《模擬電子技術(shù)》(第3版)課件與教案第2章

1、第2章三極管及其基本放大電路Rs= 600 , Vs=2.1放大電路示意框圖如圖E2.1所示，電流、電壓均為正弦波，已知f L= 1000Hz, f H =R;輸出電阻20mV, Vi = 10mV, RL=2k , Vo=2V,當(dāng) Rl 開路時，測得 V。/= 2.6V500kHz。試求該放大電路的電壓、電流、功率放大倍數(shù)及其分貝數(shù)；輸入電阻Ro;通帶寬度BW。Rio+*-c-秋大巾出%。解：如圖E2.1道 Vi所示，有2000 ccc20010圖 E2.2Av (dB)A kAi Ii=20lg | Av | =Vo/Rl(Vs V)/R201g200dB =46dB2/2 60 (20

2、10)/600Ai (dB)Po=20lg |VoIo ViIiAi131010 360(1)- 12000Ap(dB)=101g| Ap | = 20lg12000dB RiVi10600Ii 1/60 TOC o 1-5 h z Vo2.6Ro ( 1)Rl (1) 2K0.6KVo2BW=fH-fL= ( 500 1) kHz = 499kHz2.2 在路測量，測得小功率硅三極管各引腳的電位如圖E2.2所示，試判斷其工作狀態(tài),并判斷有哪幾只已損壞。圖 E2.2解：如圖E2.2所示VCVBVE, VBE=VBE(on) = 0.7V,發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管(硅 NPN型小功率管）工

3、作在放大狀態(tài)。VbVVe, VcVb,發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均反偏，三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)。（c）VCVb Ve, VBE VBE（on） = 0.7V ,三極管已損壞（發(fā)射結(jié)開路）。VeVbVc, VBE = VBE（on） = 0.7V,發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管（硅 PNP 型小功率管）工作在放大狀態(tài)。VB Ve, VbE = VBE（on） = 0.7V , Vb Vc,發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏，三極管工作在飽和 狀態(tài)。2.3 在圖E2.3所示各電路中，哪些電路能正常放大？哪些不能正常放大？為什么？如 何改正，以使其可能正常放大？解：圖題（a）不能正常放大，因 Rb=0, 一是三極管不能正常工作

4、，二是輸入信號 v被 短路。應(yīng)接入適當(dāng)大小的 Rb,才可能正常放大。圖題（b）不能正常放大，因Rc=0, 一是三極管不能正常工作， 二是輸出信號vo被短路。 應(yīng)接入適當(dāng)大小的 Rc,才可能正常放大。圖題（c）不能正常放大，一是 Rc=0,三極管不能正常工作、輸出信號vo被短路；二是Ci接入的位置不對，三極管基極的直流通路被隔斷，三極管不能正常工作。應(yīng)接入適當(dāng)大小 的Rc和正確接入耦合電容 Ci,才可能正常放大。圖題（d）不能正常放大，一是 Vcc的極性接反；二是沒有接入輸入、輸出耦合電容。應(yīng) 改變Vcc的接入極性并接入輸入、輸出耦合電容，才可能正常放大。在路測量，測得放大電路中的四個三極管各引

5、腳的電位如圖E2.4所示，試判斷這四個三極管的引腳（e、b、c）,它們是NPN型還是PNP型，是硅管還是錯管。解：放大電路中三極管的各電極在路電位，如圖 E2.4所示V3ViV2, Vi2= (3.5 2.8) V = 0.7V,腳為 c,腳為 b,腳為 e；是 NPN 型小功率硅管。V3V2Vi, V2i= (3 2.8) V=0.2V;腳為 c,腳為 b,腳為 e；是 NPN 型 小功率錯管。V1VV2VV3, V23= (11.312) V = 0.7V;腳為 c,腳為 b,腳為 e；是 PNP 型小功率硅管。ViV2V3, V2i= (11.812) V = 0.2V;腳為 e,腳為

6、b,腳為 c；是 PNP 型的小功率錯管。2.5 測得放大電路中的三極管各引腳的電流如圖E2.5所示，試判斷三極管的弓I腳(e、b、c),它們是NPN型還是PNP型，電流放大系數(shù) B為多少？圖 E2. 5解：放大電路中的三極管的各電極在路電流，如圖 E2.5所示11=12+13, |2|3, |2、I3流入三極管，|1流出三極管，腳為 e,腳為c,腳 為b;是NPN型小功率管；I 50Ib0.0413=|1+|2, |2|1, |1、|2流出三極管，|3流入三極管；腳為 b,腳為c,腳為 e；是PNP型小功率管；三極管電路如圖E2.6 所示，設(shè) T 的 VBE(on) = 0.7V , VCE

7、S=0.3V, B =50, D 的 VD(on)=0.7V,試分析、判斷 T的工作區(qū)域。解：三極管電路如圖 E2.6所示(a)若T工作在放大或飽和區(qū)，則:Vb= VBE(on)+VD(on) W 1V ,Vc VCES+ VD(on)所以，T不可能工作在放大或飽和區(qū); 若T工作在截止區(qū)，則Vb V VBE(on) + VD(on)所以，T可能工作在截止區(qū)。但，也不排除 T已損壞的可能:(1)若三極管若三極管T的發(fā)射結(jié)開路，Vb由外電路設(shè)置為+ 1V , Vc= + 5V ;T的發(fā)射結(jié)短路、集電結(jié)開路(此種情況較少)，則Vb =VD(on) +0.3 V= (0.7+0.3) V = +1V,

