IB>I0饱和
截止
BB
目录
第15.9.2题
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13
第15.9.3题
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第15章基本放大电路3第15.2节放大电路的静态分析......................3第15.2.3题..............................3第15.3节放大电路的动态分析......................3第15.3.2题..............................3第15.3.3题..............................4第15.3.4题..............................5第15.3.5题..............................6第15.4节静态工作点的稳定........................6第15.4.2题..............................6第15.4.5题..............................7第15.6节射极输出器............................9第15.6.1题..............................9第15.6.2题..............................9第15.7节差分放大电路..........................11第15.7.3题..............................11第15.9节场效晶体管及其放大电路....................13
ListofFigures
1习题15.2.3图.
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3
2习题15.3.3图.
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4
3习题15.3.5图.
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6
4习题15.4.5图.
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8
5习题15.6.1图.
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9
6习题15.6.2图.
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7习题15.7.3图.
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8习题15.9.2图.
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9习题15.9.2图.
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15基本放大电路
15.2放大电路的静态分析
15.2.3
在图1中,若UCC=10V,今要求UCE=5V,IC=2mA,试求RC和RB
的阻值。
设晶体管的β=40。
[解]
图1:
习题15.2.3图
由UCE=UCC−RCIC可求
RC=
UCC−UCE
IC
=10−5Ω=2.5kΩ
2×10−3
IC2
IB≈
=mA=0.05mA
β40
RB≈
UCC
IB
10
=kΩ=200kΩ
0.05
15.3放大电路的动态分析
15.3.2
在习题1图所示的固定偏置放大电路中,UCC=9V,晶体管的β=20,IC=
1mA。
今要求|Au|≤100,试计算RC,RB及UCE。
[解]
IB
RB
≈
≈
rbe
=
|Au|
=
RC
UCE
=
=
15.3.3
IC1
=mA=0.05mA
β20
UCC
IB
9
=kΩ=180kΩ
0.05
26
[200+(20+1)×1.05]Ω=720Ω=0.72kΩ
βRC
rbe
(空载时|Au|最大)
|Au|rbe
β
=100×0.72
20
kΩ=3.6kΩ
UCC−RCIC=(9−3.6×1)V=5.4V
有一放大电路如习题1图所示,其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直
流负载线如图2所示。
试问:
(1)RB,RC,RL各为多少?
(2)不产生失真的最大输入电压UiM为多少?
(3)若不断加大输入电压的幅值,该电路首先出现何种性质的失真?
调节电路中哪个电阻能消除失真?
将阻值调大还是调小?
(4)将电阻RL调大,对交、直流负载线会产生什么影响?
(5)若电路中其他参数不变,只将晶体管换一个β值小一半的管子,这时IB,IC,UCE及|Au|将如何变化?
[解]
图2:
习题15.3.3图由图2可知,静态值为
电源电压为电流放大系数为
IC=2mA,IB=40µA,UCE=5V
UCC=10V
β=IC
IB
2
=
0.04
=50
(1)
RB≈
UCC
IB
10
=kΩ=250kΩ
0.04
RC=
由交流负载线可得
UCC−UCE
IC
=10−5kΩ=2.5kΩ
2
由此得
R
1tanα0=,
0
L
2
=
R
L
8−5
1
L
R0
0
L
=1.5kΩ
R0RCRL
L
RL=
RCR0
=2.5×1.5
kΩ=3.75kΩ
R
L=
C
(2)由图2可知
+RL
RC−R0
2.5−1.5
8−UCEQ=(8−5)V=3VUCEQ−UCES=(5−0.3)V=4.7V
不失真的最大输出电压约为UoM=3V,先求出|Au|后,再求不产生失真的最大输入电压UiM
26(mV)26
I
rbe=200(Ω)+(1+β)
E
=[200+(1+50)(mA)
]Ω=0.86kΩ
×
2
|Au|=
于是
βR0
L
rbe
=50×1.5
0.86
UiM=
=87
UoM
|Au|
3
=V=34.5mV
87
(3)首先产生截止失真,这时可调节RB,减小其阻值以增大IB,将静态工作点Q上移一点。
(4)将RL阻值增大,不影响直流负载线,通过Q点的交流负载线与横轴的α0角将有所减小。
(5)IB不变,IC约减小一半,UCE增大,|Au|将减小一半。
15.3.4
已知某放大电路的输出电阻为3.3kΩ,输出端开路电压的有效值Uo0=2V,试问该放大电路接有负载电阻RL=5.1kΩ时,输出电压将下降到多少?
