北京交通大学模拟电子技术习题及解答第三章双极型三极管基本放大电路Word文档下载推荐.docx

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11.为了使高阻输出的放大电路（或高阻信号源）与低阻负载（或低阻输入电阻的放大电路）很好地配合，可以在高阻输出的放大电路与负载之间插入________。

a.共射电路b.共集电路c.共基电路d.任何一种组态的电路

12．为了使一个低阻输出的放大电路（或内阻极小的电压源）转变为高阻输出的放大电路（或内阻尽可能大的电流源），可以在低阻输出的放大电路的后面接入_____________。

13.在单级放大电路中，若输入电压为余弦波形，用示波器同时观察输入ui和输出uo的波形。

当为CE电路时，ui和uo的相位_________；

当CC电路时，，ui和uo的相位_________；

当CB电路时，，ui和uo的相位________。

a.同相b.反相c.相差90od.不确定

14.可以放大电压又能放大电流的是_________组态放大电路；

可以放大电压又不能放大电流的是_________组态放大电路；

可以放大电流又不能放大电压的是_________组态放大电路；

能够进行功率放大的是___________组态放大电路。

b.CCc.CBd.任意组态

15.在共射、共集、共基三种基本放大电路组态中，电压放大倍数小于1的是_______组态；

输入电阻最大的是________组态，最小的是________；

输出电阻最大的是________组态，最小的是________。

16.放大电路在低频信号作用下电压放大倍数下降的原因是存在___________电容和_______电容；

而在高频信号作用下的电压放大倍数下降的主要原因是存在_________电容。

a.耦合b.旁路c.三极管极间

17.三极管的特征频率fT点对应的β为_______。

a.β=1b.β=

c.β=d.β=3

18.某三极管的带宽增益积为1MHz。

如果输入信号为单一频率的余弦波，电路能够进行信号放大的最高频率为_________。

a.1MHzb.2MHzc.500kHzd.700kHz

19.某放大电路无耦合电容。

利用单一频率的余弦信号进行测试，测试结果是：

低频增益为AU，提高输入信号频率，频率f1时信号增益为

AU，频率f2时输入信号增益为

AU，频率f3时信号增益为。

电路的通频带宽为__________。

a.f1b.f2c.f3

20为了简化分析过程，分析题3-1图电路的低频特性时，可以忽略_________电容的影响。

分析中频特性时，忽略_________电容的影响。

分析高频特性时，忽略_________电容的影响。

3-1答案

1．d.,d5.d.6.a,a,c,a

a,a,a,a,b

a,a14.a,c,b,d,b,c,c,b

b,c18.a19.a20.c,abc,ab

3-2说明利用三极管组成放大电路的基本原则。

解答：

不论那种组态的放大电路，如果希望能够正常放大信号，必须遵守以下原则。

1．有极性连接正确的直流电源、合理的元件参数，以保证三极管发射结正偏、集电结反偏和合适的静态工作点，使三极管工作在放大区。

2．信号能够从放大电路的输入端加到三极管上，经过三极管放大后，又能传给放大电路的下一级或负载。

3-3题3-3图所示电路中，已知硅型晶体三极管发射结正向导通电压为，β=100，

临界放大饱和时三极管压降（集电极-发射极之间）为。

判断电路中各晶体管的工作状态。

分析：

判断晶体三极管的工作状态并计算各级电流问题的分析方法如下。

方法一：

1．对于NPN管，若UBE<

，则管子截止；

对于PNP管，若UBE>

