第五章 放大电路的频率响应.docx
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第五章放大电路的频率响应
第五章放大电路的频率响应
自
一、选择正确答案填入空内。
测
题
（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）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是
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
，而
（3）当信号频率等于放大电路的fL或fH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f＝fL时，Uo与Ui相位关系是
A.＋45˚B.－90˚C.－135˚
当f＝fH时，Uo与Ui的相位关系是。
A.－45˚B.－135˚C.－225˚
解：
（1）A
（2）B，A（3）BA（4）CC
。
第五章题解－1
二、电路如图T5.2所示。
已知：
VCC＝12V；晶体管的Cμ＝4pF，fT=
50MHz，r'＝100Ω,β0＝80。
试求解：
bb
（1）中频电压放大倍数
（2）Cπ'；
（3）fH和fL；
（4）画出波特图。
Ausm；
图T5.2
解：
（1）静态及动态的分析估算：
VCC−UBEQ
IBQ=
Rb
≈
22.6µA
I
EQ
=+βI
（1）BQ
≈
1.8mA
U
=
−IR
≈3V
CEQVCCCQc
rb'e
=+β
（1）
26mV
IEQ
≈
Ω
1.17k
=+≈
1.27kΩ
rberbb'rb'e
=r∥R
≈
1.27kΩ
Ribe
I
b
g
m
=
EQ≈
UT
Ri
69.2mA/V
⋅rb'e−
≈−
Ausm=+
（
gR
178
RRr
mc
（2）估算Cπ'：
s
i
be
第五章题解－2
f
T
≈
r
β
0
+
C
2π（
β0
b'eCπμ
）
C
π
≈
2π
f
rb'eT
−Cμ≈
214pF
C'
π
=Cπ+（1+g
C
）
mRcμ
≈
1602pF
（3）求解上限、下限截止频率：
R=rb'e∥（rb'b+Rs∥Rb）≈
rb'e
∥
（
rb'b
+R
s
≈Ω
）567
f
H
=
1
'
≈
175kHz
f
L
=
2πRCπ
1
+RC
2π（Rsi）
≈
14Hz
（4）在中频段的增益为
20lgAusm≈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：
第五章题解－3
（1）电路的中频电压增益20lg|
Aum|＝dB，
Aum＝
。
（2）电路的下限频率fL≈Hz，上限频率fH≈kHz.
（3）电路的电压放大倍数的表达式Au＝
图T5.3
解：
（1）60104
（2）1010
（3）
±103
±100jf
。
（1
+
10
+
）（1j
f
4
+
）（1j
f
5
）
或
+
（1j
f
+
）（1j
f
4
+
）（1j
f
5
）
jf
10
10
10
10
10
说明：
该放大电路的中频放大倍数可能为“＋”，也可能为“－”。
第五章题解－4
习
题
5.1在图P5.1所示电路中，已知晶体管的r'、Cμ、Cπ，Ri≈rbe。
bb
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。
图P5.1
fL将
（1）在空载情况下，下限频率的表达式fL＝
；当带上负载电阻后，fL将。
'
（2）在空载情况下，若b-e间等效电容为C，
。
当Rs减小时，
则上限频率的表达
式fH＝
fH将
。
；当Rs为零时，fH将
1
π
；当Rb减小时，gm将
，Cπ'将
，
解:
（1）
2π（R+R
）C
。
①；①。
（2）
π
s
∥
b∥rbe1
1
+R∥RC'
；①；①，①，③。
2[rb'e
（rbb'b
s
）]
π
第五章题解－5
5.2已知某电路的波特图如图P5.2所示，试写出Au的表达式。
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。
Au
≈
−32
或Au
≈
−3.2jf
（1
+
10
+
）（1j
f
5
）
+
（1j
f
+
）（1j
f
5
）
jf
10
10
10
5.3已知某共射放大电路的波特图如图P5.3所示，试写出Au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－100；
下限截止频率为1Hz和10Hz，上限截止频率为250kHz。
故电路A的表达式
为
u
第五章题解－6
A
u
=
（1+
1
jf
）（1+
−100
10
+
）（1j
jf
f
×
5
）
或
A=
+10f2
2.510
u
+
（1+jf）（1j
f
+
）（1j
f
）
10
×
5
2.510
5.4已知某电路的幅频特性如图P5.4所示，试问：
（1）该电路的耦合方式；
（2）该电路由几级放大电路组成；
（3）当f＝104Hz时，附加相移为
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）因为在高频段幅频特性为
－60dB/十倍频，所以电路为三级放大电路；
图P5.4
（3）当f＝104Hz时，φ'＝－135o；当f＝105Hz时，φ'≈－270o。
5.5若某电路的幅频特性如图P5.4所示，试写出A的表达式，并近似估
算该电路的上限频率fH。
解：
Au的表达式和上限频率分别为
±103
f'
u
Au=
+
（1j
f
4
）
3
f
H
≈
H
1.13
≈
5.2kHz
10
第五章题解－7
5.6已知某电路电压放大倍数
−10jf
Au=
+
（1j
f
+
）（1j
f
5
）
试求解：
10
10
（1）
Aum＝？
fL＝？
fH＝?
