放大电路基础及应用解读.docx

放大电路基础及应用解读.docx

《放大电路基础及应用解读.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《放大电路基础及应用解读.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

放大电路基础及应用解读

第2章放大电路基础及应用

1．选择正确答案填空。

（1）有两个放大倍数相同、输人和输出电阻不同的放大电路A和B，对同一个具有内阻的信号源电压进行放大，在负载开路的条件下测得A的输出电压小。

这说明A的（b）。

a．输人电阻大b。

输人电阻小c。

输出电阻大d．输出电阻小

（2）某放大电路在负载开路时的输出电压为4V，接人3K的负载电阻后输出电压降为3V，这说明放大电路的输出电阻为（c）。

a．10kb。

3kc。

lkd．0.5k

2．为了测量交流放大电路的电压放大倍数，需要在放大电路的输入端加进10mV的正弦信号。

问下列几种获取信号的方法是否正确?

为什么?

（1）调整信号发生器的电压幅度，利用信号发生器上的表头指示和衰减倍数产生10mV的正弦电压，然后将它加到放大电路的输入端。

（2）调整信号发生器的电压幅度，利用晶体管毫伏表测量其输出端电压，从而得到10mv信号，然后将它接到放大电路的输入端。

（3）先将尚无输出电压的信号发生器连接到放大电路的输入端，然后由小到大地调节信号源的电压幅度，用晶体管毫伏表测量其大小，使之达到10mV。

解：

2正确

3．在图所示电路中的各个电路是否都能正常放大?

并说明理由。

解：

a不能，无积极偏置电阻，输入交流电压将被短路。

b不能，集电极无静态偏置。

c不能，电源不能保证三极管发射结正偏，集电结。

d不能，Cb将输入交流信号短路。

e不能，N沟道结型管正常放大时静态栅源为负偏压，分压式偏压UGS>0,不能保证放大元件正常偏置。

f不能，N沟道绝缘栅管UGS>0才能正常工作，自偏压电路不能保证电路工作的征程偏置。

4．一个双极型晶体管β=60，组成基本共射放大电路如图所示。

电源电压Vcc=12V。

（1）设Rc=1K，求基极临界饱和电流IBS

（2）设IB=0.15mA，欲使管子饱和，Rc的最小值为多少?

（饱和压降Uc2（sat）忽略不计）

解：

（1）

（2）当IB=0.15mA时，用IBS=IB求Rc

5．分析图所示的电路，选择正确的答案填空。

设电容C1、C2对交流信号的影响可以忽略不计。

（1）在Ui=O时，用直流电压表分别测量管压降UCE和输出电压Uo，设晶体管工作在线性放大区，则测出的两个数值应该（b）。

a．相等b．不等c．近似相等

（2）用示波器观察交流输出波形uo和集电极电压波形uce，则二者应该（a）。

a．相同b．不同c．反相，

（3）输入f=1kHz的正弦电压信号后，用示波器观察uo和ui，二者的波形应该（c）。

a．同相b．相差45c.相差90d.相差180。

6．下列说法是否正确?

对的画√错的画×

（1）晶体管的输入电阻rbe是一个动态电租，故它与静态工作点无关。

（×）

（2）在基本共射放大电路中，为得到较高的输入电阻，在RB固定不变的条件下，晶体管的电流放大系数应该尽可能大些。

（×）

（3）在基本共射放大电路中，若晶体管的β值增大一倍，则电压放大倍数也相应地增大一倍。

（×）

（4）对于基极分压式工作点稳定电路采说，其电压放大倍数也随β的增大而成正比地增大。

（×）

（5）共集放大电路的电压放大倍数总是小于1，故不能用来实现功率放大。

（×）

7．放大电路如图所示，Vcc=12V，Rc=3K，β=100，rbb’=300，C1和C2的容量足够大。

（1）要使静态时UCEQ=6V，RB的阻值大约是多少?

