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模拟电路 第4章习题选讲


R i vi ii rbe (1 )R e rbe R o R e || 1
-
(4):(1)(2)两种情况都是从集电极输出,所 以其相位关系能用图b表示,即将Vs1加于 “-”端,Vs2加于“+”端。
Rc b c T e Re + VS2 (a) (b) b e + c
t
T升高时,一方面导致 解: 对图(a), ICQ 增加,另一方面:
T R t R t || R b2 VBQ R t || R b2 VCC R t || R b2 R b1
θ Rb1 Rc
VCC
VBEQ ( VBQ V EQ ) I BQ I CQ
12V 500kΩ
B S
40kΩ
A
4kΩ
T β=80
C
20kΩ 12V
IC=βIB=80×0.023mA=1.84mA
<3mA S接通C时: BJT的发射结反偏,工作在截 止区,IC≈0
4.3.11 电路如图所示,已知BJT的β=100,VBEQ=-0.7V。(1) 估算电路的Q点;(2)画出简化的H参数小信号等效电路; (3)求电路的电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro;(4) 若Vo中的交流成分出现图题4.3.11b所示的失真现象,问 是截止失真还是饱和失真?为消除此失真,应调整电路 中的哪个元件?如何调整?
(12 0.6)V IB 0.3mA 40K I CS Vcc / R c I BS 0.038mA
IB>IBS,∴BJT工作在饱和区
500kΩ 40kΩ B S C 20kΩ 12V A
4kΩ
T
β=80
Vcc 12V Ic 3mA R c 4K
S接通B时: (12 0.6)V IB 0.023mA 500K IB<IBS, ∴BJT工作在放大区。
图解法步骤:1、在输入特性曲线所在坐标中,画 VCC iB Rb vBE ,即iB f vBE 直流方程 ,得IBQ。 2、在输出特性曲线所在坐标中,画负载线方程
VCE VCC iC RC ,得负载线与iB=IBQ输出特性
曲线的交点,即为Q点,三个要素即可得到。
四、放大电路的动态分析 解法:也有小信号等效电路分析法和图解法两种。 小信号等效电路分析法步骤:1、画出放大电路的 小信号等效电路;2、由工作点参数确定小信号等 效电路中的元件(rbe等)参数值;3、由小信号等 效电路求AV,Ri,RQ; 图解法步骤:
IA IC
IB
根据电流分配关系可 知,A是集电极,B是 Ic 基极,C是发射极。
Ce
Bb
IB
2mA 50 0.04mA
4.2.2 电路如图所示,设BJT的β=80,VBE=0.6V, ICEO、VCES可忽略不计,试分析当开关S分别接通A、B、 C三位置时,BJT各工作在其输出特性曲线的哪个区域, 并求出相应的集电极电流Ic。 12V 解:(1)S接通A时:
300kΩ
Cb1 RS VS
12V 4m A 2k 4V
T
RL
+
VO
-
+
-
(2)简化的H参数小信号等效电路图:
b + RS + Vi -
ib rbe
e
-12V
ic
c Rc RL
+ Vo -
Rb
300kΩ Cb
1
Rc
2kΩ
Cb
2
Rb
T RL
VS
βib
+ V
O
RS VS + -
解:(1)小信号等效电路 如图(b)所示 (2) 先求VBQ和IEQ
VBQ 10k (12V) 2.8V (10 33)k
-12V Rb1 33kΩ + Rb2 10kΩ Re1 200Ω Re2 1.3kΩ Rc 3.3kΩ T
+
VO RL 5.1kΩ -
I EQ
VEQ Re
Vs O t
-12V
Rb 300kΩ Cb1 RS t VS + -
Rc 2kΩ T RL Cb2 + VO -
Vo O
解: (1)估算Q点
I BQ
Vcc VBEQ Rb
40 A
-12V
Rb Rc 2kΩ Cb2
ICQ IBQ 4mA
VCEQ VCC I CQ RC
26mV rbe 200 (1 50) 0.97k 1.73mA
33k || 10k || [0.97k (1 50)1.3k]
R o R c 3.3k
ib
ic c βib e Re1 Rc RL + Vo Ro
+
(b)
RS VS + Vi -
T Rt Rb2
Re
即T升高引起Rt下降使得ICQ下降, 所以,该电路可以稳定Q点。
(a)
对图(b)
一方面如电阻不变:
T I CQ
VCC θ Rb1 Rc
另一方面: T R t R t || R b1
VBQ
R b2 VCC R t || R b1 R b2