[解]
r
UoL=
o
或
RL
RL
+RL
r
Eo=
o
5.1
RL
+RL
Uo0
r
UoL=
o
+RL
Uo0=3.3+5.1×2V=1.2V
15.3.5
在图3中,UCC=12V,RC=2kΩ,RE=2kΩ,RB=300kΩ,晶体管的β=
50。
电路有两个输出端。
试求:
(1)电压放大倍数Au1=
出电阻ro1和ro2。
[解]
U˙o1
U˙i
和Au2=
U˙o2
U˙i
;
(2)输
图3:
习题15.3.5图
IB=
UCC−UBE
RB+(1+β)RE
=12−0.6mA=0.028mA
300+(1+50)×2
IE=(1+β)IB=(1+50)×0.028mA=1.43mA
26
rbe=[200+(1+50)×1.43]Ω=1127Ω≈1.13kΩ
从集电极输出:
Au1=
U˙o1
U˙i
r
=−
be
βRC
+(1+β)RE
=−50×2≈−1
1.13+(1+50)×2
ro1≈RC=2kΩ
从发射极输出:
Au2=
U˙o2
U˙i
S
=
rbe
(1+β)RE1
+(1+β)RE≈
ro2≈
rbe+R0
β
rbe
≈β
1130
=
50
S
Ω=22.6Ω
S
式中,R0
=RS//RB,设信号源内阻RS≈0,则R0
≈0。
15.4静态工作点的稳定
15.4.2
在教材图15.4.1所示的分压式偏置放大电路中,已知UCC=24V,RC=
3.3kΩ,RE=1.5kΩ,RB1=33kΩ,RB2=10kΩ,RL=5.1kΩ,β=66,并
设RS≈0。
(1)试求静态值IB,IC和UCE;
(2)画出微变等效电路;(3)计算晶体管的输入电阻rbe;(4)计算电压放大倍数Au;(5)计算放大电路输出端开路时的电压放大倍数,并说明负载电阻RL对电压放大倍数的影响;(6)估算放大电路的输入电阻和输出电阻。
[解]
(1)
VB=
UCC
RB1+RB2
24
RB2=33+10×10V=5.58V
IC≈IE=
VB−UBE
RE
=5.58−0.6mA=3.32mA
1.5
IB≈
IC=
β
3.32
mA=0.05mA
60
UCE=UCC−(RC+RE)IC=[24−(3.3+1.5)×3.32]V=8.06V
(2)
I
26(mV)
rbe=200(Ω)+(1+β)
E
(mA)
(3)
26
=[200+(1+66)×3.32]Ω=0.72kΩ
Au=−β
0
R
L
rbe
=−66×
?
3.3×5.1?
3.3+5.1×
1
0.72
=−183.7
(4)
ur
A=−βRC
be
3.3
=−66×0.72=−302.5
(5)
ri=rbe//RB1//RB2≈rbe=0.72kΩ
ro≈RC=3.3kΩ
15.4.5
设计一单管晶体管放大电路,已知RL=3kΩ。
要求|Au|≥60,ri≥
1kΩ,ro<3kΩ,工作点稳定。
建议选用高频小功率管3GD100,其技术数据见教材附录C,β值可选在50∼100之间。
最后核查静态工作点是否合适。
求得的各电阻值均采用标称值(查教材附录H)。
[解]
图4:
习题15.4.5图
(1)选择放大电路和晶体管要求工作点稳定,可选用分压偏置放大电路(教材图15.4.1),选UCC=
12V;按建议选用晶体管3GD100,设β=50;并设|Au|=60,ri=
1kΩ。
(2)参数计算
beI
由式r≈[200+(1+β)26
E
]Ω≈ri可求
26(1+β)
26×51
IC≈IE≈
|u|r
L
由式A=βR0可求
be
=mA=1.66mA
ri−2001000−200
60×1
L=kΩ=1.2kΩ
50
RCRL
R