模擬電路第二章課后習(xí)題答案.doc

第二章 習(xí)題與思考題 題 2-1 試判斷圖 P2-1中各放大電路有無放大作用，簡(jiǎn)單說明理由。解：(a) 無放大作用，不符合“發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏”的外部直流偏置要求；(b) 不能正常放大，三極管發(fā)射結(jié)沒有偏置（正偏）；(c) 無放大作用，三極管集電結(jié)沒有偏置（反偏）；(d) 無放大作用，三極管發(fā)射結(jié)沒有偏置（正偏）；(e) 有放大作用（電壓放大倍數(shù)小于1）；(f) 無放大作用，電容C2使輸出端對(duì)地交流短路，輸出交流電壓信號(hào)為0；(g) 無放大作用，電容Cb使三極管基極對(duì)地交流短路，輸入交流信號(hào)無法加至三極管基極；(h) 不能正常放大，場(chǎng)效應(yīng)管柵源之間無直流偏置；(i) 無放大作用，VGG的極性使場(chǎng)效應(yīng)管不能形成導(dǎo)電溝道。本題的意圖是掌握放大電路的組成原則和放大原理。 題 2-2 試畫出P2-2中各電路的直流通路和交流通路。設(shè)電路中的電容均足夠大，變壓器為理想變壓器。解：本題的意圖是掌握直流通路和交流通路的概念，練習(xí)畫出各種電路的直流通路和交流通路。 題 2-3 在NPN三極管組成的單管共射放大電路中，假設(shè)電路其他參數(shù)不變，分別改變以下某一項(xiàng)參數(shù)時(shí)，試定性說明放大電路的IBQ、ICQ、UCEQ將增大、減小還是不變。 增大Rb；增大VCC；增大。解： 本題的意圖是理解單管共射放大電路中各種參數(shù)變化時(shí)對(duì)Q點(diǎn)的影響。 題 2-4 在圖2.5.2所示NPN三極管組成的分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中，假設(shè)電路其他參數(shù)不變，分別改變以下某一項(xiàng)參數(shù)時(shí)，試定性說明放大電路的IBQ、ICQ、UCEQ、rbe和將增大、減小還是不變。 增大Rb1；增大Rb2；增大Re；增大。解： 本題的意圖是理解分壓式穩(wěn)定Q放大電路中各種參數(shù)變化時(shí)對(duì)Q點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)的影響。 題 2-5 設(shè)圖P2-5中的三極管100,UBEQ=0.6V，VCC12V，Rc3k，Rb=120k。求靜態(tài)工作點(diǎn)處的IBQ、ICQ和UCEQ值。解： 本題的意圖是學(xué)習(xí)運(yùn)用靜態(tài)分析的基本方法求解一個(gè)簡(jiǎn)單的但課堂上并未講過的放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。 題 2-6 已知圖P2-2(a)中：Rb=510k，Rc=10k，RL=1.5k，VCC10V。三極管的輸出特性如圖(b)所示。 試用圖解法求出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，并分析這個(gè)工作點(diǎn)選得是否合適； 在VCC和三極管不變的情況下，為了把三極管的靜態(tài)集電極電壓UCEQ提高到5V左右，可以改變哪些參數(shù)？如何改法？ 在VCC和三極管不變的情況下，為了使ICQ=2mA，UCEQ=2V，應(yīng)改變哪些參數(shù)？改成什么數(shù)值？解： 先由估算法算出IBQ 然后，由式，在輸出特性曲線上畫出直流負(fù)載線，其與橫、縱兩個(gè)坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別未（10V，0）和（0，1mA），直流負(fù)載線與iB=20uA的一條輸出特性曲線的交點(diǎn)Q1即為靜態(tài)工作點(diǎn)。由Q1可得，UCEQ0.5V，ICQ=0.95mA?？