电子技术基础学习思考及章后习题解析(4)

2020-05-18 17:05

包含 直流 分量和 交流 分量。放大器的输入电阻越 大 ,就越能从前级信号源获得较大的电信号;输出电阻越 小 ,放大器带负载能力就越强。

9、电压放大器中的三极管通常工作在 放大 状态下,功率放大器中的三极管通常工作在 极限 参数情况下。功放电路不仅要求有足够大的 输出电压 ,而且要求电路中还要有足够大的 输出电流 ,以获取足够大的功率。

10、晶体管由于在长期工作过程中,受外界 温度 及电网电压不稳定的影响,即使输入信号为零时,放大电路输出端仍有缓慢的信号输出,这种现象叫做 零点 漂移。克服 零点 漂移的最有效常用电路是 差动 放大电路。

二、判断下列说法的正确与错误:

1、放大电路中的输入信号和输出信号的波形总是反相关系。 (错) 2、放大电路中的所有电容器,起的作用均为通交隔直。 (对) 3、射极输出器的电压放大倍数等于1,因此它在放大电路中作用不大。 (错) 4、分压式偏置共发射极放大电路是一种能够稳定静态工作点的放大器。 (对) 5、设置静态工作点的目的是让交流信号叠加在直流量上全部通过放大器。 (对) 6、晶体管的电流放大倍数通常等于放大电路的电压放大倍数。 (错) 7、微变等效电路不能进行静态分析,也不能用于功放电路分析。 (对) 8、共集电极放大电路的输入信号与输出信号,相位差为180°的反相关系。(错) 9、微变等效电路中不但有交流量,也存在直流量。 (错) 10、基本放大电路通常都存在零点漂移现象。 (对) 11、普通放大电路中存在的失真均为交越失真。 (错) 12、差动放大电路能够有效地抑制零漂,因此具有很高的共模抑制比。 (对) 13、放大电路通常工作在小信号状态下,功放电路通常工作在极限状态下。 (对) 14、输出端交流短路后仍有反馈信号存在,可断定为电流负反馈。 (对) 15、共射放大电路输出波形出现上削波,说明电路出现了饱和失真。 (错) 16、放大电路的集电极电流超过极限值ICM,就会造成管子烧损。 (错) 17、共模信号和差模信号都是电路传输和放大的有用信号。 (错) 18、采用适当的静态起始电压,可达到消除功放电路中交越失真的目的。 (对) 19、射极输出器是典型的电压串联负反馈放大电路。 (对) 三、选择题:

1、基本放大电路中,经过晶体管的信号有(C)。

A、直流成分; B、交流成分; C、交直流成分均有。 2、基本放大电路中的主要放大对象是(B)。

A、直流信号; B、交流信号; C、交直流信号均有。

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3、分压式偏置的共发射极放大电路中,若VB点电位过高,电路易出现(B)。 A、截止失真; B、饱和失真; C、晶体管被烧损。 4、共发射极放大电路的反馈元件是(B)。

A、电阻RB; B、电阻RE; C、电阻RC。 5、功放首先考虑的问题是(A)。

A、管子的工作效率; B、不失真问题; C、管子的极限参数。 6、电压放大电路首先需要考虑的技术指标是(A)。

A、放大电路的电压增益; B、不失真问题; C、管子的工作效率。 7、射极输出器的输出电阻小,说明该电路的(A)

A、带负载能力强; B、带负载能力差; C、减轻前级或信号源负荷。 8、功放电路易出现的失真现象是(C)。

A、饱和失真; B、截止失真; C、交越失真。 9、基极电流iB的数值较大时,易引起静态工作点Q接近(B)。 A、截止区; B、饱和区; C、死区。 10、射极输出器是典型的(C)。

A、电流串联负反馈; B、电压并联负反馈; C、电压串联负反馈。 四、简答题:

1、共发射极放大器中集电极电阻RC起的作用是什么?

答:RC起的作用是把晶体管的电流放大转换成放大器的电压放大。

2、放大电路中为何设立静态工作点?静态工作点的高、低对电路有何影响? 答:设立静态工作点的目的是使放大信号能全部通过放大器。Q点过高易使传输信号部分进入饱和区;Q点过低易使传输信号部分进入截止区,其结果都是信号发生失真。

3、指出图2-27所示各放大电路能否正常工作,如不能,请校正并加以说明。

RC C1 + RB2 +VCC

C2 + RB1 C1 +RB2 C+ 2 +VCC

T (a)

-VCC

RB1 +C1 (b)

+VCC

RB1 RC +C 2 C1 + T 17 RC C2 + T RB2

RB2 RE (d)

CE

(c)

图2-27 检测题2-4-3电路图

答:(a)图缺少基极分压电阻RB1,造成VB=UCC太高而使信号进入饱和区发生失真,另外还缺少RE、CE负反馈环节,当温度发生变化时,易使放大信号产生失真;

(b)图缺少集电极电阻RC,无法起电压放大作用,同时少RE、CE负反馈环节; (c)图中C1、C2的极性反了,不能正常隔直通交,而且也缺少RE、CE负反馈环节; (d)图的管子是PNP型,而电路则是按NPN型管子设置的,所以,只要把管子调换成NPN型管子即可。

4、说一说零点漂移现象是如何形成的?哪一种电路能够有效地抑制零漂?(4分) 答:直接耦合的多级放大电路,当输入信号为零时,输出信号电压并不为零的现象称为零点漂移。晶体管参数受温度的影响是产生零漂的根本和直接原因。采用差动放大电路可以有效地解决零漂问题。

5、为削除交越失真,通常要给功放管加上适当的正向偏置电压,使基极存在的微小的正向偏流,让功放管处于微导通状态,从而消除交越失真。那么,这一正向偏置电压是否越大越好呢?为什么?(4分)