8、 VcT5V。(b)三極管 T 開始工作前，Vbe =6V VBE(on)= 0.7V, Vcb= (12 6) V= 6V0,即，Vc Vb Ve,所以T可能工作在放大或飽和區(qū)若工作在放大區(qū),I CSIbIbs=小。圖示電路中I BS6 VBE(on).-mA2012 VCESCSmA6 0.7 mA 0.265mA2012 0.3 mA 0.078mA3 50顯然，I B I BS ,所以,T工作在飽和區(qū)。三極管電路如圖E2.7所示, 路白Ib、Ic、Vce,并分析、判斷設(shè) T 的 VBE(on) = 0.7V , Vces=0.3V, 3 = 100,T的工作狀態(tài)。試求出各電解:(a)4

9、-12 vQ心6 AX)I kIbs,所以T工作于飽和狀態(tài)Vc= Vce= VcesIC I CS12V Vces12 0.3 mA 3.9 mA3(c)三極管T開始工作前,Vbe=0,所以，三極管 T工作于截止?fàn)顟B(tài)，有I B= IC= 0Vc= Vce= 5V2.8 某三極管的Pcm= 100mW, Icm = 20mA , V(br)ceo = 15V ,試問若設(shè)置其在下列幾種情況下，哪種設(shè)置是正確的，哪種是不正確的，為什么？ (1) Vce=3V, Ic= 100mA ;Vce=2V, Ic = 40mA; (3) Vce= 20V, Ic = 4mA。解：依三極管極限參數(shù)定義，有所謂三

10、極管工作安全區(qū)：PCM=iCVCE, ICM , V(BR)CEOPcM = icvcE= (100X3) mW= 300mWPcM= 100mW,在安全區(qū)外，故設(shè)置不正 確；Ic = 40mA ICM = 20mA ,在安全區(qū)外，故設(shè)置不正確；PcM = icvcE= 4 4 20) mW = 80mW V(br)ceo = 15V ,在 安全區(qū)外，故設(shè)置不正確。試畫出圖E2.9所示各電路的直流通路和交流通路。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。(ci圖 E2.9解：圖E2.9所示電路的直流通路和交流通路如圖E2.9.1所示圖 E2.9.10三極管電路如圖 E2.10所示，試用 Multi

11、sim 仿真軟件按表 E2.10的要求，求取當(dāng)Rb、Rc為不同量值時的 Vbe、Vbc、IB、IC、IE、VCE和B參數(shù)，并將測量數(shù)據(jù)填入表E2.10中。分析測量數(shù)據(jù)，驗證Ib、Ic、Ie間的關(guān)系；驗證三極管處于截止、放大、飽和狀態(tài)時的偏置條件；驗證三極管處于截止、放大、飽和狀態(tài)時的外電路特點。圖 E2.10表 E2.10量條件參數(shù) Rc = 1kRcRb(=Rb1+ Rp) /KRb(=Rb1+ Rp)/K11090705030101109070503010VBE/mVVbc/VIB/mAIc/mAlE/mAVce/v研究、分析：依表E2.10要求，將仿真測量相關(guān)數(shù)據(jù)填入中，比較、分析表 E

12、2.10的仿 真測量數(shù)據(jù)可知：(1)不論Rb和Rc如何變化，始終有Ie=Ib+Ic。(2)當(dāng)vbeVb、Ib=0,三極管T工作在截止區(qū)時，IcW0,有穿透電流Iceo 存在，但數(shù)值較??；當(dāng) Vbe0.69V, VcVVb、VceVbVe、Vbe0.688V、Vce0.39V,三極管T工作在放大區(qū) 時，Ic受Ib的控制，Ic= B Ib,但B不是常量，只不過在小信號時，數(shù)值的變化不大。(3)三極管T工作在放大狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)壓降Vbe不是一個常量，有一個Ib,就有一個對應(yīng)的Vbe,或者說，有一個 Vbe,就有一個對應(yīng)的Ib,只不過Vbe數(shù)值的變化范圍不大；有 一個Ib就有一個對應(yīng)的Ic、一個對應(yīng)的

13、Vce,或者說，在放大電路中，Ic、Vce受到Ib的控制。(4)當(dāng)Vbe W時，不論Rc為何值，三極管 T都工作在截止?fàn)顟B(tài)。Rc取值較大，三極管 T更容易進入飽和區(qū)。(6)線性的三極管估算法，僅適用于輸入信號較小的小信號放大狀態(tài)。2.11 放大電路如圖 E2.11 (a)所示，圖E2.11 (b)所示是放大電路中三極管的輸出特 性，靜態(tài)時 Vbeq = 0.7V, Vces=0.3V,利用圖解法分別求出當(dāng)Rl = oo和當(dāng)RL=4k時的靜態(tài)工作點和最大不失真輸出電壓Vom。圖 E2.11解：如圖E2.11 (a)所示1 BQVCC VBEQRb12 0.7mA 20 uA560VCC 12Z-

14、 V mA = 3 mARc4過(12,0)點和(0,3)點在圖E2.10(b)中作直流負(fù)載線，如示意圖E中所示。因C2的隔直作用,Q, Icq 0.67 mA、Vceq= 9.09V。Rl大小與靜態(tài)工作點無關(guān)，有靜態(tài)工作點當(dāng)Rl = oo時，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合，VomVcc Vce= (129.09) V = 2.91V。當(dāng) Rl = 4 k 時，Rlz = Rc/Rl=4/2 k =2 k , Icq Rl，= X 2V= 1.34V , Vom = 1.34Vo圖E2.11.1基本共射放大電路的不失真動態(tài)范圍2.12 放大電路如圖 E2.12所示，已知三極管 B=80, VBE（