梢姡琎1點(diǎn)靠近飽和區(qū)，位置不太合適，容易產(chǎn)生飽和失真。 在VCC和三極管不變的情況下，為了把三極管的靜態(tài)集電極電壓UCEQ提高到5V左右，可以改變的參數(shù)只有Rb和（或）Rc，有以下幾種方法： 1）同時(shí)減小Rb和Rc，如圖中Q2點(diǎn)；2）Rb不變，減小Rc，如圖中Q2點(diǎn)；3）Rc不變，增大Rb，如圖中Q2點(diǎn)；4）同時(shí)增大Rb和Rc，靜態(tài)工作點(diǎn)在圖中Q2點(diǎn)以下。 在VCC和三極管不變的情況下，為了使ICQ=2mA，UCEQ=2V，可以改變的參數(shù)只有Rb和（或）Rc。將iC=ICQ=2mA，uCE=UCEQ=2V的一點(diǎn)與橫坐標(biāo)軸上uCE=10V的一點(diǎn)相連即可得到此時(shí)的直流負(fù)載線，此時(shí)集電極電阻為，由圖可見，Q3點(diǎn)處IBQ=40uA，則，因此，需要減小Rb和Rc為：Rc4k，Rb250k。本題的意圖是訓(xùn)練用圖解法求Q點(diǎn)，并分析電路參數(shù)對(duì)Q點(diǎn)的影響。 題 2-放大電路如圖P2-7(a)所示。試按照給定參數(shù)，在圖P2-7(b)中： 畫出直流負(fù)載線； 定出Q點(diǎn)(設(shè)UBEQ=0.7V)； 畫出交流負(fù)載線。解： 直流負(fù)載線方程為，據(jù)此，過橫、縱兩個(gè)坐標(biāo)軸上兩點(diǎn)（15，0）和（0，5）作一條直線，即為直流負(fù)載線。 由給定電路的直流通路可得：，則iC=ICQ=2.6mA的一條水平直線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)即為Q，由圖可知，UCEQ=7.2V。 ，交流負(fù)載線過Q點(diǎn)且斜率為，如圖所示。本題的意圖是訓(xùn)練用圖解法進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析。 題 2-8在圖P2-7(a)電路中，如輸出電壓波形為 ，試問： 電路產(chǎn)生截止失真還是飽和失真？ 應(yīng)如何調(diào)整電路參數(shù)以消除失真？解： 電路產(chǎn)生飽和失真； 應(yīng)降低Q點(diǎn)，為此可增大Rb2或減小Rb1。本題的意圖是用圖解法分析波形失真。 題 2-9 試作出圖P2-9中所示放大電路的負(fù)載線。已知：Rb=560k，Rc5.1k，R1=R=10k，RL1M，兩個(gè)直流電源均為12V，三極管的輸出特性曲線如圖P2-6(b)所示。解：直流通路中三極管的輸出回路的戴維南等效電路如圖所示，其中，則直流負(fù)載線方程為，分別過輸出特性曲線坐標(biāo)系的橫、縱兩軸上的點(diǎn)（7.2，0）和（0，1.8）作一條直線，即得直流負(fù)載線?？晒浪愠觯瑒t可得靜態(tài)工作點(diǎn)Q如圖所示。本題的意圖是學(xué)習(xí)運(yùn)用圖解的方法畫出集電極回路含有多個(gè)電源的放大電路的負(fù)載線。 題 2-10設(shè)圖P2-10電路中三極管的60,VCC6V，Rc=5k，Rb=530k，RL=5k，試： 估算靜態(tài)工作點(diǎn)； 求rbe值；求出電壓放大倍數(shù)，輸入電阻Ri和輸出電阻R0.解： 1）直流通路 2）估算Q 1）交流通路 2）微變等效電路3）電壓放大倍數(shù)4）輸入電阻5）輸出電阻 本題的意圖是訓(xùn)練估算最基本的單管共射放大電路的Q點(diǎn)，并用微變等效電路法分析其動(dòng)態(tài)。 題 2-11 利用微變等效電路法，計(jì)算圖P2-11(a)電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻及輸出電阻。已知：Rb1=2.5k，Rb2=10k,Rc=2k，Re750，RL=1.5k，RS=0，VCC=15V，三極管的輸出特性曲線如圖(b)所示。