，或UEB<

则管子截止；

2．若NPN管，UBE>

，PNP管UEB>

，则说明三极管处于放大状态或饱和状态。

对于NPN管，如果假设三极管工作在放大区，计算结果得管子压降UCE>

（设小功率三极管饱和压降为），说明管子确实工作在放大状态。

如果计算结果得管子压降UCE<

，说明管子工作在饱和区。

对于PNP管，如果假设三极管工作在放大区，计算结果得管子压降UEC>

，说明管子确实工作在放大状态。

如果计算结果得管子压降UEC<

方法二：

当确定三极管处于非截止状态时，计算三极管的基极电流IB及饱和电流集电极电流ICMAX（UEC=），如果βIB<

ICMAX，说明电路处于放大状态；

如果βIB>

ICMAX，说明电路处于饱和状态

方法二似乎更为简单。

解：

1．列写输入回路方程，计算基极电流

电路饱和时，集电极电流

所以晶体管处于饱和状态。

2．计算基极电流

所以晶体管处于放大状态。

3．计算基极电流

3-4试画出用PNP、NPN型三极管组成的单管共射放大电路的原理图，标出电源电压的极性，静态工作电流IB、IC的实际方向及静态电压UBE、UCE的实际极性。

用PNP型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图（a）所示。

其中静态工作电流IB、IC的实际方向如图中箭头所示，静态电压UBE<

、UCE<

。

用NPN型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图（b）所示。

其中静态工作电流IB、IC的实际方向如图中箭头所示，静态电压UBE>

、UCE>

3-5电路如图3-5所示。

说明这些电路能否对交流电压信号进行线性放大，为什么？

解决此问题需要进行以下几个方面的判断。

1．判别三极管是否满足发射结正偏、集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。

2．判断有无完善的直流通路。

3．判断有无完善的交流通路。

4．在前三个条件满足的条件下，最后根据电路给出的参数进行计算，根据计算结果判断三极管是否工作在放大区。

但是如果电路没有给出电路参数，该步骤可以省略。

默认电路参数取值合适。

a不能。

没有直流偏置，不能提供合适的静态工作点。

b不能。

电源VCC使发射结反偏，不能提供合适的静态工作点。

c不能。

基极电压VBB使发射结满足正偏条件，但是集电结不是反偏，电路不具备合适的静态工作点。

d不能。

电容使集电极交流接地，从而使输出电压交流部分为零。

e能。

有合适的直流偏置电路，输入能加到三极管上，输出也能够送到负载上。

3-6请画出如题3-6图中放大电路的直流通路。

在画直流通路时，电容开路，电感短路。

题3-6图中的直流通路如题3-6图a所示。

3-7请画出如题3-6图中放大电路的交流通路。

在画交流通路时，直流电源短路，电源内阻近似认为0；

当电容、电感值较大时，近似认为电容短路，电感开路。

题3-6图中的交流通路如题3-7图所示。

3-8已知晶体管的β=50，UBE=，求题3-8图所示电路的工作点。

经过VCC、RC、RB1、UBE到地的回路电压方程为

3-9放大电路如题3-9图所示。

已知VCC=3V，UB=，RC=3kΩ，RB=150kΩ，晶体管VT的输出特性曲线如题3-9图a所示。

试求：

1．放大电路的静态工作点ICQ和UCEQ；

2．若RL=∞，求输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值；

3．若RL=7kΩ，输出最大不失真电压的幅值。

1．放大电路的静态工作点ICQ和UCEQ计算如下。