15、on）= 0.7V , Vces=0.3V,在下 列情況下，用直流電壓表測量三極管的集電極電位Vc,應(yīng)分別為多少？（1）正常情況；（2） Rb短路；（3） Rb開路；（4） Rc短路；（5） Rc開路；（6）三極管發(fā) 射結(jié)開路；（7）三極管發(fā)射結(jié)短路；（8）三極管集電結(jié)開路；（9）三極管集電結(jié)短路。+3.ob&圖 E2.12解：如圖E2.12所示（1）正常情況下，IbQ= BEQ（on） , VC=VCQ=VCC 一 I BQRcRbRb短路，若三極管發(fā)射結(jié)因電流過大燒毀（開路） ，VcVcc； Rb短路，若三極管 發(fā)射結(jié)因電流過大燒毀（短路），則將影響Vcc的正常工作，難以判斷 Vc的數(shù)值。

16、Rb開路，Ib= 0, Ic=Iceo, Vc=Vcc。Rc短路，Vc = VccoRc開路，Vc=0。三極管發(fā)射結(jié)開路，Vc=Vcc。三極管發(fā)射結(jié)短路，Vc=Vcc。三極管集電結(jié)開路，Vc=Vcc。(9)三極管集電結(jié)短路，VVBE(on)=0.7V。2.13小信號共射放大電路如圖E2.13所示，已知三極管的200，試求：(1)靜態(tài)工作點 Q; (2)畫出對應(yīng)的 簡化小信號微變等效電路；(3)放大電路的Av、R、Ro、A vs o解：如圖E2.13所示/(、,VCC VBEQ(on)12 0.7Ibq = mA = 20 ARb560Icq= B Ibq=60X 20 WVceq = Vcc

17、IcqRc= XB=60, VBE(on) = 0.7V , rbb =圖 E2.13圖 E2.13.1(2)對應(yīng)的簡化小信號微變等效電路如圖E2.13.1(3) TOC o 1-5 h z 26mV26rberbb200 1.5KI bq (mA)0.02附4/4的Av60 80rbe1.5Ri=Rb / rbe= (560/1.5) k =1.5 k801.5 =- 481 1.5Ro= Rc= 4kAvsAv -RRRs若將圖E2.13所示電路中的三極管由NPN型硅管換成PNP型鑄管，設(shè)B不變，電路的其它參數(shù)也不變，為使電路正常放大，工作電源的極性應(yīng)如何變化？耦合電容的 極性要不要改變？

18、如何改變？取PNP型鑄管VBE(on) = - 0.2V , VCES= 0.1V,試求此時電路的靜態(tài)工作點、Av、Ri、Ro、Avs。解：若將圖E2.13所示電路中的三極管由 NPN型硅管換成PNP型鋪管，電路中的工作電 源和耦合電容的極性要改變，應(yīng)反向連接，如圖 E2.14所示。(1)靜態(tài)工作點I BQVCCVBE(on)Rb12 ( 0.2)560mA21 AIcq= (3 I bq=60X ( 21)Vceq= VccIcqRc= X 4) V (2)動態(tài)分析rbeAvrbbVt| I BQ |Rlbe(20026)0.02114384/460 -1.43883Ri=Rb/rbe= (

19、560/1.438) k Ro= Rc=4k831.4381 1.43849小信號共射放大電路的電路型式如圖E2.13所示，輸入信號為中頻正弦波信號，如果用示波器測得其輸出電壓vo的波形分別如圖 E2.15 (a)、(b)、(c)所示，試分析這些波形屬于何種失真？應(yīng)如何調(diào)整電路參數(shù)，或限定工作條件，以消除失真？圖 E2.15(a)輸入波形(b)、(c)、(d)輸出波形解：如圖E2.13所示，放大電路所用三極管為 NPN型，電路組態(tài)為共射放大電路。由此,圖E2.15所示vo的波形，分別解讀為：(b)相對vi的負(fù)半波產(chǎn)生了失真，為截止失真。可減小Rb、增大Vcc或減小輸入信號的幅值，以消除失真。(

20、c)相對vi的正半波產(chǎn)生了失真，為飽和失真。可增大Rb、減小Rc、增大Vcc或減小輸入信號的幅值，以消除失真。Vcc或減小輸入信號的幅值,(d)同時產(chǎn)生了飽和、截止失真，又稱雙向失真?？稍龃?以消除失真。2.16放大電路如圖E2.16所示，已知 Vcc=+ 12V, RL=2k ,三極管的3 =40, rbb= 200 , VBE(on)= 0.7V。若要求 | Av | 50, IcQ=1mA,試確定 Rb、Rc 的數(shù)值，并計算 Vceq。解：如圖E2.16所示CQ 1I bq mA = 0.025 mAVcc V BE(on)Rb FT-3K0.025452K取E24系列標(biāo)稱值，I BQR

21、b=470kVCC VBE(on)Rb26mV,有12 0.7mA47026rbe rbb (200 )I BQ (mA)0.024工RL由| Av | 50, RL7 = Rc/ RL1.28K50rbeRL/ ，RC 8k50 1.28401.6K取E24系列標(biāo)稱值，Rc ,有RL8.2/2| Av | 40 = 50.250rbe1.28符合要求。Vceq = VccICQRc= (1240XX8.2) V =-(+12 V)G10圖 E2.162.17 基極分壓式工作點穩(wěn)定的共射小信號放大電路如圖E2.17所示，已知三極管的 = 50, VBE(on) = 0.7V , rbb=200