解：1）估算Q點(diǎn) 2）在輸出特性曲線上用作圖的方法求 （前述作圖過程中，Q點(diǎn)在iB=20uA輸出特性曲線上）3）求三極管的輸入電阻 4) 微變等效電路5）電壓放大倍數(shù) 6）輸入電阻 7）輸出電阻本題的意圖是運(yùn)用微變等效電路法分析典型的分壓式靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路。 題 2-12 上題中如Rs=10k，則電壓放大倍數(shù)解：本題的意圖是了解信號(hào)源內(nèi)阻對(duì)放大倍數(shù)的影響。 題 2-13 在圖P2-13的放大電路中，設(shè)三極管的100,UBEQ=-0.2V，rbb=200。 估算靜態(tài)時(shí)的IBQ、ICQ和UCEQ； 計(jì)算三極管的rbe值； 求出中頻時(shí)的電壓放大倍數(shù)； 若輸入正弦電壓，輸出電壓波形為 ，試問三極管產(chǎn)生了截止失真還是飽和失真？應(yīng)調(diào)整電路中哪個(gè)參數(shù)(增大還是減小)？ 解： 估算靜態(tài)時(shí)的IBQ、ICQ和UCEQ1）直流通路2）估算Q 計(jì)算三極管的rbe值 求出中頻時(shí)的電壓放大倍數(shù) 1）交流通路2）微變等效電路 3）電壓放大倍數(shù) 4）截止失真，應(yīng)減小Rb。本題的意圖是訓(xùn)練近似估算Q點(diǎn)和rbe的方法，用簡(jiǎn)化h參數(shù)等效電路分析，以及了解PNP三極管放大電路的真波形失真。 題 2-14 在圖P2-14的電路中，設(shè)50,UBEQ=0.6V。 求靜態(tài)工作點(diǎn)； 畫出放大電路的微變等效電路； 求電壓放大倍數(shù)，輸入電阻Ri和輸出電阻R0。解： 1）直流通路 2）計(jì)算Q 1）交流通路 2）微變等效電路 1） 2） 3）三極管基極對(duì)地間的等效電阻 放大電路的輸入電阻 4）放大電路的輸出電阻 本題的意圖是以接有發(fā)射極電阻Re的放大電路為對(duì)象，訓(xùn)練靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的基本方法。 2-15 設(shè)圖P2-15中三極管的100,UBEQ=0.6V,rbb=100，VCC=10V，Rc=3k，RF=200，Rb1=33k，Rb2=100k，負(fù)載電阻RL=3k，電容C1、C2和C0足夠大。 求靜態(tài)工作點(diǎn)； 畫出微變等效電路； 求； 設(shè)Rs=4k，求； 求Ri和Ro。解： 1) 直流通路 2）估算Q 1）交流通路 2）微變等效電路 圖中 本題的意圖是在上題的基礎(chǔ)上考慮兩個(gè)發(fā)射極電阻中有一個(gè)接有旁路電容的情況。 題 2-16 在圖P2-16所示的射極輸出器電路中，設(shè)三極管的100,VCC=12V，Rc=5.6k，Rb=560k。 求靜態(tài)工作點(diǎn)；分別求出當(dāng)RL=和RL=1.2k時(shí)的；分別求出當(dāng)RL=和RL=1.2k時(shí)的Ri；求Ro。 解： 1) 直流通路 2）估算Q 1）交流通路 2）微變等效電路3）4）求RL=時(shí)的 5）求RL=1.2k時(shí)的 由上可見，當(dāng)RL變化時(shí)，對(duì)射極輸出器的電壓放大倍數(shù)影響不大，即射極輸出器具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。6）求RL=時(shí)的Ri 7）求RL=1.2k時(shí)的Ri 可見，當(dāng)輸出端RL變化時(shí)，對(duì)射極輸出器輸入端的Ri也有影響。 不考慮Re時(shí)，而 ，則 考慮Re時(shí)，本題的主要意圖是對(duì)射極輸出器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析的基本訓(xùn)練，并考慮RL變化對(duì)和Ri的影響。 題 2-17 畫出圖P2-17放大電路的微變等效電路，寫出計(jì)算電壓放大倍數(shù)和的表述式，并畫出當(dāng)Rc=Re時(shí)的兩個(gè)輸出電壓u01和u02的波形(與正弦波ui相對(duì)應(yīng))。