（2）画出波特图。
解：
（1）变换电压放大倍数的表达式，求出
f
Aum、fL、fH。
A
u
=
−⋅
100j
f
10
f
+
（1j
10
Aum=−100
fL=10Hz
fH=5
10Hz
+
）（1j
10
5
）
（2）波特图如解图P5.6所示。
解图P5.6
5.7已知两级共射放大电路的电压放大倍数
第五章题解－8
Au=
+
f+
⋅f
200j
f
f
1j
1j
5
+
1j
104
×
5
（1）
Aum＝？
fL＝？
fH＝?
2.510
（2）画出波特图。
解：
（1）变换电压放大倍数的表达式，求出
Aum、fL、fH。
A
u
=
+
f
+
3⋅
10j
f
f
5
+
f
（1j
5
）（1j
10
4
）（1j
×
5
）
A
um
=103
2.510
fL=5Hz
f
H
≈
4
10Hz
（2）波特图如解图P5.7所示。
解图P5.7
第五章题解－9
5.8电路如图P5.8所示。
已知：
晶体管的β、r'、Cμ均相等，所有电容
bb
的容量均相等，静态时所有电路中晶体管的发射极电流IEQ均相等。
定性分析
各电路，将结论填入空内。
图P5.8
（1）低频特性最差即下限频率最高的电路是;
（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;
解：
（1）（a）
（2）（c）
（3）（c）
5.9在图P5.8（a）所示电路中，若β＝100，rbe＝1kΩ，C1＝C2＝Ce
＝100μF，则下限频率fL≈?
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Ce所在回路的时间常数。
+R∥
+
rR
=
RR∥
rbes
≈
Rbbe
s
≈20Ω
e
1
1
+β
1
+β
f
L
≈
2πRCe
≈80Hz
第五章题解－10
5.10在图P5.8（b）所示电路中,若要求C1与C2所在回路的时间常数相
等,且已知rbe=1kΩ，则C1:
C2＝?
若C1与C2所在回路的时间常数均为25ms，
则C1、C2各为多少？
下限频率fL≈?