22、 , Vces=0.3V,試求：(1)靜態(tài)工作點；(2)對應(yīng)的微變等效電路圖；Av、R、Ro；(4)若在輸出端接上RL=2k的負(fù)載電阻后的Av、R、Ro。解：如圖E2.17所示(1)V BQVCC RbiRb2R212 -8233-V = 2.4V :33I CQ I EQVBQBQVBE(on)Re3.4 0.7 mA1I BQI EQ2.7-mA 13 1 50VceqVccIcq (Rc+Re) =X (2+1) V=3.9V（2）對應(yīng)的微變等效電路如圖E2.17.1所示。圖 E2.17.1叢2 26mVrbe rbb(1)-I eq (mA)26.200 51 =6912.7八RcAv

23、3be2,50 1450.691Ri = Rb1 / Rb2 / rbe (82/33/0.691 ) k Ro= Rc=2kRRlbe502/20.69172Ri = Rb1 / Rb2 / be (82/33/0.691 ) k Ro=Rc=2k2.18 若將圖E2.17所示電路中的 Rb1先后調(diào)整，更換為：（1） 100 k ; （2） 56 k 。電 路的其他參數(shù)都不變，試問電路的靜態(tài)工作點將如何變化？是升高還是降低？為什么？動態(tài) 參數(shù)將如何變化？動態(tài)范圍是增大還是減?。繛槭裁?解：如圖E2.17所示，有1）靜態(tài)工作點Rb2Rb1Rb2VBQVBE(on)(1 腿I BQ= , VBQ

24、 = VCCVceq = Vcc Icq （Rc+Re）, Icq= 0Ibq若改變 %則，Rb1 T 一 Vbq J 一 I bq J、I cq Vceq T ,工作點降低。反之亦反之。所以，（1）工作點降低；（2）工作點升高。2）動態(tài)參數(shù)be26mVI bq (mA)Ri = Rb1 / Rb2 rbebeRo= RcRlAv3一，Q/ = Rc Rl (此處 Ri_/=Rc)be若改變 Rbi 則，Rbi T 一 Ibq J 一 rbe T 一 Ri TA I Av | J反之亦反之。所以，(1) |Av| J、Ri T、Ro 不變；(2)|Av| T、Ri J、Ro 不變。3)動態(tài)范圍

25、電路輸出電壓的動態(tài)范圍的大小，取決于Vceq和IcqRl，兩者中數(shù)值較小的一項。改變Rbi對輸出電壓動態(tài)范圍的影響，應(yīng)具體情況具體分析。如圖E2.17所示電路Vceq-Vces= (2.9 0.3) V = 2.6VIcqRl z = IcqRj XRbi T 一 Icq J、Vceq TV BQ V BE(on)I CQ * I EQRe3312 0.7100 33 AmA1Vceq= Vcc Icq(Rc+Re) =XVceq VcesIcqRl，= IcqRj X動態(tài)范圍將增大(4.56V 2.6V)。RbJIcqT、Vceq J12VBQ V BE(on)I CQ EQRe上0.7Vc

26、eq Vcc - I cq (Rc+Re)122.75 XVceq VcesIcqRl，= IcqRc=2.75X動態(tài)范圍將減小(0.45VV2.6V)。小信號共射放大電路如圖E2.19所示，三極管的3 =50, VBE(on)= 0.7V, rbb，= 200(1)求電路的靜態(tài)工作點；(2)畫出微變等效電路圖；(3)求 Av、Ri 和 Ro;(4)若改用3 =100的三極管，則靜態(tài)工作點如何變化？動態(tài)參數(shù)如何變化？(5)如旁路電容 Ce因日久干涸開路，則將引起電路的哪些動態(tài)參數(shù)發(fā)生變化，如何變化？821QC.I -LOjiF27 kQ1 270 例T 一EL1.2 M, 一圖 E2.19解：

27、如圖E2.19所示VccCCRb2VBE(on)(1)1 CQ I EQRe12712 0.782 27mA、0.27 1.21.55I bq - - mA 13 1 50(2)微變等效電路如圖(3)bebbE2.19.1 所示。26mV , (200AvI bq (mA)瑪26)1.067K0.03be (13)Re150 (2.2/2.2)371.067 (1 50) 0.27.Ri = Rb1 / Rb2 rbe +(1+B) Rei 82/27/1.067+ (1+50) X0.27 k VCEQ = VCC Icq (Rc+Rel+Re2)XRo= Rc(4)IcqI eq1.55

28、mAI eq1 BQ -11.55-mA3 1 100 mAVCEQ=VCC Icq (Rc+Re1+Re2)X(2.2+0.27+1.2) V =rberbb26mVI bq (mA),26 、(200 )0.0151.933Krbe(13 Re1100 (2.2/2.2)3.7 71.933 (1 100) 0.27Ri =Rb1 / Rb2 /rbe + ( 1+ ) Re1= 82/27 1.933+(1+100)X 0.27 kQRo= Rc(5)50 1.1 be (13)(Re1Q)1.067 51 (0.27 1.2)Ri= Rb1 / Rb2 / rbe +(1+ B)(Re

29、1+Re1) = 82/27/ 1.067+51 X(0.27+1.2) k 圖E2.20所示電路是利用二極管的正向特性進行溫度補償，試分析其穩(wěn)定靜態(tài)工 作點的工作原理。圖 E2.20解：如圖E2.20所示電路，其穩(wěn)定靜態(tài)工作點的大致過程如下: 當(dāng)溫度升高時T ()VBE(on) J f IBQ T、ICQ f、 IEQ f f VEQ f f VBEQ J f IBQ J、 ICQ J當(dāng)溫度降低時，各電量向相反的方向變化。 電路的靜態(tài)工作點基本穩(wěn)定。2.21共集放大電路如圖 E2.21所示，已知vs 20/2sin tmV,三極管的3= 50, rbbVBE(on) = 0.7V o(1)求