解：1）交流通路 2）微變等效電路3）求兩個(gè)電壓放大倍數(shù) 4）當(dāng)Rc等于Re時(shí)， ，即 ，uo1、uo2的波形如圖所示。本題的意圖是說明本電路的集電極和發(fā)射極可以輸出兩個(gè)幅值相等，相位相反的信號(hào)。 題 2-18 在圖P2-18所示放大電路中，已知三極管的50，UBEQ=0.6V，rbb=300， 若要求IEQ=2mA，則發(fā)射極電阻Re應(yīng)選多大？ 在所選的Re之下，估算IBQ和UCEQ等于多少？ 估算。解： 1）直流通路2） 1）交流通路 2）微變等效電路3）4）5）而考慮Re時(shí)，6） 本題的意圖是對(duì)共基極放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析進(jìn)行基本訓(xùn)練。 題 2-19 試判斷圖2-19中的各個(gè)放大電路屬于三種基本組態(tài)中的哪一種，或由哪兩種組態(tài)組成的串接級(jí)。解：a）共基組態(tài)；b）共射組態(tài)；c）共集組態(tài)；d）共射組態(tài)；e）共射-共基組態(tài)。 本題的意圖是練習(xí)分析各種電路屬于何種組態(tài) 題 2-20 在圖P2-20(a) 所示的放大電路中，場(chǎng)效應(yīng)管的漏極特性曲線如圖(b)所示，VDD=20V，VGG=2V，Rd=5.1k，Rg=10M。 試用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q； 由特性曲線求出跨導(dǎo)gm； 估算電壓放大倍數(shù)和輸出電阻R0。解： 改電路的直流通路如圖所示，據(jù)此可得直流負(fù)載線方程：在輸出特性曲線上，直流負(fù)載線與uGS=2V的輸出特性曲線的交點(diǎn)即為Q,有圖可得：。 由圖可知： 1）交流通路 2）微變等效電路3）電壓放大倍數(shù) 4）輸出電阻 本題的意圖是訓(xùn)練用圖解法分析最基本的共源極放大電路的Q點(diǎn)和FET的gm，并用微變等效電路法分析電壓放大倍數(shù)和輸出電阻。 題 2-21 在圖P2-21所示的放大電路中，VDD=30V，RD=15k，Rs=1k，RG=20M，Ri=30k， R2=200k，負(fù)載電阻RL=1M，場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)gm=1.5mS。 試估算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻Ri、R0； 如果不接旁路電容CS，則？解：1）交流通路 2）微變等效電路3）電壓放大倍數(shù) 4）輸入電阻 5）輸出電阻 1）交流通路 2）微變等效電路3）電壓放大倍數(shù) 本題的意圖是訓(xùn)練用微變等效電路法分析分壓自偏壓式共源放大電路的，并了解源極旁路電容CS對(duì)的影響。？ 題 2-22 在圖P2-22所示的源極輸出器電路中，已知N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管的開啟電壓UGS(th)=2V，IDO=2mA，VDD=20V，VGG=4V，RS=4.7k，R0=1M。 試估算靜態(tài)工作點(diǎn)； 估算場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)gm； 估算電壓放大倍數(shù)和輸出電阻R0。解： 1）直流通路 2）根據(jù)直流通路可列寫以UGSQ、IDQ為未知量的方程組： 代入已知量，解之得： 前一組解不合理，取第二組結(jié)果?？蛇M(jìn)一步求出： 1）交流通路 2）微變等效電路 3）電壓放大倍數(shù) 4）求輸出電阻 求輸出電阻時(shí)的微變等效電路如圖所示，則本題的意圖的是訓(xùn)練用估算法求源極輸出器的Q點(diǎn)和FET的gm，并用微變等效電路法求和Ro。 