题4.3 题图所示放大电路中,输入正弦信号ui,输出波形出现失真,如题图(b)、(c)所示,问分别是什么失真?怎样才能消除失真?
分析:因为该放大电路是由NPN管构成的共射组态电路,对图(b)所示输出信号波形出现了顶部失真。表明在三极管的集电极电压到了可能的最大值。显然,共射组态中,集电极电位可能的最大值是电源电压VCC,意味着出现失真时集电极电位等于电源电压。此时集电极电阻RC中没有电流流过。而集电极电流为零表明三极管工作在截至状态,所以图(b)的顶部失真为截至失真。 由三极管输出特性曲线可知,出现截至失真表明电路的工作点设置过低,即ICQ较小而引起的。消除截至失真可提高工作点电流ICQ,电路上可通过改变基极偏置电阻RB,当
I??IBQ?ICEQRBRB减小时,基极电流增大,所以CQ也将增大。 同理分析图(c)所示输出波形表明集电极电位已经升到了可能的最低电位,而电
IBQ?VCC?UBEQ路中集电极可能的最低电位即为饱和压降UCES,所以此时三极管出现的失真为饱和失真。 显然饱和失真是由于三极管的静态工作点设置偏高而造成的,所以可以通过增大RB而使
IBQ减小,从而使
ICQ变小,来消除饱和失真。
题4.4 电路如图所示,已知晶体管?=50,在下列情况下,用直流电压表测晶体管的集电极电位,应分别为多少?设VCC=12V,晶体管饱和管压降UCES=0.5V。
(1)正常情况 (2)Rb1短路 (4)Rb2开路 (5)RC短路
(3)Rb1开路
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解:设UBE=0.7V。则 (1) 基极静态电流
IB?VCC?URb2BE
?UBERb1?0.022mA
UC?VCC?ICRc?6.4V(2)由于UBE=0V,T截止,UC=12V。 (3)临界饱和基极电流 IBS?实际基极电流 IB?VCC?U Rb2BEVCC?UCES? Rc?0.045mA
?0.22mA
由于IB>IBS,故T饱和,UC=UCES=0.5V。 (4)T截止,UC=12V。
(5)由于集电极直接接直流电源,UC=VCC=12V
题4.5 题图电路的两个输出端分别接负载RL1、RL2。若三极管的??80,试求:
① 静态工作电流
ICQ;
② 电压放大倍数Au1?uo1/ui及Au2?uo2/ui; ③ 两个输出端的输出电阻Ro1及Ro2。
分析:该电路分别接有两个输出no1和no2,而输入信号均在基极,uo1为发射级输出,构成共集电路组态,而uo2在集电极输出,构成共射极组态。
(1)静态工作点与输出端的接法无关。因为输出均有隔直电容。其直流通路如图所示:
VCC?12VRB173KRC2K=RB2RB1?RB2
?UB?VCC?4773?47?12?4.7V
?2mA?ICQ?IEQ?UB?UREBEQ?4.7?0.72
B RB247KRE2K12
IBQ?IEQ??280?25?A
(2)交流通路及微变等效电路如图:
rbe?rbb??(1??)uo2UCEQ?VCC?ICQ(RC?RE)
?10?2?(2?2)?2V
26IEQ262=1.25KRCuiRB1||RB2RERL1RLuo1?200?(1?80)?
(1??)(RE||RL)??uo1?Au1uirbe?(1??)(RE||RL) (1?80)?(2||10)??0.991.25?(1?80)?(2||10)
ib?rbeuiRbRE
ic???Au2uo2ui????RC?rbe?(1??)RE
?ibuo1RL1?RL3Kuo2
??RC80?(2||10)1.25?(1?80)?(2||10)?Au2??0.99???Au1与
模值相等,但相位相反!
rs??rbe1??(3)
RO1?RE||,本题中因无信号源内阻,若将ui短路,则rs?=0
题4.6 如题图所示为两级放大电路: ①画出放大器微变等效电路; ②求电压增益
Au、输入电阻
Ri和输出电阻
Ro。
VCC??24V?RB11M?RB282K?RC10K?+C1?1?50C2RE1C3+RB343K??2?50RE2510?CEuiuo27K?RE3-7.5K?题图 4.2-
解:①放大器的微变等效电路为:
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ib1+rbe1uiib2?1ib1RB1RE1RB3rbe2RB2?2ib2RE2+uoRC--
②由图可得,两级放大电路的第一级为共集电极放大电路,它的电压放大倍数
Au1接近于1,
整个放大器的电压放大倍数取决于它的第二级,也就是共发射级放大电路的电压放大倍数。放大器的静态工作点为:
VCC?RB1IB1Q?UBEQ??1??1?IB1QRE1?0IB1Q?9.8uA
,
IE1Q?0.5mA
UB2?RB3RB2?RB3?VCC?8.26V
?0.96mAIE2Q?UB2?UBEQRE2?RE3
26IE1Q26IE2Qrbe1?200??1??1??2.85K?
?1.58K?rbe2?200??1??2?
由微变等效电路可知它的电压放大倍数为:
Au2???2ib2RCrbe2ib2??1??2?ib2RE2??18.1
所以放大电路的电压增益
Au?Au1?Au2??18.1放大电路第二级的输入阻抗为:
Ri2?RB2//RB3//?rbe2??1??2?RE2??14K?
把放大电路第二级的输入阻抗作为第一级的负载,整个放大电路的输入电阻为:
Ri?RB1//?rbe1??1??1??RE1//Ri2???321K?
放大电路的输出电阻为:
Ro?RC?10K?
题4.7题图所示放大电路中,场效应管跨导gm?2mS,rds?50k?,三极管的 ??100,rbe?1k?,rce??,电容C1、C2、C3、C4可视为交流短路:
①画出放大器的微变等效电路;
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②计算放大器的中频电压增益
Au、输入电阻Ri和输出电阻
Ro。
解:
(1) 其交流通路和微变等效电路如图所示:
(2)
uo???iB?R2?rds??rbe?gmugs?(1??)ib?uo???又ugs?ui.gmugs1???R2??Au?uoui??gmR2??Ri?R1?1M?RO?R2?20K?分析:本题为一共源组态放大电路与共基组态放大电路的组态。二级放大电路之间采用了直接耦合的方式。由于第一级的漏极电流与第二级的射极电流相同。所以在电阻R2中流过的电流近似为场效应管的漏极电流。这与一单级共源组态放大电路很相似。所以这一电路的电压放大倍数与单级共源组态放大电路的放大倍数应近似相同。
题5.1 电路如图所示,T的输出特性如图P1.22所示,分析当uI=4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。
解:根据图P1.22所示T的输出特性可知,其开启电压为5V,根据图P1.23所示电路可知所以uGS=uI。
当uI=4V时,uGS小于开启电压,故T截止。
当uI=8V时,设T工作在恒流区,根据 输出特性可知iD≈0.6mA,管压降
uDS≈VDD-iDRd≈10V
因此,uGD=uGS-uDS≈-2V,小于开启电压,
图P1.23
说明假设成立,即T工作在恒流区。
当uI=12V时,由于VDD =12V,必然使T工作在可变电阻区。
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