30、靜態(tài)工作點；畫出對應(yīng)的微變等效電路;(3)解:VcCVBE(on)(1)I BQR (13Re12 0.7 mA = 28 A 200 (1 50) 4Icq=Ieq= (1+ B) Ibq=51X =VCEQ = VCC I EQRe X對應(yīng)的微變等效電路如圖E2.21.1 所示。 TOC o 1-5 h z Vt,26 、，%erbb- (200 )1.13KI BQ0.028(13)(RR)Av (1 50) (44)rbe (13)(RRl)1.13(1 50) (4/4)Ri = Rb/ rbe + ( 1 + ) ( Re/ Rl)200 1.13+51X (4/4) k =68k

31、RoRe / rbe_Rs/Rb 4/1.13 1200 K131 5042680.99 0.981 68RiAVs AvRsRiVo= Vs - Avs= 20 x mV = 19.6mV圖 E2.21.12.22 如圖E2.22 (a)所示，一負(fù)載 Rl與一信號源相連接，Vs=2V,試求Vo。若該負(fù)載Rl通過一射極輸出器與信號源相連接，如圖 E2.22 (b)所示，已知三極管的3 =100, rbb= 200 , VBE(on)=0.7V。試求此時的Vo并由計算結(jié)果說明射極輸出器的作用。圖 E2.22解：如圖E2.22所示Vo2.2VCCVBE(on)Rb(13) Re110 1I BQ1

32、2 0.7390 (1 100) 1mA = 23 A TOC o 1-5 h z 26mV26rberbb (200 )1.33KI BQ (mA)0.023rbe(13)(RRl)R = Rb/ rbe+ (1+ B) (Re/ Rl)(13)(RRl)Av390/ 1.33+101 x ( 1/1) k 101 (1/1) 0.971.33 101 (1/1)R45.75AvsA - 0.97 0.80Rs Ri10 45.75Vo / = Vs - Avs X Vo/ Vo由以上分析可知，盡管插入的共集放大電路 (射極輸出管)的電壓放大倍數(shù) Av=0.971, 但由于它的輸入電阻較大，

33、輸出電阻較小，與信號源連接后，由于其阻抗轉(zhuǎn)換的作用，將使 負(fù)載Rl上獲得的輸出電壓增大。2.23 共基放大電路如圖 E2.23所示，已知三極管的 = 60 ,皿=200 , VBE(on)= 0.7V。 (1)求靜態(tài)工作點；(2)畫出對應(yīng)的微變等效電路；(3)求 Av、R、Ro。圖 E2.23解：如圖E2.23所示(1)I BQVCCVBE(on)2212 0.768 22(13) Re(1 60) 2mA = 18 AIcq Ieq= (1+B) Ibq= (1 + 60)x 0.018 mA =Vceq= Vcc Icq ( Rc+Re) =X(2)對應(yīng)的微變等效電路如圖 E2.23.1所

34、示。(3)be26mVbb I bq (mA)26(200 )1.64K0.0182.24合適?Avc Rc / Rl3LbeRe 上1 360絲4731.641.64(2n0)K27Ro= Rc= 4k共射、共集、共基三種組態(tài)的放大電路，根據(jù)下列要求，應(yīng)選用哪一種組態(tài)較為(1)要求對信號電壓和信號電流都有放大作用;(2)信號源是電流源，要求進行電流放大；(3)要求輸入電阻要高一些；(4)要求輸出電阻要低一些；(5)負(fù)載電阻較小、放大器的負(fù)荷較重；(6)要求能放大頻率很高的信號。解答：(1)由于共射組態(tài)放大電路既有電壓放大作用，又有電流放大作用，所以應(yīng)選用 共射組態(tài)放大電路。(2)由于信號源是

35、電流源， 所以放大電路的輸入電阻應(yīng)該小一些；由于要進行電流放大,所以放大電路應(yīng)具有電流放大能力。綜合考慮應(yīng)選用共射組態(tài)放大電路。(3)共集組態(tài)放大電路的輸入電阻最大，所以應(yīng)選用共集組態(tài)放大電路。(4)共集組態(tài)放大電路的輸出電阻最小，所以應(yīng)選用共集組態(tài)放大電路。(5)共集組態(tài)放大電路的帶負(fù)載的能力較強，所以應(yīng)選用共集組態(tài)放大電路。(6)共基組態(tài)放大電路的高頻特性較好，通帶較寬，所以應(yīng)選用共基組態(tài)放大電路。四個場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖E2.25所示，試分析、判斷它們分別屬于哪種類型的場效應(yīng)管；對于耗盡型的，試指出其夾斷電壓VGS(off)及漏極飽和電流Idss的大?。粚τ谠鰪娦偷?，試指出其開啟電

36、壓VGS(th)的大小。解：如圖E2.25所示場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線。(a) N溝道結(jié)型場放效應(yīng)管，VGS(off)= - 4V , I dss= 4mA ;(b) N溝道耗盡型 MOS場效應(yīng)管，VGS(off)= 一 4V , I dss= 2mA ;(c) P溝道增強型MOS場效應(yīng)管，VGS(th)=2V;(d) P 溝道耗盡型 MOS 場效應(yīng)管，VGS(off)=2V, Idss = 2mA o場效應(yīng)管的輸出特性曲線如圖E2.26所示(圖中漏極電流的參考方向與實際方向一致)試指出場效應(yīng)管的類型；對耗盡型的試求出VGS(off)和Idss；對于增強型的，試求出VGS(th)。圖 E2.27

