模拟电路第05章放大电路的频率响应题解.docx

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模拟电路第05章放大电路的频率响应题解

第五章放大电路的频率响应

自测题

一、选择正确答案填入空内。

（1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响

应，条件是。

A.输入电压幅值不变，改变频率

B.输入电压频率不变，改变幅值

C.输入电压的幅值与频率同时变化

（2）放大电路在髙频信号作用时放大倍数数值下降的原因是,而

低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是-

A.耦合电容和旁路电容的存在

B.半导体管极间电容和分布电容的存在。

C.半导体管的非线性特性

D.放大电路的静态工作点不合适

（3）当信号频率等于放大电路的几或〃时，放大倍数的值约下降到中

频时的。

A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍

即增益下降—。

A.3dBB.4dBC.5dB

（4）对于单管共射放大电路，当/==.九时，〃。

与S相位关系是_0

A.+45°B.—90°C.-135。

当/=內时，久与S的相位关系是。

A.—45°B.-135°C.-2256

解：

（1）A

（2）B,A（3）BA（4）CC

:

、电路如图T5.2所示。

已知：

Vcc=12V；晶体管的C‘=4pF,

/t=50MHz,心=100Q,0u=80。

试求解：

（1）中频电压放大倍数A,/sm:

（2）C”；

（3）.角和九；

（4）画岀波特图。

图T5.2

解：

（1）静态及动态的分析估算:

九/点十f）

（2）估算CT：

2%（q+g

C厂C,y+（l+gm&）C严1602pF

（3）求解上限.下限截止频率：

J=心〃（心+RJZG25〃（5b+RJq

«567Qx16O2pF=0.908pS

2兀（R、+R）C〜HHZ

（4）在中频段的增益为

201g|心卜45dB

频率特性曲线如解图T5.2所示。

解图T5.2

三、已知某放大电路的波特图如图T5.3所示，填空：

（1）电路的中频电压增益201glA„ml=dB,A“m=

（2）电路的下限频率.仕=Hz,上限频率向=kHz.

（3）电路的电压放大倍数的表达式代=>

20lglJj/dB

图T5.3

解：

（1）20IglAml=60dB,lAml=103

（2）/l=10Hz,fii=104Hz=lOKHz

（3）全频段电压放大倍数表达式：

A=如或±1°"

（1+罟）（1+恚）（1+爲）_（1+召）（1+爲）（1+為）

说明：

该放大电路的中频放大倍数可能为“+S也可能为“一5

填空：

除要求填写表达式的之外，其余各空填入①增大、②基本不变、

③减小。

⑴在空载情况下，下限频率的表达式“2怀

当凡减小时，九将增大：

当带上负载电阻后，仕将不变。

（2）在空载情况下，若b・c间等效电容为C.

当凡为零时，介将增大：

当心减小时，=Icq/Vt将增大，Cf将增大，巾将减小。

（显然Icq增大时rb>=Vt/Ibq减小较少）

5・2已知某电路的波特图如图P5.2所示，试写出代的表达式。

20lgL4j/dB

0

0

-90°

-135°

-180°

-225°

-270°

图P5.2

解：

设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。

因20lglAml=30dB.

5.3已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示，试写出九的表达式。

图P5.3

解：

观察波特图可知，中频电压增益为40dB,即中频放大倍数为一100：

下限截止频率为1Hz和10Hz,上限截止频率为250kHz。

故电路代的表达式为

-100

iio7

（l+^Xl+yXl+jk^）

+10/2

W哈心為）

5.4已知多级CE放大电路的幅频特性如图P5.4所示，试问：

图P5.4

（1）电路的耦合方式？

（2）由几级CE放大电路组成？

（3）/=104Hz时附加相移多少？

当f=105时，附加相移又约为多少？

解：

（1）因为下限截止频率为0,所以电路为直接耦合电路：

（2）因为在髙频段幅频特性为

60dB/十倍频，所以电路为三级CE放大电路:

（3）当/=104Hz时，4=一135°：

当/=105Hz时，0*—270。

。

5-5若某电路的幅频特性如图P5.4所示，试写出儿的表达式，并近似估算该电路的上限频率./»。

解：

代的表达式和上限频率分别为

±103

/；.产"2kHz

1.1V3

5.6已知某电路电压放大倍数

试求解：

（1）A„m=?

/L=?

/h=?

（2）画岀波特图。

解：

（1）变换电压放大倍数的表达式，求出•九./ho

-100・j丄

i=10

”ff

ioJio5

4n.=-100/l=10Hz/H=105Hz

（2）波特图如解图P5.6所示。

5-7已知两级共射放大电路的电压放大倍数

（1）Aum=?

/L=?

/„

（2）画岀波特图。

解：

（1）变换电压放大倍数的表达式，求出4m・九、/IH

心=10’

/l=5Hz/h«104Hz

（2）波特图如解图P5.7所示。

201g|J|/dB

60

-20dB/十倍频

-40dB/十倍频

解谢P5.7

40

、20dB/十倍频

ZI/丽一//II

5.8电路如图P5.8所示。

已知：

晶体管的0、心、6均相等，所有电容

的容量均相等，静态时所有电路中晶体管的发射极电流/EQ均相等。

宦性分析

（1）低频特性最差即下限频率最髙的电路是_:

（2）低频特性最好即下限频率最低的电路是—;

（3）高频特性最差即上限频率最低的电路是‘

5.9在图P5.8（a）所示电路中，若0=100,rbc=IRQ,Cx=C2=Cc=100uF,则下限频率九~?