根据题3-9图所示电路列写直流负载线方程如下：

分别令IC=0，UCE=0，代入直流负载线方程，得到负载线上两个坐标点，M（3，0），N（0，1），连接M、N得到直流负载线。

根据直流通路，得基极静态工作电流为

直流负载线MN与iB=IB=μA的输出特性曲线的交点Q就是静态工作点。

Q点坐标为

2．RL=∞时，输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值的计算。

若RL=∞，交流负载线斜率与直流负载线斜率相同，为

如题3-9图b所示。

输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为

3．若RL=7kΩ，交流负载线斜率为

3-10用图解法确定题3-10图所示放大电路的静态工作点Q。

已知该电路三极管的输出特性如题3-10图a所示，其中VCC=12V。

利用图解法确定放大电路静态工作点Q的步骤如下：

（1）画出放大电路的直流通路。

（2）根据直流通路列出直流负载线方程，在三极管输出特性坐标平面内画直流负载线。

（3）用估算法（或图解法）求出静态工作点IBQ。

（4）查出直流负载线与iB=IBQ的输出特性曲线的交点，该交点就是静态工作点Q。

根据题3-10图所示电路列写直流负载线方程整理如下。

整理得

分别令IC=0，UCE=0，代入直流负载线方程，得到负载线上两个坐标点，M（0,3），N（,0），连接M、N得到直流负载线。

根据直流通路，得

直流负载线MN与iB=IB=37μA的输出特性曲线的交点Q就是静态工作点。

3-11用图解法确定题3-11图电路的静态工作点。

已知电路中三极管的β=100，UBE=（锗管），管子的饱和压降UCES=。

当其它参数不变，仅RC增加时，Q点将如何移动？

为了使三极管不进入饱和状态，RC应该如何选择？

1．估算静态工作点。

根据直流通路，得

所以电路的静态工作点为

2．电路的直流负载线方程为

直流负载线示意图如题3-11图a所示。

当其他参数不变，RC增加时，直流负载线的斜率减小，但此时基极电流IBQ并没有变化，所以静态工作点Q1将向左边移动到Q2，向饱和区方向移动。

为了使三极管不进入饱和区，UCE的最小值为三极管饱和压降，UCE=UCES=，此时

3-12如题3-12图所示放大电路中，已知晶体管的β=100，UBE=－。

1．估算直流工作点ICQ和UCEQ。

2．若偏置电阻RB1、RB2分别开路，试分别估算集电极电位UC值，并说明各自的工作状态；

3．若RB1开路时，要求ICQ=2mA，试确定RB2应该取多大的值。

1．直流工作点ICQ和UCEQ估算。

2．若偏置电阻RB1开路，管子的静态工作电流为

此时三极管的发射结正偏、极点结反偏，管子处于放大状态。

若偏置电阻RB2开路，

此时管子处于截止状态。

3．若RB1开路时，有

3-13在电路如题3-13图中，已知VCC=6V，UBEQ=，RS=500Ω，RC=4kΩ，RB=300kΩ，晶体管VT的hfe=50，rbb’=300Ω。

（1）估算直流工作点ICQ。

（2）画出放大电路的简化h参数等效电路。

（3）估算放大电路的输入电阻和RL=∞时的电压增益AU。

（4）若RL=4kΩ时，求电压增益AU=uO/ui和AUS=uO/uS。

1．估算直流工作点ICQ。

2．放大电路的简化h参数等效电路如题3-13图a。

3．估算放大电路的输入电阻和RL=∞时的电压增益AU。

4．若RL=4kΩ时，电压增益AU和AUS的计算。

3-14电路如题3-14图所示。

已知VCC=12V，RB1=51kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=1kΩ，三极管的rbe=Ω，β=30。