37、(1)Rg2VgqVddRg1Rg2(205120051解:N 溝道耗盡型 MOS 場效應(yīng)管，VGs(off)=4V, lDss=2mA;P 溝道結(jié)型場效應(yīng)管，VGs(off)= 4V , Idss = 4mA ;P溝道增強型 MOS場效應(yīng)管，VGs(th)=2V;N溝道增強型MOS場效應(yīng)管，VGS(th) = 2V。2.27共源放大電路如圖E2.27所示，已知耗盡型 MOS場效應(yīng)管參數(shù)，Idss= 0.9mA,VGS(off) = 4V, gm= 1.5mA/V 。(1)求靜態(tài)工作點；(2)畫出對應(yīng)的微變等效電路圖;(3)求 Av、Ri、Roo解：如圖E2.27所示Vsq= Idq Rs=

38、10 Idq (mA) VVgsq= Vgq Vsq= 4.1 10 Idq (mA) VI DQI DSS(1VgsqVGS(off)20.9 (1Vgsq、2、4) mA ,(VdS VgS VGS(off) , VGS VGS(off)聯(lián)立求解，有4.1 10Idq 2Idq 0.9 (1)2mA4.2I DQ Idq+ 2.7= 0解得I DQ1 對應(yīng)的 Vgsq= (4.1 10X1.3) V = 8.9Vv VGs(off) = 4V,不合題意，故舍去;IDQ2 對應(yīng)的 Vgsq= (4.1 10X0.51) V = - 1V VGS(off) = - 4V所以Idq 0.51mA

39、 , Vgsq 1VVdsq=Vdd Idq (Rd+Rs) =X(2)對應(yīng)的微變等效電路如圖E2.27.1所示。圖 E2.27.1(3)“10 10Av= gm (Rd/ RlX10 10Ri=Rg3+ ( Rg1 Rg2)= 5X 103+ (200/51) k = 5MRo= Rd = 10k2.28 共源放大電路如圖E2.28 所示，已知 Rg1=200k , Rg2= 51k , Rg3= 5M , Rs1 =1k , Rs2=10k , Rd=RL=20k ,耗盡型 MOS 場效應(yīng)管 gm= 5mA/V , rds很大，試求 Av、 R、Ro。解：圖E2.28所示電路的微變等效電路

40、如圖E2.28.1所示VogmVgs(RL / Rd)gm(RLRd)5 (20/20)Av- -18.3Vivgs gmvgsRs11 g m Rs11 5 1Ri=Rg3=5MRo Rd = 20k圖 E2.28圖 E2.28.12.29兩級放大電路如圖E2.29所示，設(shè)三極管的參數(shù)相同，B = 50, rbb，= 200 , VBE(on)= 0.6V。(1)求靜態(tài)工作點；畫出對應(yīng)的微變等效電路；(3)(4)Av、Ri、Ro;Vs= 10mV,求 Vo。2k|J解：如圖E2.29所示電路Ml IQ由Ml120 kQE2.29Mr1+12 VIkQl + | C-10 pF(1)I BQ1

41、V-RbV ccR11Rb12(13)Re1VbE( on)3912 120 39 (1 50)0.6mA23 A2Vceqi = Vcc Icq (Rc1 + Re1)12-50X X(5.1 + 2) V = 2.8VI BQ2VcCVBE(on)Rb2(1份Re212 0.6 mA = 20 A430 51 3VCEQ2 = VCC (1+B) IBQ2 Re2= (12 51 XX 3) V(2)對應(yīng)的微變等效電路如圖 E2.29.1所示。(3)be1bb26mV(20026)1.33KI bq1 (mA) 0.02326mV(20026 ) 0.02= 1.5Krbe2rbbI BQ

42、2 (mA)Roi = RciRi2=Rb2 rbe2 + (1+ B) (Re2 Rl)A R1 / Ri2Av13_c1_-rbe1=430 1.5+51 X(3/3) k =66k505.1/66. c1781.33A (1 凱QRl)Av2二_Zrbe2(13)( Re2 / RL )51 (3/3)1.5 51 (3/3)0.98(4)Av= Avi - Av2 一178X- 174Ri=Rb11 / Rb12 / rbe1 =120 / 39 / 1.33 k % (七冗)s1.5 (4305.1八Ro 三一3紅(3-)K 2.291 31 50RiVo= Vs - Avs= Vs

43、 -Av -RsRi1.2710 ( 174) mV 676 mV2 1.27凡 rm fth + V, 心地%肉0O- T -反圖 E2.29.12.30 若將圖E2.29所示電路中電壓放大倍數(shù)小于1的第二級射極輸出器去除，將負(fù)載Rl通過C2直接接在第一級的輸出端，如圖E2.30所示。vs大小不變，試求此時的 Av1和Vo,并與上題計算的Avi和Vo相比較，說明為什么?圖 E2.30解：如圖E2.30所示，由題2.29分析計算，Ri= , rbe=,有Rci / Rl1 L 50be15.1/31.3371Vo = Vs |Avs1 I = Vs - I Av1 IRiRRs1.2710 7

44、1 TmV=276mV與題2.29相比,電路中去除了電壓放大倍數(shù)小于1的射極輸出器后，整個電路的電壓放大倍數(shù)不但沒有增加，反而由174降為了 71,輸出電壓反而由 656mV降為了 276mV。由分析計算可知，射極輸出器雖然電壓放大倍數(shù)小于1，但由于其輸入電阻大、輸出電阻小，接入電路后會使電路總的電壓放大倍數(shù)提高，總的輸出電壓增加。為了測量調(diào)整放大電路的下列性能和指標(biāo)參數(shù)， 試問一般需分別使用哪些儀器、 儀表?？晒┻x用的儀器、儀表有：直流穩(wěn)壓電源、萬用表、信號發(fā)生器、電子交流毫伏表、示波器、波特圖示儀。如使用萬用表，請說明使用的檔位。 （ 1 ）靜態(tài)工作點； （ 2 ）電壓放大倍數(shù)； （ 3）