（2）计算空载时的电压放大倍数；

（3）如果输出端带负载RL=3k，试计算此时的电压放大倍数。

（4）如果输入端信号源有1K的内阻，在接有RL=3K的情况下求源电压放大倍数。

解:

（1）UCEQ=VCC–ICQ.RC=VCC–β·IBQ·RC

=VCC–β[（VCC-0.7）/RB]×RC

（2）当RB=600KΩRC=3KΩUCEQ=6V时

rbe=rbb’+（1+β）26mV/IEQ=1.1KΩ

其中rbb’=300Ω，β=100，IEQ=2mA

Au=-β·Rl’/rbe=（-100×3KΩ）/1.1KΩ=-272

（3）当Rl=3KΩ时

Au=-β·Rl’/rbe=（-100×1.5KΩ）/1.1KΩ=-136

（4）当信号源有内阻Rs时，增益计算如下：

Aus=（Uo/Ui）×（Ui/Us）

=Au×Ri/（Ri+Rs）

=-360×1.1/（1.1+1）

=-180

其中Rs=1KΩRi=rbe‖RB≈1.1KΩ

8．放大电路如图（a）所示。

设电容C1、C2、C3对交流可视为短路。

（1）画出直流通路，写出ICQ和UCEQ的表达式；

（2）画出交流通路及简化的微变等效电路；

（3）写出电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的表达式；

（4）若将C3开路，对电路的工作将会产生什么影响?

解：

（1）直流通路如图（b）所示

（2）交流通路与交流微变等效电路如图（c）、（d）所示

（3）Au=Uo/Ui=-β（R2||RL）/rbe

Ri=rbe‖R1

Ro=R2

（4）C3开路时UCEQ将下降，静态工作点向截止区移动。

9．共射放大电路如图所示。

设晶体管的β=30，rbb'=100，Uce（sat）=0.3V

（1）计算工作点Q的数值，并分析此时的最大不失真输出幅度Uom是多大（C1、C2对交流可视为短路）。

（2）若想获得最大的不失真输出幅值，RB约为多大?

（3）在上述情况下所需的Us有效值约为多大？

解：

（1）IBQ=（VCC-UBEQ）/RB=12/420KΩ=30μA

ICQ=βIBQ=30×30Μa=0.9mA

UCEQ=VCC-ICQRC=12–0.9×10KΩ=3V

UOM=3–0.3=2.7V

（2）当UCEQ=VCC/2=6V时，UOM=6V为最大值

由：

UCEQ=VCC-ICQRC=VCC-βVCCRC/RB

故：

RB=βVCCRC/（VCC-UCEQ）=30×12×10KΩ=600KΩ

（3）当UOM=6V时

1）IEQ=ICQ=βIBQ=30×12/600=0.6mA

2）RS=3KΩ

3）Ri=420‖rbe=420‖100Ω=100Ω

4）Au=-β（RC‖RL）/rbe=[30×5.1‖10]KΩ/[100Ω+（1+30）26mV/IEQ]=-1000

5）UOM=Au×Ri/（Ri+Rs）·USM=1000×100/（300+100）×USM=1000USM/300

则：

USM=300UOM/1000=300×6V/1000=1.8V

US=USM/1.4=1.3V

10．图所示为某单管共射放大电路中晶体管的输出特性和直流、交流负载线。

求：

（1）1电源电压Vcc；

（2）静态集电极电流ICO和管压降UCEO；

（3）放大电路的路最大不失真输出正弦电压有效值。

解：

1．VCC是IQ=0时的UCE电压，即VCC=6V

2．ICQ=1mAUCEQ=3V

3．UOM=3VUO=3/1.4=2V

11．在题4图中所示电路中，设Vcc=12V，且ICEO和UCE（sat））都可忽略不计。

RC=1K，β=60

（1）若调整RB使静态工作点的UCEQ=4V，然后输人正弦信号ui并逐渐加大幅度，使输出电压波形出现失真，问首先产生的是什么失真?

（2）如果电压放大倍数Au的值为50，问在输出波形不失真时的最大输入电压峰值uim等于多少？

（3）重新调整RB使UCEQ=6V，并设测得其电压放大倍数的值仍为50，问最大输入信号电压的幅值又是多少?

比题

（2）中增加了还是减小了?