解：

由于所有电容容量相同，而Ce所在回路等效电阻最小，所以下限频率决定于G所在回路的时间常数。

R=RJ/

5-10在图P5.8（b）所示电路中，若要求G与6所在回路的时间常数相等,且已知rbc=lkQ,则Ci：

C2=?

若G与6所在回路的时间常数均为25ms,则CkCi各为多少？

下限频率九~?

解：

（1）求解Ci：

C2

因为Ci（Rs+RJ=C2（凡+屁），将电阻值代入上式，求出Ci：

C2=5:

L

（2）求解ChC2的容量和下限频率

C9=&2.5pF

-Rc+心

九产九2=」"・4Hz

2jir

/j«l.lv^/LI^10Hz

5.11在图P5.8（a）所示电路中，若Cc突然开路，则中频电压放大倍数心MB、和九各产生什么变化（是增大、减小-还是基本不变）？

为什么？

解：

|4sm|将减小’因为在同样幅值的匕作用下‘|人|将减小‘|人|随之减小，必然减小。

•九减小，因为少了一个影响低频特性的电容。

.巾增大。

因为q会因电压放大倍数数值的减小而大大减小，所以虽然q所在回落的等效电阻有所增大，但时间常数仍会减小很多，故向增大。

Cb，c

Ce未开路前的fw由th决圧：

th=[（Rs+rw）IIrb’c][Cbz+（1+IAmi）Cb’c]

5.12在图P5.8（a）所示电路中，若C】>C“C2>CC90=100,m=

lkQ,欲使九=60Hz,则G应选多少微法？

解：

下限频率决定于Ce所在回路的时间常数，fL>R为G所在

2jiaCc

回路的等效电阻。

R和G的值分别为：

R*〃…、〃J心^20。

C1+01+0

Caa133[xF

Ml

5.13在图P5.8（d）所示电路中，已知晶体管的rbh-=100Q»rbc=lkQ,静态电流/EQ=2mA,C7=800pF；R$=2kQ,/?

b=500kQ,Rc=3・3kQ,C=10uFa

试分別求出电路的內、几，并画出波特图。

解：

（1）求解几

/.=1心1a5.3Hz

不（尺+尺）加火+心

（2）求解內和中频电压放大倍数

rb-c=rbc-rb'b=0.9kQ

=!

a!

u316kHz

/%〃（仏+心〃〈）C加［rb,//（仏+Rs）］Cn

久严严77mA/V

A=一・且・（-？

RJ*一（-？

&）心-76

窗R+Rrhc几L&+氐几L

201g|九m卜37.6dB

其波特图参考解图P5.6c

5.14电路如图P5.14所示，已知Cgs=Cgd=5pF>gm=5mS,

Ci=6=Cs=10uFc

试求g、fL各约为多少，并写出A”,的表达式。

解:

.An.九、的表达式分析如下:

右mm

fL*p1〜9.6Hz

2ji（—//Rs）Csgm

Cgs=Cgs+（I+g„X）CGDa72pF

=!

p——=1」MHz

271（Rx//RJCgs2k/?

xCgs

5.15在图5.4.7（a）所示电路中，已知/?

g=2MQ,心=&=10kQ,C=1011F；场效应管的Cgs=Cgd=4pF,gm=4mS°试画岀电路的波特图，并标出有关数据。

解：

九n=-gnX=-20,201gA

Cgs=Css+（l+^nA）Cgd=88pF几、（J+gc".796业

fti=

«904Hz

5-16已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为

（1）写岀该放大电路的表达式；

（2）求出该电路的.九和九各约为多少;

（3）画出该电路的波特图。

解：

（1）电压放大电路的表达式

（2）九和几分别为：

A«50Hz

丄金一，64.3kHzfH1.1V2105

（3）根据电压放大倍数的表达式可知，中频电压放大倍数为IOS增益为80dBo波特图如解图P5.16所示。

5.17电路如图P5.17所示。

试左性分析下列问题，并简述理由。

（1）哪一个电容决立电路的下限频率:

（2）若「和T?

静态时发射极电流相等，且f和U相等，则哪一级的

上限频率低。

thi=[（Rs」Ri+rbbjIIrb’c]C\

/h主要由耦合处决定•因前级输出电阻大、后级输入端有密勒电容，故较低。

解：

（1）决立电路下限频率的是C“因为它所在回路的等效电阻最小。

（2）因为RJRJR、>RJIR,、©2所在回路的时间常数大于41所在回路的时间常数，所以第二级的上限频率低。

5-18若两级放大电路各级的波特图均如图P5.2所示，试画岀整个电路的

波特图。

=60dB.在折线化幅频特性中，频率小于10Hz时斜率为

+40dB/十倍频，频率大于10'Hz时斜率为一40dB/十倍频。

在折线化相频特波特图如解图