45、 動態(tài)范圍； （ 4 ）輸入電阻； （ 5 ）輸出電阻； （ 6 ）通頻帶范圍。解答： 測量調(diào)整放大電路的下列性能和指標(biāo)參數(shù)，一般需分別使用的儀器、儀表：1 ）靜態(tài)工作點，直流穩(wěn)壓電源、萬用表（直流電壓檔） ；2 ）電壓放大倍數(shù)，直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、示波器（或萬用表直流電壓檔檢測工作狀態(tài)、電子交流毫伏表檢測交流電壓） ；3 ）動態(tài)范圍，直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、示波器檢測交流電壓（或萬用表直流電壓檔檢測工作狀態(tài)、電子交流毫伏表檢測交流電壓） ；4 、 5）輸入電阻、輸出電阻，直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、示波器（或電子交流毫伏表檢測交流電壓） ；6 ）通頻帶范圍，直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、波

46、特圖示儀（即掃頻儀） （或示波器檢 測交流電壓） 。Rb、Rc、三極管的B和電源電壓VCC的變化對靜態(tài)工作點Q,動態(tài)參數(shù)Av、Ri和不失真最大動態(tài)輸出電壓Vom 的影響。仿真目的：1 ）熟悉 Multisim 的使用方法；2 ）進一步理解放大電路的工作原理，各元件的作用及其對電路性能指標(biāo)的影響。提示：1 ）為方便操作，全部元件均可采用虛擬元件；2 ）在研究某一元件對電路的作用和影響時，應(yīng)設(shè)定其他元件參數(shù)和工作條件不變；3）測量靜態(tài)工作點Q時，應(yīng)令Vs= 0；測量Av、Ri、Ro時，應(yīng)將串聯(lián)在電路中的直流電流表去除（短接），vs應(yīng)為中頻小信號；測量 Vom時，vs應(yīng)為中頻大信號。實際上，由于三極

47、管的非線性，若 vs 幅值較大，即使三極管未飽和或截止，輸出電壓vo的波形也會產(chǎn)生失真，致使Vom 難以確定。為此，可認(rèn)為當(dāng)vo 波形正半周峰值與負(fù)半周峰值相差 10%時，即已產(chǎn)生失真，來確定Vom。解答：在Multisim中構(gòu)建圖E2.12所示電路，如圖 E2.32.1所示。分別改變 即 Rc、三 極管的3 （更換三極管）和直流工作電源Vcc的電壓，仿真測量對應(yīng)的 Q、Av、Ri和Vom的數(shù)值，并將測量的數(shù)據(jù)填入對應(yīng)的表格。1 、基本工作狀態(tài)檢測如圖E所示，三極管采用FMMT5179 ,其正向共射電流放大系數(shù)系數(shù)Bf （BF） =133,rbb, （RB） =5 , VBE（on） （VJE

48、） = 1.195V ; Rb= 560k , Rc= RL=3k , Vcc=12V; Vs= 2mV , fs= 1kHz, Rs= 1k 。(a)(b)圖E2.32.1基本共射放大電路工作狀態(tài)Multisim仿真(1)檢測靜態(tài)工作點將Ci開路，令Vs= 0,由接入電路的二個虛擬直流電流表和一個虛擬數(shù)字萬用表，分別 測得 Ibq= 0.020mA, Ieq= 2.279mA, Vceq = 2.964V,如圖 E2.32.1 (a)所示，并將測量結(jié)果 填入表E2.32.1中。(2)檢測輸入、輸出電壓波形將Ci開路，令Vs= 0,將接入電路的直流電流表短接，由接入電路的虛擬雙蹤示波器， 可以

49、看到輸出波形正常，沒有明顯的非線性失真，且輸出信號與輸入信號反相，如圖E2.32.1(b)所示。(3)檢測動態(tài)參數(shù) Av、Ri和Vom。如圖E2.32.1 (b)所示,由雙蹤示波器游標(biāo)示值區(qū)測得Vsp= 2.824mV , Vip= 1.640mV ,Vop=218.815mV ,則|Av|VopVip218.8151331.640RiVipRsVspMp1.6401K 1.39K2.824 1.640將輸入信號峰值逐漸增大，當(dāng)Vs約為28mV時，示波器上輸出電壓波形的正、負(fù)半周的幅值有明顯的差別(大于10%),測得最大不失真輸出電壓 Vomp=2.73Vo2、研究調(diào)整偏置電阻 Rb對Q點、A

50、v、R和Vom的影響(1)增大 Rb (Rb=680k )在輸入信號、電路其他參數(shù)不變的情況下， Vsp、Vip和Vop；逐步增大輸入信號幅值，測量 填入表E2.32.1中。(2)減小 Rb (Rb=470k )在輸入信號、電路其他參數(shù)不變的情況下， Vsp、Vip和Vop；逐步增大輸入信號幅值， 測量 中。調(diào)整Rb為680k。測量電路的靜態(tài)工作點Q;Vom,如圖E2.32.2所示；并將對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)調(diào)整Rb為470k。測量電路的靜態(tài)工作點Q;Vom,如圖E所示；并將測量數(shù)據(jù)填入表 E2.32.1(a)仿真電路(b)輸入、輸出電壓波形圖E2.32.2 增大Rb仿真電路及檢測靜態(tài)工作點(3)分析