1．电路的静态工作点。

2．画出交流小信号等效电路

3．电压放大倍数。

4．输入电阻和输出电阻。

5．CE开路时的电压放大倍数。

利用戴维南定理进行计算。

基极的电位

基极静态电流

集电极-发射极之间的电压

2．交流小信号等效电路如题3-14图a所示。

3．电压放大倍数的计算

4．输入电阻和输出电阻的计算。

输入电阻

输出电阻

1．CE开路时电压放大倍数的计算。

此时等效电路如题3-14图b所示。

电压放大倍数为

3-15在题3-15图所示放大电路中，已知晶体管的UBE=，β=100，rbb’=100Ω，Rs=200Ω，各电容足够大。

1．画出直流通路；

计算静态工作点。

2．画出交流通路及交流等效电路，计算ri、rO、AU、AUs。

1．直流通路如题3-15图a；

静态工作点计算如下。

2．交流通路及交流等效电路如题3-15图b、题3-15图c所示.。

ri、AU、AUs、rO的计算如下。

3-16如题3-16图所示电路，已知Rs=50Ω，RB1=33KΩ，RB2=10KΩ，RC=1KΩ，RL=1KΩ，晶体管的hie=KΩ，β=50。

1．画出交流通路及简化h参数等效电路。

2．计算ri、AU、AUs、rO。

1．交流通路及简化h参数等效电路如题3-16图a、题3-16图b。

2．ri、AU、AUs、rO计算如下。

3-17已知下列电压传输函数为

试问：

（1）上述各增益函数属于低频、高频，还是高低频增益函数？

（2）各增益函数的中频电压增益AU等于多少？

（3）由各增益函数求下限频率fL和上限fH值是多少？

一般情况下高频截频可近似为最小的高频极点.低频截频可近似为最大的低频极点。

1.将Au整理为做图的标准形式如下：

波特图如题3-17图a所示。

ω

显然增益函数的中频电压增益为100，或40dB。

下限角频率为104rad，或下限频率fL=104/2π=（kHz），上限频率为无穷。

波特图如题3-17b图所示。

显然增益函数的中频电压增益为1000，或60dB。

下限频率为5×

102rad，fL=5×

102/2π=73（kHz），上限频率为无穷。

中频电压增益为1012，或240dB。

下限频率fL=0，上限频率为100rad，fH=100/2π=（Hz）

中频电压增益为10，或20dB。

中频电压增益为105，或100dB。

下限角频率为103rad，下限频率fL=103/2π=159（Hz）。

上限角频率为106rad，上限频率fH=106/2π=159（kHz）。

3-18放大电路如题3-18图a所示。

设晶体管VT的hfe=100，rbb’=100Ω，rb’e=Ω，Cb’e=60PF，Cb’c=4PF，Rs=1kΩ，RB=100kΩ。

它的幅频特性曲线如题3-18图b所示。

（1）确定RC的值。

（2）确定C1的值。

（3）求上限频率fH。

1．根据题3-18图b可知中频增益为40dB。

根据低频小信号模型，通过计算中频增益，获得RC。

2．通常三极管放大电路的耦合电容影响低频增益特性，三极管结电容影响高频增益特性。

电路中有耦合电容C1和C2，由于C2悬空，因此仅根据耦合电容C1和输入电阻可以得到放大电路电压传输函数低频极点，根据已知的下限频率，可以得到C1的值。

3．根据三极管高频信号模型，可以获得高频时电压传输函数，由此得到上限频率。

1．电路中频信号模型如题3-18图c所示，中频时，耦合电容、旁路电容均认为短路。

三极管的结电容Cb’e′和Cce′产生的容抗很大，可以忽略不计，认为电容开路。

中频时，电压增益为

考虑信号源内阻时，电压增益为

2．低频小信号时电路模型如题3-18图d所示。

放大器增益为

3．高频等效电路模型如题3-18图d所示。

利用戴维南等效定理，简化高频等效电路模型如题3-18图e所示。

3-19共集放大电路如题3-19图所示。

设RS=500Ω，RB1=51kΩ，RB2=20kΩ，RE=2kΩ，RL=2kΩ，C1=C2=10μF，晶体管VT的hfe=100，rbb’=80Ω，Cb’c=10μF，fT=200MHz，UBE=，VCC=12V。

1.计算直流工作点ICQ、UCEQ。

2.求中频电压增益，输入电阻和输出电阻。

3.若忽略Cb’c，求上限频率fH，并对引起的误差进行简单的讨论。

1.直流工作点IBQ、ICQ、UCEQ的计算。

2.中频电压增益的计算

3．特征频率fT定义是当|?

|=1时对应的频率。

三极管高频等效电路模型如题3-19图a所示。

高频等效电路如题3-19图b、c所示。

根据高频等效电路，得上限频率为

放大电路的最高截止频率为

，

显然，如果忽略

，最高截止频率的计算结果将比实际值略高。

3-20已知题3-20图所示放大电路，三极管为硅管，电流增益hfe=100。

试问

1．该电路属于什么组态的放大电路？

2．电路的静态工作点是多少？

3．电压放大倍数是多少？

4．输入电阻和输出电阻为多少？

1．题3-20图放大电路是共基组态。

2．静态工作点的计算。

题3-20图放大电路的直流通路如题3-20图a所示。

3．电压增益的计算。

题3-20图放大电路的交流通路如题3-20图b所示,等效电路如题3-20图c所示。

4．输入电阻和输出电阻的计算

3-21已知共基放大电路如题3-21图所示。

已知晶体管VT的hfe=50，rbb’=50Ω，UBEQ=,电路中的电容对交流可视为短路。

1．求静态工作点。

2．画出h参数等效电路；

求中频电压增益ＡU,输入电阻和输出电阻。

题3-21图电路为CB组态放大电路。

在进行低频小信号分析时，可以使用CB组态的h参数模型，也可以使用比较熟悉的CE组态的h参数模型。

1．直流电路如题3-21图a所示。

2．利用CB组态的h参数模型进行交流特性分析。

交流等效电路如题3-21图b所示。

1．静态工作点的计算方法同方法一，略

2．利用CE组态的h参数模型进行交流特性分析。

交流等效电路如题3-21图c所示。

输出电阻