答:这一正向电压较小,仅使两个管子都工作在微导通状态即可。因为,交越失真实际上是两个功放管都存在正向死区电压造成的,消除交越失真,实际上就是解决死区电压的问题。如果这一正向偏置电压大于死区电压较多,势必造成两个功放管不能正常工作。

五、计算题:

1、如图2-28所示分压式偏置放大电路中,已知RC=3.3KΩ,RB1=40KΩ,RB2=10KΩ,RE=1.5KΩ,β=70。求静态工作点IBQ、ICQ和UCEQ。(8分,图中晶体管为硅管)

+25V

C1 RB1 C2 RC + + ui RB2 RE CE u0 VB?图2-28 检测题2-5-1电路图 25?1040?102.871?70?5V ICQ?IEQ?5?0.71.5?2.87mA解:静态工作点为:IB??40?A UCE?25?2.87(3.3?1.5)?11.2V

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2、画出图2-23所示电路的微变等效电路,并对电路进行动态分析。要求解出电路的电压放大倍数Au,电路的输入电阻ri及输出电阻r0。(9分)

解:图2-23的微变等效电路如下图所示。

ii ui RB1 RB2 rbe ib βib RC u0

动态分析:rbe?300??(1?70)26mV2.87mA?943? ri=RB1// RB2// rbe=40000//10000//943≈843Ω r0=RC=3.3KΩ

Au???RCrbe??703300943??245 3.1 检验学习结果

1、集成运放由哪几部分组成,各部分的主要作用是什么?

答:集成电路主要由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路四部分构成。其中输入级是决定运放性能好坏的关键,要求输入电阻高,差模电压放大倍数大,共模抑制比大,静态电流小,通常由一个高性能的双端输入差动放大器组成。中间放大级是整个集成运放的主放大器,其性能的好坏直接影响运放的放大倍数,主要作用是提高电压增益,通常采用复合管的共发射极电路构成。输出级又称功放级,要求有较小的输出电阻以提高带负载能力,通常采用电压跟随器或互补的电压跟随器组成。偏置电路的作用是向运放内部各级电路提供合适又稳定的静态工作点电流。

2、试述集成运放的理想化条件有哪些?

答:集成运放的理想条件是:①开环电压放大倍数Au0=∞;②差模输入电阻ri=∞;③输出电阻r0=0;④共模抑制比KCMR→∞。

3、工作在线性区的理想运放有哪两条重要结论?试说明其概念。 答:工作在线性区的理想运放有两条重要结论:

(1)虚短:理想运放的同相输入端和反相输入端电位相等,U+=U-。由于两个输入端并非真正短接,但却具有短接的特征,称之为“虚短”。

(2)虚断:由于理想运放的差模输入电阻ri=∞,因此可得i+=i-=0。集成运放的输入端并未断开,但通过的电流恒为零,这种情况称为“虚断”

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3.2 检验学习结果 1、集成运放的线性应用主要有哪些特点?

答:集成运放的线性应用通常为运算电路,均存在深度负反馈环节;运放在特性曲线的线性区,其特性非常接近理想特性,因此可用理想运放的“虚短”、“虚断”及“虚地”分析线性运放的问题。

2、“虚地”现象只存在于线性应用运放的哪种运算电路中? 答:“虚地”现象只存在于反相的线性应用运放电路中。 3、集成运放的非线性应用主要有哪些特点?

答:集成运放应用在非线性电路时,处于开环或正反馈状态下;运放在非线性运用中同相输入端和反相输入端上的信号电压大小不等,因此“虚短”的概念不再成立;非线性应用下的运放虽然同相输入端和反相输入端信号电压不等,但由于其输入电阻很大,所以输入端的信号电流仍可视为零值。因此,非线性应用下的运放仍然具有“虚断”的特点;非线性区运放的输出量与输入量之间为非线性关系,输出端信号电压或为正饱和值,或为负饱和值。

4、画出滞回比较器的电压传输特性,说明其工作原理。

答:滞回比较器的电压传输特性如右图所示。当输入信号电压由a点负值开始增大时,输出u0=+UZ,直到输入电压ui=UB1时,u0由+UZ跃变到-UZ,电压传输特性由a→b→c→d→f;若输入信号电压ui由f点正值开始逐渐减小时,输出信号电压u0原来等于-UZ,当输入电压ui=UB2时,u0由-UZ跃变为+UZ,电压传输特性由f→d→e→b→a,图示曲线中的UB1、UB2称为状态转换点,又称为上、下门限电压,ΔU=UB1-UB2称为回

差电压。由于此电压比较器在电压传输过程中具有滞回特性,因此称为滞回电压比较器。由于滞回电压比较器存在回差电压,使电路的抗干扰能力大大增强。

5、举例说明理想集成运放两条重要结论在运放电路分析中的作用。 答:可以反相比例输入电路和同相比例输入电路为例说明。(过程略)

6、工作在线性区的集成运放,为什么要引入深度电压负反馈?而且反馈电路为什么要接到反相输入端?

答:集成运放的开环电压放大倍数Au0无穷大,所以输入信号的线性范围很小,以致集成运放在开环时实际上无法实现线性放大。加上深度电压负反馈后,运放的闭环电压增益较开环增益小很多,因此运放的线性输入范围同时得到了扩大,扩大以后的线性输入范围才能对输入信号进行正常的线性放大。而且,集成运放加上深度负反馈后,还能改善其他的许多性能指标,所以集成运放在线性应用电路中必须加上深度负反馈。

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a +UZ b UB2 e 0 u0 c ui

UB1 d f -UZ


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