基本放大电路-多级放大-负反馈习题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:13.5习题详解13-1固定偏置放大电路如图13-14(a)所示,图13-14(b)为三极管的输出特性曲线。
试求:(1)用估算法求静态值(2)用作图法求静态值。
图13-14 习题13-1的图解:用估算法可以求出基极电流I BBEBB1212V0.04mA40μA300KV UIR-=≈==Ω根据方程CECCURIV+=12可以得出在输出特性曲线上横轴、纵轴上两点的坐标为:(12V,0mA),(0V, 2.35mA),可画出如图13-15所示的直流负载线,与B40μAI=的特性曲线相交的点为Q点。
由Q点分别向横轴承和纵轴做垂线,可得到1.2mACI=,CE6.2VU=。
13-2 基本共发射极放大电路的静态工作点如图13-16所示,由于电路中的什么参数发生了改变导致静态工作点从Q0分别移动到Q1、Q2、Q3?(提示:电源电压、集电极电阻、基极偏置电阻的变化都会导致静态工作点的改变)。
解:原有静态工作点为Q0点,Q0点移动到Q1点,说明基极电流增大,主要原因是基极偏置电阻减小;Q0点移动到Q2点,U CE减小,则主要原因是集电极电阻增大;Q0点移动到Q3点,I B减小,且U CE减小,主要原因是基极偏置电阻增大或电源电压减小或集电极电阻增大。
图13-16 习题13-2的图13-3 试判断习题13-17图中的各个电路有无放大作用,简单说明理由。
图13-17 习题13-3的图解:三极管电路处于放大状态的条件是:发射结正偏、集电结反偏,交流信号能加进电路。
a有放大作用,满足放大条件;b没有放大作用,不满足发射结正偏、集电结反偏;c没有放大作用,集电结正偏,且交流输入信号被短路;d没有放大作用,电容C1作用是隔直通交,不满足发射结正偏、集电结反偏;e 有放大作用,满足放大条件;f 有放大作用,满足放大条件;13-4.图13-18所示晶体管放大电路,已知12V CC U =,β=40,并设V .U BE 60=。
求: ⑴静态值(CE C B U ,I ,I );(2)画出微变等效电路 (3)求电压放大倍数u A (4)估算输入输出电阻o i r ,r 。
R BR CR L图13-18 习题13-4的图解:(1)静态工作点:B B 12V50μA 240K CC U I R ≈==ΩC B 4050μA 2mA I I β==⨯=E C 2mA I I ≈=CECC C C 12V 2mA 3K 6V UU I R =-=-⨯Ω=(2)交流通路及其微变等效电路如图13-19所示; (3)电压放大倍数:Ω=++=++=733226)401(200)m A (I )m V (26)1(200r E be mAmV βo b L u i be b be (//)'3K //6K 40109r 733C L u R R i R A u i r ββ-ΩΩ===-=-⨯=-Ω(4)输入输出电阻:B be be R //r r 0.73K i B bei i B beu R r r i R r ===≈=Ω+ 03K C r R ≈=Ω13-5共发射极放大电路的输出电压波形如图13-20(a )、(b )、(c )所示。
问: 分别发生了什么失真?该如何改善?解:(a )截止失真,主要原因是静态工作点Q 偏低产生的,解决方法是提高静态工作点,如减小基极偏置电阻(b )饱和失真,主要原因是静态工作点Q 偏高产生的,解决方法是降低静态工作点,如增大基极偏置电阻(c )非线性失真,主要原因是输入信号过大,截止失真、饱和失真同时出现,这两种失真都是由于三极管特性曲线的非线性引起的。
13-6 分压式偏置电路如图13-21所示。
已知: U CC =12 V , R B1=51 k Ω, R B2=10 k Ω, R c =3 k Ω, R E =1 k Ω, β=80, 三极管的发射结压降为0.7 V , 试计算: (1)放大电路的静态工作点I C 和U CE 的数值;(2)将三极管V 替换为β=100的三极管后,静态值I C 和U CE 有何变化? (3)若要求I C =1.8 mA , 应如何调整R B1。
解:(1)放大电路的静态工作点B2B CC B1B21012V 2V 5110R U U R R ==⨯≈++B BEC E E 2V 0.7V1.3mA 1K U U I I R --≈===ΩC B 1.3mA 16μA 80I I β===CE CC C c E e CC C c E ()12V-1.3mA (3k 1k ) 6.8V U U I R I R U I R R =--=-+=⨯Ω+Ω=(2)若β=100,静态I C 和U CE 不会变化, 即 1.3mA C E I I ≈=, 6.8V CE U = (3)若要求I C =1.8 mA ,B BEC E EU U I I R -≈=B BEC E 0.7V 1.8mA 1K 2.5V U U I R =+=+⨯Ω=B2CC B1B2B 10K 12V 10K 38K Ω2.5VR U R R U Ω⨯=-=-Ω=13-7 分压式偏置电路如图13-22所示, 三极管的发射结电压为0.7 V, Ω=300r 'bb , 试求(1)放大电路的静态工作点,(2电压放大倍数。