解：

（1）VCC=12V当UCEQ=4V时，静态工作点偏向饱和区，当Ui增加时，显出向饱和失真

（2）当UCEQ=4V时，最大不是正输出电压UOM=4V

当Au=50时UIM=UOM/Au=4/50=80μA

（3）当UCEQ=6V时，最大不是正输出电压UOM=6V

当Au=50时UIM=UOM/Au=6/50=120μA

比题2中输入信号提高了。

12．选择正确的答案填空。

在一个由NPN晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入电压为1kHz、5mV的正弦波时，输出电压波形出现了顶部削平的失真。

（1）这种失真是（b）。

a．饱和失真b．截止失真c．交越失真d频率失真

（2）为了消除失真，应（d）。

a．减小集电极电阻RCb。

改换β小的管子c．增大积极偏置电阻RBd。

减少基极偏置电阻RBe．减小电源电压Vcc

13．选择正确的答案填空。

在由PNP管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz、5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了顶部削平的失真。

（1）这种失真是（a）

a．饱和失真b．截止失真c．交越失真：

d．频率失真

（2）为了消除失真，应（c）。

a．增大集电极电阻RCb．改换大的管子c增大基极偏置电阻RBd．减小基极偏置电阻RBe．减小电源电压Vcc

14．在图分压式工作点稳定电路中，Vcc=12V，RB1=27k，RB2=100K，RE=2.3k，Rc=5.1k，RL=10k。

设UBE=0.7V，β=100,rbb’、ICEO、UCE（sat）均可忽略不计，各电容对交流可视为短路。

（1）试计算静态工作电流ICQ及工作电压UCEQ；

（2）计算小信号时的电压放大倍数、输入电子、输出电阻，确定电路的最大不失真输出电压幅度。

解：

（1）

rbe=（1+β）26mV/IEQ=（100×26mV）/0.8mA=3.3KΩ

（2）Au=-β·RL’/rbe=-100×（5.1‖10）K/3.3K=-103

Ri=RB2‖RB1‖rbe=1/（1/27+1/100+1/3.3）≈3.3K

Ro=Rc=5.1K

最大不真输出电压幅度为6V

15．若在题14图中电路中Vcc=15V，RB1=20K，RB2=60k，RE=2k，Rc=3k，RL=3k，β=60，Rbb’=300，UBE=0．7V。

（1）求静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ；

（2）画出微变等效电路；

（3）求放大电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro；

（4）若信号源具有Rs=600的内阻，求源电压放大倍数。

解：

（1）

（2）微变等放电路如图

（3）Ri=RB2‖RB1‖rbe=20K‖60K‖1.3K=1.3K

其中rbe=300+（1+60）26mV/1.5mA=1.3K

RO=Rc=3K

（4）Aus=Au×Ri/（Ri+Rs）

=-（β·Rl’/rbe）×Ri/（Ri+RS）

=-（60×1.5K）/1.3K×1.3K/（1.3K+600Ω）

=-47

16．在题14图中，设各电容的容抗很小，当输入正弦信号电压Ui时，输出电压Uo的波形出现了顶部削平的失真，问：

（1）这是截止失真还是饱和失真?

（2）为消除失真，RB2的阻值应增大还是减小?

（3）调整RB2后，电压放大倍数将增大还是减小?

解：

（1）截止失真

（2）RB2减小

（3）Au=-β·RL’/rbe=-β·RL’/[rbb’+（1+β）26mV/IEQ]

当RB2减小时，UB将增加将增加，IEQ增加，|Au|将增加

17．图所示电路中，晶体管的β=100，rbb’=100；分别计算工作点Q，电压放大倍数Au，输入、输出电阻Ri和Ro。

解：

（1）

（2）

（3）Ri=RB1‖RB2‖{rbe+（1+β）RE1}

=5.6K‖40K‖2.8K=3.5K

（4）Ro=Rc=5.1K

18．在题17图中，Vcc=12V，RB1=15k，RB2=45k，RC=RL=6K，RE1=200，RE2=2．2k，β=50，rbb’=300，UBE=0．6V。