51、研究根據(jù)表E2.32.1仿真測量的數(shù)據(jù)可知，調(diào)整Rb可改變靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)。增大Rb,IEQ減小，VCEQ增大，| Av |減小，Ri增大，Vom較原有數(shù)值略有減?。粶p小Rb, IEQ增大,VCEQ減小，| Av |增大，R減小，Vom較原有數(shù)值減小。(a)(b)圖E2.32.3減小Rb仿真電路及檢測動態(tài)參數(shù)表E2.32.1 調(diào)整R仿真數(shù)據(jù)Rb/ kI BQ/mAIEQ/mAVceq/VVsp/mVVip/mVVop/mV1 Av 1Ri/ kVom/mV5601336801204701473、研究調(diào)整集電極電阻Rc對Q點、Av、Ri和Vom的影響(1)增大 Rc (Rc )在輸入信號、電

52、路其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整Rc。測量電路的靜態(tài)工作點 Q; Vsp、Vip和Vop；逐步增大輸入信號的幅值，測量不失真最大動態(tài)輸出電壓Vom；將測量數(shù)據(jù)換算為對應(yīng)的動態(tài)測量數(shù)據(jù)；填入表 E2.32.2中。(2)減小 Rc (Rc = 2k )在輸入信號、電路其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整Rc為2k。測量電路的靜態(tài)工作點Q;Vsp、Vip和Vop；逐步增大輸入信號的幅值，測量不失真最大動態(tài)輸出電壓Vom；將測量數(shù)據(jù)換算為對應(yīng)的動態(tài)測量數(shù)據(jù)；填入表E2.32.2中。表E2.32.2 調(diào)整Rc仿真數(shù)據(jù)Rc/ kQI BQ/mAlEQ/mAVceq/VVsp/mVVip/mVVop/mV1 Av 1Ri

53、/ kVom/mV41332100(3)分析研究根據(jù)表E2.32.2仿真測量的數(shù)據(jù)可知，調(diào)整 Rc可改變靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)。增大 Rc, 放大電路很快進入飽和狀態(tài)， 輸出電壓信號動態(tài)范圍迅速減小； 減小Rc, Ieq增大，Vceq增大，| Av I減小(三極管放大系數(shù)不一致)，Ri基本不變，Vom減小。4、研究調(diào)整電源電壓 VCC對Q點、Av、Ri和Vom的影響(1)增大 Vcc (Vcc= 18V)在輸入信號、電路其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整 Vcc為18V。測量電路的靜態(tài)工作點Q;Vsp、Vip和Vop,并換算為對應(yīng)的動態(tài)測量數(shù)據(jù)；逐步增大輸入信號的幅值，測量不失真最大 動態(tài)輸出電壓 Vo

54、m；將測量數(shù)據(jù)填入表 E中。(2)減小 Vcc (Vcc=6V)在輸入信號、電路其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整 Vcc為6V。測量電路的靜態(tài)工作點Q;Vsp、Vip和Vop,并換算為對應(yīng)的動態(tài)測量數(shù)據(jù)；逐步增大輸入信號的幅值，測量不失真最大 動態(tài)輸出電壓 Vom；將測量數(shù)據(jù)填入表 E2.32.3中。表E2.32.3 調(diào)整VCc仿真數(shù)據(jù)Vcc/ ViBQ/mAlEQ/mAVceq/VVsp/mVVip/mVVop/mV1 Av 1Ri/ kVomp/mV1213318185671(3)分析研究根據(jù)表E2.32.3仿真測量的數(shù)據(jù)可知，調(diào)整Vcc可改變靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)。 增大Vcc, Ieq增大，V

55、ceq增大，| Av |增大，Ri減小，Vom增大；減小Vcc, Ieq減小，Vceq減小，| Av | 減小，Ri增大，Vom減小。5、研究調(diào)整三極管的電流放大系數(shù)3 (更換三極管)，對Q點、Av、R和Vom的影響(1)增大B (更換三極管后3=212.4)將圖E2.32.1 (a)實驗電路中的三極管FMMT5179更換為ZN5550 ,其正向共射電流放大系數(shù) 3 f (BF) = 212.4, rbb, (RB) = 10 , VBE(on) (VJE) = 0.75V。在輸入信號、電路其 他參數(shù)不變的情況下，更換三極管后，B調(diào)整為212.4。測量電路的靜態(tài)工作點Q; Vsp、Vip和Vo

56、p,并換算為對應(yīng)的動態(tài)測量數(shù)據(jù)；逐步增大輸入信號的幅值，測量不失真最大動態(tài)輸出電壓Vom；將測量數(shù)據(jù)填入表E2.32.4中。(1)減小3 (更換三極管后3 = 78.32)將圖E2.32.1 (a)實驗電路中的三極管FMMT5179更換為ZN5224 ,其正向共射電流放大系數(shù) 3 f (BF) = 78.32, rbb, (RB) = 10 , VBE(on)(VJE) = 0.75V。在輸入信號、電路其 他參數(shù)不變的情況下，更換三極管后，B調(diào)整為78.32。測量電路的靜態(tài)工作點Q; Vsp、Vip和Vop,并換算為對應(yīng)的動態(tài)測量數(shù)據(jù)；逐步增大輸入信號的幅值，測量不失真最大動態(tài)輸出 電壓Vom；將測量數(shù)據(jù)填入表E2.32.4中。(3)分析研究根據(jù)表E2.32.4仿真測量的數(shù)據(jù)可知，調(diào)整 (3 (更換三極管)，可改變靜態(tài)工作點和動 態(tài)參數(shù)