(3)求输入、 输出电阻, 并画出微变等效电路。
解:(1)放大电路的静态工作点B2B CC B1B22012V 3V 6020R U U R R ==⨯=++B BEC E E 3V 0.7V1.15mA 2K U U I I R --≈===ΩC B 1.15mA 23μA 50I I β===CE CC C c E e CC C c E ()12V-1.15mA (4k 2k ) 5.1V U U I R I R U I R R =--=-+=⨯Ω+Ω=(2)微变等效电路如图13-23所示。
)mA ()mV (26)1(003E be I r β++≈=26300(150)1453 1.453K 1.15++=Ω=Ω '442K 44C L L C L R R R R R ⨯===Ω++R B1R B2R CR ER L+U CC图13-23 微变等效电路'2K 5068.81.453K L U be R A r βΩ=-=-⨯≈-Ω(3) 12//// 1.325K i B B be r R R r =≈Ω 4K o C r R ≈=Ω13-8 射极输出器电路如图13-24所示,三极管的β=80,r b e =1k Ω。
(1)求出静态工作点Q ;(2)分别求出R L =∞和R L =3k Ω时电路的u A 和r i ;(3)求出输出电阻r o 。
解:(1)静态工作点Q :因为U CC =I B R B +U BE +I E R E = I B R B +U BE +(1+β)R E I B =[R B +(1+β)R E ] I B +U BE则CC BE B B E 15V 0.7V32.3μA 1200K (180)3K U U I R (β)R --===++Ω++⨯ΩI C =βI B =2.58mAI E =I B +I C =I B +βI B =(1+β)I B (180)32.3μA 2.62mA =+⨯≈ U CE =U C C -R E I E 15V 3K 2.62mA 7.14V =-Ω⨯≈(2) 当 R L =∞时i B be E L //[(1)(//)]200K //[1K (180)(3K //)]110k r R r R R β=++=ΩΩ++Ω∞≈Ωu be (1)(//)(180)(3K //)0.996(1)(//)1K (180)(3K //)U O E L E L iR R U A r R R ββ••++Ω∞===≈++Ω++Ω∞当R L =3k Ω时i B be E L //[(1)(//)]200K Ω//[1K Ω+(1+80)(3K Ω//3K Ω)]76K Ωr R r R R β=++=≈u be (1)(//)(180)(3K//3K )0.992(1)(//)1K (180)(3K //3K )O E L E L iR R U A r R R U ββ••++ΩΩ===≈++Ω++ΩΩ(3)设s R 与B R 并联后的电阻为'S R'be S o 1K 2K //200K 371180r R r β+Ω+ΩΩ≈=≈Ω++13-9 两级交流放大电路如图13-25所示,已知12V CC U =,两个三极管的β值均为40,''B c BC 600K ,10K ,400K , 5.1K R R R R =Ω=Ω=Ω=Ω,Ω=k 1R L ,试绘出微变等效电路并计算:(1)整个放大电路的输入和输出电阻; (2)总电压放大倍数解:微变等效电路如图13-26所示bI βbI β'图13-26微变等效电路(1)输入电阻和输出电阻计算:CC BE B B 12V 0.7V18.83μA 600K U U I R --===ΩE C B 4018.83μA 0.753mA I I I β≈==⨯=be E26mV200(1)1616r K I β=++=Ω i B be //600K //1.616K 1.6K r R r ==ΩΩ≈Ω Ω='≈k R Ro C1.5 (2)12V 0.7V28.25μA 400CC BE BB U U I R k '--'==='ΩmA A I I I B C E13.125.2840=⨯='='='μβ 26mV200(1)1143beEr I β'=++=Ω' beL C be be BC u u u r R R r r R R A A A ''-⨯''-==)//()////(21ββ代入各参数,得740u A =13-10 为提高放大电路的带负载能力,多级放大电路的末级常采用射极输出器,两级阻容耦合放大电路如图13-27所示。
已知Ω=Ω=Ω=Ω=Ω=k R k R k R k R k R E E C B B 1,1.5,1.5,11,5121121,Ω=k R 'B 1501,Ω=k .R 'E 331,1250,0.7V,12V BE CC U U ββ====。