（1）估算静态工作点；

（2）估算电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro；

（3）若输入信号源具有Rs=1K的内阻，信号源电压Us=10mV，计算输出电压Uo。

解：

（1）

（2）

Ri=RB1‖RB2‖{rbe+（1+β）RE1}

=15K‖45K‖11.5K

=5.7K

Ro=Rc=6K

（3）Aus=Au×Ri/Rs+Ri=-13×5.7K/（5.7K+1K）

=-11

Uo=|Aus|·10mV=11×10mV=110mV

19．选择正确的答案填空。

一个放大电路的对数幅频特性如图所示。

由此可知中频电压放大倍数为（c）（a。

20b．40c．100），上限频率为（b）（a。

〈100kHzb。

=100Kc．〉100kHz）；下限频率为（b）（a。

〈100Hzb．=100Hzc．〉100Hz），当信号频率恰好为上限频率或下限频率时，实际的电压增益为（b）（a。

40dBb．37dBc．3dB）。

20．判断下列说法是否正确（在括号中画√或X）。

（1）阻容耦合放大电路只能放大交流信号，不能放大直流信号（∨）

（2）直接藕合放大电路只能放大直流信号，不能放大交流信号。

（×）

（3）直接耦合放大电路的温漂很小，所以应用很广泛。

（×）

（4）在集成电路中制造大电容很困难，因此阻容藕合方式在线性集成电路中几乎无法采用。

（∨）

21．在多级放大电路中常见的三种耦合方式（a．阻容耦合b。

直接耦合c．变压器耦合）中选择合适者（不止一种）填空。

（1）要求各级静态工作点互不影响，可选用（ac）。

（2）要求能放大直流信号，可选用（b）。

（3）要求能放大交流信号（abc）。

（4）要求电路的温漂小，可选用（ac）。

22．在图所示的两级放大电路中，Vcc=6V，RCl=RC2=RL=3k，RB21=22k，RB22=56k，RE2

=1K，两晶体臂特性相同，β1=β2=50，rbb’1=rbb’2=300，UBE1=UBE2=0.7V。

设UCEQ=3V。

（1）求各级电压放大倍数和总电压放大倍数；

（2）若Rs=500，Us=1．5mV，求Uo是多大?

解：

（1）当UCEQ=3V

IC1Q=（VCC-UCEQ1）/RC1=（6-3）/3=1mA

IE1Q=IC1Q

rbe1=300Ω+（50×26mV）/1mA=1.6K

rbe2=300Ω+（50×26Mv）/1mA=1.6K

Ri2=RB21‖RB22‖rbe2=22‖56‖1.6=1.6K

（2）

（3）Aus=Au×Ri1/Rs+Ri1

=Au×（rb1‖RB1）/（rb1‖RB1+RS）

=1457×（1.6K‖22K）/（1.6K‖22K+500Ω）

=1166

Uo=1166×1.5mV=1.7V

23．在图所示的两极放大电路中，Rs=2k，VCC=+15V，RB11=10K，RBl2=100k，RCl=6

K，RE1=300，RB2=430K，RE2=RL=3K，两个晶体管的β=79，rbe=1k，试计算：

（1）空载电压放大倍；

（2）Us=10mV，RL=3K时的Uo。

解：

（1）Ri1=RB12‖RB11‖rbe=10K‖100K‖1K≈1k

空载：

Ri2=RBi1‖[rbe+（1+β）RE2

=430K‖[1+（1+79）×3K]

=430k‖[1+80×3K]

=154k

有载：

Ri2=RB2‖[rbe+（1+β）（RE2||RL）]

=430k‖[1+80×1.5k]

=430k‖120k

=94k

（2）

其中：

RL1’=RC1‖Ri2=6K‖154K≈6K

有载RL2’=RE2‖Rl=3k‖3k=1.5k

空载RL2’=RE2=3k

则有载时：

Au=﹣474/25×1≈﹣19

空载时：

Au={（﹣79×6K）/[1+（1+79）×300Ω]}×{[（1+79）×3k]/[1+（1+79）×3K]}

=﹣19

Aus=Au×Ri1/（Ri1+Rs）=[﹣19/（1+2）]=﹣6

Uo=Aus×Us=（﹣6×10mV）=﹣60mv

24．选择填空。

（1）差模输入信号与两个输入端信号的（a）有关，共模输入信号与两个输入端信号的（d）有关。

（a．差b．和c．比值d．平均值）

（2）差模放大倍数Ad是（b）之比：

共摸放大倍数Ac是（c）之比。

（a．输出的变化量与输入变化量b．输出差模量与输入差模量c．输出共模量与输入共模量d。

输出真流量与输入直流量）

（3）电路的Ad越大表示（b），Ac越犬表示（a）。

（a温漂越大b．有用信号的放大倍数越大c．抑制温漂能力越强。

）

25．选择填空

（1）差分放大电路是为了（c）（a．稳定放大倍数b．提高输入电阻c．克服温漂d．扩展频带）而设置的，这主要是通过（c）（a．增加一级放大电路b．采取两个输人端c．利用参数对称的对管）来实现的。

（2）从输入和输出的关系来看，差分放大电路可有（4）种连接方式。

（4，5，6，7，8，9）

26．判断下列答案是否正确，在括号中用√或X表示。

（1）组成互补电路的是：

①两个同类型半导体管（X）②两个不同类型半导体管（√）③复合管（X）

（2）作为输出级的互补电路常采用的接法是：

①共射或共源（√）②共集或共漏（X）③共基或共栅（X）

27．图为三个用场效应管和晶体三极管组成的两级放大电路的交流通路。

试分别指出每个电路是由哪两种基本放大形式（组态）组合而成的?