(VBQ VBEQ ) Re
RS VS
+
-
(2.8 0.2)V 1.73mA (0.2 1.3)k
(a)
ib
ic c βib e Re1 Rc RL + Vo Ro
+
(b)
RS VS + Vi -
Rb1
Rb2
rbe
b
由工作点求rbe
Ri
R i R b1 || R b2 || [rbe (1 )R e1 ] 4.6k
(1)发射结正偏且集电结反偏,则工作在放大区; (2)发射结、集电结均正偏,则工作在饱和区; (3)发射结、集电结均反偏,则工作在截止区;
三、放大电路的静态分析 解法:有解析法和图解法两种。
解析法步骤:1、画出放大电路的直流通路;2、由 基极回路求IBQ或VBQ(对射极偏置电路);3、求 ICQ和VCEQ,对射极偏置电路,则求 VEQ→IEQ→ICQ→IBQ和VCEQ;
Rb1
Rb2
rbe
b
Ri
(3)求Vo
v o v o vi A vs vs vi vs
(R c || R L ) Ri 7.9 rbe (1 )R e1 R s R i
vo Avs vs 7.9 15mV 118.5mV
4.5.5 电路如图所示,BJT的电流放大系数为β,输入电 阻为rbe,略去了偏置电路。试求下列三种情况下的电 压增益Av,输入电阻Ri和输出电阻Ro;(1)Vs2=0,从集 电极输出;(2)Vs1=0,从集电极输出;(3)Vs2=0,从发 射极输出;并指出(1)(2)两种情况的相位关系能否用图 b来表示?符号“+”表示同相输入端,而符号“-”表示 反向输入端。
掌握通频带、上限截止频率、下限截止频率和由 典型表达式或波特图求通频带和上限截止频率、 下限截止频率。见图4.7.12和图4.7.14。
解:IA=-2mA,IB=-0.04mA可 知IA 、IB的方向与实际方向相 反。即电流IB IA为流入, IC为 流出。 故此BJT为NPN管。
4.1.2 某放大电路中BJT三个电极A、B、C的电流如图 题4.1.2所示,用万用表直流电流档测得IA=-2mA, IB=-0.04mA,IC=+2.04mA,试分析A、B、C中哪个是 基极b、发射极e、集电极c,并说明此管是NPN还是 PNP管,它的 =? A c
i
Re
e ib
βib
ic
c
v o i c R c i b R c
ie rbe+ NhomakorabeaRc
Vo
Ro
-
Rc Vo R Av Vi rbe (1 )R e
rbe Ri = Re + 1+

Ro Rc
(3) Vs2=0, 信号从基极输 入,从发射极 输出属共集电 极电路
由VBQ1=0V得 VEQ1=-0.7V
由VBB=6V得 VEQ2=(6-0.7)V=5.3Vvs 则 VCEQ1=VEQ2-VEQ1=[5.3-(-0.7)]V=6V
+ -
T2
T1 Io 10.2mA -15v Ce
vBB=6v
VCQ2=VCC-ICQ2RC2=(15-10.2×0.47)V≈10.2V VCEQ2=VCQ2-VEQ2=(10.2-5.3)V=4.9V
T Rt Rb2
VBEQ VBQ V EQ I BQ I CQ
Re
(b)
由此可知:T升高引起Rt下降使得ICQ增大,所以两 方面都使得ICQ增大,该电路不能稳定Q点。
4.4.4 在图中所示的放大电路中,设信号源内阻 Rs=600Ω,BJT的β=50。(1)画出该电路的小信号等效 电路;(2)求该电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro;(3)当 Vs=15mV时,求输出电压Vo。
-
(3)求Av、 Ri、 Ro BJT的输入电阻:
26(mV) 26mV rbe rbb' (1 ) 200 (1 100) 857 I EQ (mA) 4mA
Av
(R c || R L )
rbe
155.6
R i R b || rbe 857 R o R c 2k
Vs
该图中BJT为PNP管。BJT 管在负半周失真,是由于 静态工作点过低引起,即 IBQ过小,因此是截止失真。 为消除失真,则要增大 IBQ ,所以应减小Rb
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