习 题
2.1基本要求
1.熟练掌握三种组态的BJT基本放大电路的构成、工作原理;熟练估算其直流工作点、交流指标。
2.熟悉三种组态的BJT基本放大电路的性能差异。
3.熟练掌握BJT放大电路的模型分析法:会根据BJT的直流模型作静态分析;根据交流小信号模型作动态分析。
4.熟悉图解法。
5.了解射极偏置电路稳定工作点的原理、作电流源的原理以及电流源的应用
2-1 在共射基本放大电路中,适当增大RC,电压放大倍数和输出电阻将有何变化。
A.放大倍数变大,输出电阻变大; B.放大倍数变大,输出电阻不变
C.放大倍数变小,输出电阻变大; D.放大倍数变小,输出电阻变小
解:共射放大电路
,
所以选择a
2-2 电路如图2-35所示,已知VCC=12 V,RC=2 k,晶体管的
,UBE=0.3 V, ICEO=0.1 mA,要求:
(1) 如果欲将IC调到1.5 mA,试计算RB应取多大值?(2) 如果欲将UCE 调到3 V,试问RB应取多大值?
图2-35 题2-2图
解:1)
所以
2)
,
所以
2-3 电路图2-36所示,已知晶体管的
=60,
,
=0.7 V,试求:(1)静态工作点 IB,IC,UCE;(2) 电压放大倍数;(3) 若输入电压
,则输出电压Uo的有效值为多少?
图2-36 题2-3图
解:1)计算电路的静态工作点:
2)对电路进行动态分析
3)
V 所以输出电压的有效值为1800V
1.放大器中的信号是交、直流共存的。交流信号是被放大的量;直流信号的作用是使放大器工作在放大状态,且有合适的静态工作点,以保证不失真地放大交流信号。
2.若要使放大器正常地放大交流信号,必须设置好工作状态及工作点,这首先需要作直流量的计算;若要了解放大器的交流性能,又需要作交流量的计算。而直流量与交流量的计算均可采用模型分析法,并且是分别独立进行的。切不可将两种信号混为一谈。放大器的直流等效电路用于直流量的分析;交流小信号等效电路用于交流量的分析。
3.BJT是非线性器件,不便直接参与电路的计算。一般需将其转换为模型,来代替电路中的三极管。在放大器直流等效电路中,采用BJT的直流放大模型;在放大器交流小信号等效电路中,采用BJT的交流小信号模型。要注意,BJT的交流小信号模型尽管属于交流模型,但其参数却与直流工作点有关,比如:rbe的值是要由静态电流ICQ来决定的。
2-4 分别画出图2-37所示各电路的直流通路与交流通路。
Re
Re
图2-37 题2-4图
解:解:将电容开路即为直流通路
交流通路如下图所示:
2-5 电路见图2-38,晶体管为硅管,元件参数已给出,VCC=12V,VBE=0.7V,
=50。试计算:
(1) 静态工作点。(2) 电压放大倍Au,输入电阻ri,输出电阻ro;(3) 若保持
=50不变,将RL由3.9
变为2
,则电压放大倍数将如何变化?
图2-38 题2-5图
解:1)静态工作点
所以
2)动态分析
3)当负载电阻变为3.9
2-6 电路见图2-39,设VCC=15V,Rb1=60
、Rb2=20
、RC=1
、Re=5
、Rs=600
,电容C1、C2和Ce都足够大,
=60,UBE=0.7V,RL=3
,试求:
(1) 电路的静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ; (2) 电路的电压放大倍数Au,放大电路的输出电阻ri和输出电阻ro; (3) 若信号源具有RS=600
的内阻,求源电压入大倍数Aus。(4) 若电路出现故障,且经测量得知UE=0,UC=VCC。请判明故障的原因。
图 2-39 题2-6图
解:1)静态工作点
所以
2)动态分析 交流未变等效电路如下
(4) UE=0,UC=VCC, 晶体三极管发生了损坏。
2-7 图2-40a为射极输出器,已知晶体管的
=100,UBE=0.6V,信号源内阻Rs=0,试求:
(1) 计算电路的放大倍数,输入电阻,输出电阻。(2) 电路输出波形产生了如图2-40b所示的失真。请问属饱和失真和还是截止失真?消除该种失真最有效的方法是什么?如晶体管改为PNP管,若出现的仍为底部失真,上面的答案又怎样?若把电路的形式改为共发射极(原题为共集电极,共集电极即为射极输出器)放大电路,重新回答上面两个问题。
a) b)
图2-40 题2-7图
解:交流微变等效电路如下:
所以
所以
2)如出现上述失真,是因为静态工作点设置过低,晶体管工作是进入了截至区,出现了截止失真 。应增大
,进而增大
。
3)如晶体管改为PNP管,若出现的仍为底部失真,与上问答案相同。
4)若把电路的形式改为共发射极放大电路,是因为静态工作点设置过高,晶体管工作是进入了饱和区,出现了饱和失真 。应减小
,进而减小
。
2-8 共基放大电路见图2-41,已知
=100,UBE=0.7V,试计算电路的放大倍数,输入电阻,输出电阻。
图2-41 题2-8图
解:直流通路如下图所示,由直流通路确定
,进而确定
。
所以
先画出交流微变等效电路如下图所示:
ro ≈RC=1
2-9 放大电路见图2-42,RC=10k,RE=270,晶体管为硅管,UBE=0.6 V,
=45,试求:
(1) 若要求静态时UCE = 5 V,RB的数值应该调到多少? (2) 试计算电路的放大倍数,输入电阻,输出电阻。
图2-42 题2-9题2-4图
解:解:直流通路如下图所示
对图示直流通路列基尔霍夫电压方程如下;
所以
所以
(2)交流微变等效电路如下图所示
(2)根据基尔霍夫定律有
外加电源法求输出电阻的等效电路如下:
因为
=0 所以
2-10 电路见图2-43,已知晶体管V的β= 50,UBE = 0.7 V,RB1 = 24 k,RB2 =15 k, RC= 2 k,
RE= 2k,RL =10 k,要求:
(1) 估算静态工作点Q;(2) 推导分别自M,N两端输出时的电压放大倍数的表达式;(3) 当
时,近似计算uo1,uo2,,,并画出ui ,uo1,uo2, 的波形。
RB1
RB2
Vcc
图2-43 题2-10图
解:(1)估算静态工作点:
所以
(2)求U01的交流微变等效电路如下图所示
求Uo2的交流微变等效电路如下图所示
(3)
两个电压放大倍数说明 uo1≈-ui,uo2≈ui。波形如下图所示。
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