解：

a.共源与共集电极。

b.共漏极与共射极。

c.共源极。

28．判断下列说法是否正确。

正确的在括号中画√，不正确的画X。

（1）功率放大电路的主要作用是向负载提供足够大的功率信号。

（√）

（2）功率放大电路所要研究的问题就是一个输出功率的大小问题。

（×）

（3）顾名思义，功率放大电路有功率放大作用，电压放大电路只有电压放大作用而没有功率放大作用；（×）

（4）由于功率放大电路中的晶体管处于大信号工作状态，所以微变等效电路方法已不再适用。

（√）

（5）在功率放大电路中，输出功率最大时，功放管的功率损耗也最大。

（×）

（6）当甲类功放电路的输出功率为零时，管子的消耗功率最大。

（√）

（7）乙类功放电路在输出功率最大时，管子消耗的功率最大。

（×）

（8）在输入电压为零时，甲乙类推挽功放电路中的电源所消耗的功率是两个管子的静态电流与电源电压的乘积。

（√）

（9）在管子的极限参数中，集电极最大允许耗散功率PcM是集电极最大电流ICM与基极开路时集电极—发射极间反向击穿电庄U（BR）CEO的乘积。

（√）

29．图为OCL电路，已知Vcc=12V，RL=8，ui为正弦电压，求：

（1）在UcE（sat）=0的情况下，负载上可能得到的最大输出功率；

（2）每个管子的管耗PCM至少应为多少?

（3）每个管子的耐压至少应为多少?

解：

工作在乙类状态的OCL的功放

（1）Po（max）=Vcc2/2RL=122/2×8=9W

（2）Pcm=Vcc×Uom/п×RL-Vom2/4RL

=Vcc2/п×RL–Vcc2/4RL

=122/（3.14×8）-122/（4×8）

=5.76-4.5

=1.26W

（3）V（BR）CEO=2Vcc=24V

30．OCL功率放大电路如图所示，其中T1的偏置电路未画出。

若输人为正弦电压，互补管Tl、T3的饱和管压降可以忽略，试选择正确的答案填空：

（1）T2、T3管的工作方式（c）（a．甲类b．乙类c．甲乙类）

（2）电路的最大输出功率为（a）。

（a．

b．

c．

d．

）

31．计算题

1）图（a）所示为一个扩大机的简化电路，RF=20k，试计算下列参数：

（1）该电路的电压放大倍数；

（2）当T1和T2的饱和管压降为1V时，试估算最大输出功率POM

（3）要求T1和T2最小的额定功率为多少?

2）如图（b）电路中，若Vcc=15V，R4=R6=220，R5=R7=0．5，RL=8，T2、T4饱和压降为2V，试求：

（1）T2和T4承受的最大电压Ucem；

（2）输出最大功率Pom。

1）解：

（1）Au=-RF/R1=20K/2K=-10

（2）POMAX=（VCC-1）2/2RL=（10-1）2/（2×8）=5W

（3）PC=0.2POMAX=0.2×5=1W即选择功耗最小为1W的功率管。

2）解：

（1）UCEM=2VCC=2×15=30V

（2）POMAX=（VCC-UCES）2/2RL=（15-2）2/（2×8）=10W

32．图（a）所示是OTL功率放大电路，当输入信号的幅度发生变化时，在什么情况下输出会出现饱和与截止失真?

在什么情况下会出现交越失真?

解：

（1）当输入信号幅度过大时会出现饱和失真；

（2）在输入信号接近零时会出现交越失真。

33．图（b）所示是一种OCL功率放大电路，回答下列问题：

（1）T1和T2、T3各三极管的作用和工作状态?

（2）静态时RL上的电流有多大？

（3）D1和D2的作用?

若有一个二极管方向按反，会出现什么问题?

解:

（1）T1甲类工作状态，放大电压；

（2）T2、T3甲乙类工作状态，放大功率；

（3）静态时RL上的电流近似为零；

（4）D1、D2提供T2、T3静态工作点，如果接反一个管子，此同路将无法提供静态偏压，产生交越失真。