題 2-23 假設(shè)在圖P2-23所示的兩極直接耦合放大電路中，VCC=15V， Rb1=360k， Rc1=5.6k， Rc2=2k，Re2=750，兩個(gè)三極管的電流放大系數(shù)為150,230,要求： 估算放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)； 估算總的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻Ri、Ro。解： 1）直流通路 2）估算Q 設(shè)，可算得，暫先假設(shè)，可算得，。可見以上假設(shè)成立。則可算得。 1）交流通路 2）微變等效電路3）4）5）？ 6）本題的意圖是練習(xí)估算直接耦合兩級(jí)放大電路的Q點(diǎn)和。 題 2-24 圖P2-24是由NPN和PNP三極管組成的雙電源直接耦合放大電路，設(shè)三極管的140,220,UBEQ1=|UBEQ2|=0.7V，VCCVEE=12V，Rc1=3.9k，Rs200，Rc2=3.3k，Re2=2k，假設(shè)當(dāng)外加輸入信號(hào)us=0時(shí)輸出電壓uo=0，要求： 估算當(dāng)uo=0時(shí)電路中各處的電流和電壓值； 估算總的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻Ri、Ro。解： 由于,故 1）交流通路2）3） 4）5）本題的意圖是練習(xí)NPN-PNP直接耦合放大電路的估算方法。 題 2-25 設(shè)圖P2-25電路中三極管的均為100,且rbe1=5.6k，rbe2=6.2k。 試估算Ri和Ro； 設(shè)RL=，分別求出當(dāng)RS=0和RS20k時(shí)的； 當(dāng)RS=20k時(shí)，如果去掉的射極輸出器，而將直接加在第二級(jí)的輸入端，此時(shí)試與第問的結(jié)果進(jìn)行比較。 解： 1）當(dāng)RS=0時(shí) 2）當(dāng)RS=20k時(shí) 當(dāng)RS20k時(shí)，如果去掉的射極輸出器，而將直接加在第二級(jí)的輸入端，此時(shí) 與第的結(jié)果相比，此時(shí)的急劇減小，可見當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻較大時(shí)，采用射極輸出器作為輸入級(jí)可避免受到嚴(yán)重?fù)p失。本題的意圖是訓(xùn)練估算多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻，并說明在信號(hào)源內(nèi)阻比較大的情況下，采用射極輸出器作為輸入極的優(yōu)越性。 題 2-26 設(shè)圖P2-26電路中三極管均為100，rbe1=6.2k，rbe21.6k。 試估算Ri和Ro； 分別求出當(dāng)RL和 RL3.6k時(shí)的； 當(dāng)RL=3.6k時(shí)，如果去掉的射極輸出器，將RL直接接在第一級(jí)的輸出端，此時(shí)試與第問的結(jié)果進(jìn)行比較。 解： 不考慮Re2、RL時(shí)， 考慮Re2、RL時(shí)， 當(dāng)RL時(shí) 當(dāng)RL3.6k時(shí) 與第問的結(jié)果進(jìn)行比較，的結(jié)果下降很多。可見當(dāng)負(fù)載電阻較小時(shí)采用射極輸出器作為輸出級(jí)可避免衰減過多。本題的意圖是訓(xùn)練估算多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻，并說明在負(fù)載電阻比較小的情況下，常常采用射極輸出器作為多級(jí)放大器的輸出極以提高帶負(fù)載的能力。 題 2-27 為了測(cè)量放大電路的以下各項(xiàng)性能和指標(biāo)，試問需分別使用哪些?？晒┻x用的儀器有：直流穩(wěn)壓電源、萬用表、正弦波信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表和示波器。