解：
（1）求解C1:
C2
因为C1（Rs＋Ri）＝C2（Rc＋RL）
将电阻值代入上式，求出
C1:
C2＝5:
1。
（2）求解C1、C2的容量和下限频率
τ
1=+
C
R
≈
12.5μF
C
f
Rsi
τ
2=+
RR
cL
=f=
≈
1
2.5μF
≈
6.4Hz
L1L2
τ
2π
fL≈
1.12fL1≈10Hz
5.11在图P5.8（a）所示电路中，若Ce突然开路，则中频电压放大倍数
Ausm、fH和fL各产生什么变化（是增大、减小、还是基本不变）？
为什么？
解：
Ausm将减小，因为在同样幅值的Ui作用下，I&b将减小，I&c随之
减小，Uo必然减小。
fL减小，因为少了一个影响低频特性的电容。
fH增大。
因为Cπ'会因电压放大倍数数值的减小而大大减小，所以虽然C'
π
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fH增大。
5.12在图P5.8（a）所示电路中，若C1＞Ce，C2＞Ce，β＝100，rbe＝
1kΩ，欲使fL＝60Hz，则Ce应选多少微法？
1
解：
下限频率决定于Ce所在回路的时间常数，f≈
L2πRCe
回路的等效电阻。
R和Ce的值分别为：
+R∥+
rR
。
R为Ce所在
=
RR∥rbes
≈
Rbbe
s
≈20Ω
e
1+β
1+β
第五章题解－11
C
e
≈
1
2πRfL
≈
133μF
5.13在图P5.8（d）所示电路中，已知晶体管的rbb'＝100Ω，rbe＝1kΩ，
静态电流IEQ＝2mA，Cπ'＝800pF；Rs＝2kΩ，Rb＝500kΩ，RC＝3.3kΩ，C=10
μF。
试分别求出电路的fH、fL，并画出波特图。
解：
（1）求解fL
f
L
=
2π（
1
+R）
≈
2π（
1
+r
）
≈
5.3Hz
Rsi
Rsbe
（2）求解fH和中频电压放大倍数
=−=
0.9kΩ
rb'erberb'b
f
H
=
2π[
∥（r
1
+R
∥
）]C'
≈
2π[
1
∥（r
+
）]C'
≈
316kHz
IEQ
rb'e
b'b
b
Rsπ
rb'e
b'bRsπ
gm≈
UT
≈77mA/V
R
i
⋅rb'e⋅（−
'
）
rb'e
⋅（−
'
≈−
）76
sm=+
Au
RRr
mL
gR
≈+
Rr
mL
gR
s
20lgAusm≈
i
be
37.6dB
sbe
其波特图参考解图P5.6。
5.14电路如图P5.14所示，已知Cgs＝Cgd＝5pF，gm＝5mS，C1＝C2＝CS
＝10μF。
试求fH、fL各约为多少，并写出Aus的表达式。
图P5.14
第五章题解－12
解：
fH、fL、Aus的表达式分析如下：
R
A
i
sm=+
（−
'
mL
gR
）≈−
'≈
mL
gR
−12.4
u
RR
f
L
≈
2π
s
1
C
i
≈16Hz
C'
=C
Rss
+（1+
'
gRC
≈
f
gs
H
=
gs
1
∥
mL
'
）
gd
≈
72pF
1
'
≈
1.1MHz
A
us
≈
2π（
+
Rs
−
f
）C
Rggs
f
12.4⋅（j
16
+
）
f
2π
C
Rsgs
（1j
16
）（1j
×
1.110
6
）
5.15在图5.4.7（a）所示电路中，已知Rg＝2MΩ，Rd＝RL＝10kΩ，C＝
10μF；场效应管的Cgs＝Cgd＝4pF，gm＝4mS。
试画出电路的波特图，并标
出有关数据。
解：
A
um
=−gR'
mL
=
−20,20lgA
um
≈26dB
C'
=C
+（1+
'
gRC
=
gs
gs
mL
）
gd
88pF
fL
≈
1
+
RRL）C
2π（d
1
≈
0.796Hz
fH=
2π
C
'
≈904Hz
其波特图参考解图P5.6。
Rggs
第五章题解－13
5.16已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为
Au1
=
Uo1
=
+
−25jf
U
i
1j
f+
1j
f
A
u2
=
U
o=
+
4
−2jf
105
U
i2
f+
f
1j501j105
（1）写出该放大电路的表达式；
（2）求出该电路的fL和fH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
−50f2
A&u=AuAu
12
=
+
（1j
f
+
）（1j
f
+
）（1j
f
5
）
2
（2）fL和fH分别为：
fL≈50Hz
4
50
10
1
≈
1
，
f
≈
64.3kHz
f
H
1.12105H
（3）根据电压放大倍数的表达式可知，中频电压放大倍数为104，增益
为80dB。
波特图如解图P5.16所示。
解图P5.16
第五章题解－14
5.17电路如图P5.17所示。
试定性分析下列问题，并简述理由。
（1）哪一个电容决定电路的下限频率；
'
（2）若T1和T2静态时发射极电流相等，且rbb'和Cπ相
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