7）計(jì)算RC的值 RCRL=3K8）按常規(guī)取 C1=C2 =

10、 47 uF ； CE = 100uF根據(jù)以上設(shè)計(jì)過(guò)程，圖1-3中各元件參數(shù)如下：RW = 100K R1 = 10K R2= 10K RC= 3K RE = 1K C1 = 47u C2 = 47u CE = 100u 思考題1、 如將實(shí)驗(yàn)電路中的NPN管換為PNP管，試問(wèn)：這時(shí)電路要作哪些改動(dòng)才能正常工作？經(jīng)過(guò)正確改動(dòng)后的電路其飽和失真和截止失真波形是否和原來(lái)相同？為什么？答：（1）將+Vcc改為-Vcc，C1、C2、Ce反接。（2）這時(shí)底部失真為截止失真，頂部失真為飽和失真（與NPN管相反），輸入輸出波形仍為反相。即IBQ下降，ICQ也下降，|VCE|上升，當(dāng)IBQ上升，ICQ上升，|V

11、CE|下降。2、 圖1-3電路中上偏置串接R1起什么作用？答：偏置電路中串接R1'是防止調(diào)整Rw為零電阻時(shí)，IB上升,發(fā)射結(jié)電流過(guò)大損壞PN結(jié)。3、在實(shí)驗(yàn)電路中，如果電容器C2漏電嚴(yán)重，試問(wèn)當(dāng)接上RL后，會(huì)對(duì)放大器性能產(chǎn)生哪些影響？答：如果電容C2漏電嚴(yán)重，當(dāng)接上RL后，電路的靜態(tài)工作點(diǎn)ICQ、VCEQ將受到影響，輸出電壓Vo由于漏電電阻的分壓作用而使Vo下降。4、 級(jí)偏置電路中的分壓電阻R1、R2若取得過(guò)小，將對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)（如Ri及fL）產(chǎn)生什么影響？答：射極偏置電路中的分壓電阻R1、R2若取值過(guò)小，將對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)Ri、fL產(chǎn)生以下影響：因?yàn)镽i=R1/R2/RBE，

12、當(dāng)R1、R2過(guò)小時(shí)，Ri下降。因?yàn)樵O(shè)計(jì)電路時(shí)C1=（510）/（2fLRi），所以Ri下降，fL上升。5、 圖1-3電路中的輸入電容C1、輸出電容C2及射級(jí)旁路電容CE的電容量選擇應(yīng)考慮哪些因素？答：輸入電容C1的選取方法（采用有效回路時(shí)間常數(shù)法）時(shí)間常數(shù)L=(Rs+Ri)*C1,其中Ri=Rb/rbe同樣C2的選取方法：C2=(510)/2fL(rce/Rc+RL)(510)/2fL(Rc+RL)CE的選取方法：CE=(13)*(1+)/2fL(Rs/R1/R2+rbe)6、圖1-3放大電路的fH、fL與哪些參數(shù)有關(guān)？答：由上題可知fL與“有效回路時(shí)間常數(shù)”有關(guān)，即fL=1/2(Rs+Ri)C1。由混合參數(shù)型等效電路可知C1、C2看作短路，C'的容抗可與rb'e相比擬，C'將不再看作開路，則fH=1/2R'C',R'是從電容C'兩端向左看過(guò)去的視在電阻。R'=rb'e/(rbb'+Rs') Rs'=Rs/Rb可見fH與R'、C'有關(guān)，因?yàn)镃'與ICQ、fT有關(guān)，可選擇fT高的管子，降低ICQ，fH與中頻放大倍數(shù)是矛盾的。7. 圖1-3放大電路