从而导致T3管的集电极电流增大。 VBQ3-│VBE(on) 3│ VCQ2-│VBE(on) 3│ ICQ3≈ = ≈3.8 mA
RC3 RC3 结果使VCEQ3=VCC-ICQ3(RC3 +RE3)=-3.5V<0.3V
显然,没有电平位移电路,将导致后级电路进入饱和区工作,无法正常放大。
【2-9】在题图2.8所示的多级直接耦合放大器中,第二级为电平位移电路。已知各管的β=100,VBE(on) =0.7V,IBQ可忽略不计,I0=2mA,各管的VCEQ=3V, VCQ1=2.3V。试完成下列各题:
(1)为使VOQ=0V。试确定RE2值; (2)若RE2=0,电路能否正常工作?
VCC (+6V)
RC4 RC2 RC3 RC1 vO T2 VBQ1 T4 T1 T3 vI RE2
RE3 RE3 RE1 I0
VEE (-6V) 题图 2.8
【解】本题用来熟悉:直接耦合放大电路Q点的分析方法及电平位移问题。 (1)由图可知:
VOQ=VCQ1-VBE(on)2-I0RE2-VBE(on)3+VCEQ3-VBE(on)4+VCEQ4 若使VOQ=0,可得 VCQ1-3VBE(on)+2VCEQ3
E2= =3.1kΩ RI0 (2)若RE2=0,由上述方法可算得VOQ=6.2V>VCC,电路不能正常工作。
【2-10】题图2.9所示为某集成电路的部分内部原理图,已知各管的β很高,│VBE(on)│=0.7V,输入端VBQ1=0,输出端VOQ=0。ICQ4=550μA, VCQ1=14.3V。试求ICQ3及各管VCEQ值。
【解】本题用来熟悉:多级放大电路Q点的分析方法。
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VBQ1 0V T1 T2 ICQ1 VCC ICQ4 VCC (+15V) ICQ5 D1 D2 T4 T5 T7 T6 vO ICQ3 VBQ2 0V ICQ2 T3 R1 50kΩ R2 100Ω 题图 2.9 VEE (-15V) 由已知条件可求得:VEQ3=VBE(on)4+ICQ4R2+VEE=-14.245V,则
VEQ3-VEE
ICQ3= =15.1μA
R1
由图可得:VEQ1=VEQ2=VBQ1-VBE(on)1=0-0.7=-0.7V,则 VCEQ1=VCQ1-VEQ1=15V
VCEQ2=VCQ2-VEQ2=VBE(on)3+VEQ3-VEQ2=-12.845V VCEQ3=VCC-VEQ3=29.245V VCEQ4=VCQ4-VEQ4
=(VOQ-│VBE(on)7│-│VBE(on)6│)-(ICQ4R2+VEE)=13.545V VCEQ5=VCQ5-VEQ5=VEE -(VOQ-│VBE(on)7│)= 14.3V VCEQ6=VCQ6-VEQ6=VCC-VOQ=15V VCEQ7=VCQ7-VEQ7=VEE-VOQ= -15V 【2-11】题图2.10所示为多级放大器框图,(1)写出图(a)的总源电压增益Avs∑=(vo/vs)和图(b)的总源电流增益Ais∑=(io/is);(2)若要求源电压增益大,试提出对信号源内阻Rs和负载RL的要求。
Rs vs + io1 ii2 io2 ii3 io3 ii4 io4 ii5 + Ar RL vo + vi1 Ag Ai1 Ai2 Ai3 - - - (a) + Ar vo1 vi2 Av1 + vo2 vi3 Av2 + vo3 vi4 Av3 + vo4 vi5 Ag io + RL vo i i1is Rs
- - (b) 题图 2.10 58
- - - 【解】本题用来熟悉:放大器各种增益的定义多级放大器增益的计算方法。 (1) 对于题图2.10(a)
vo vo io4 io3 io2 io1 vi1 Ri1 A= = · · · · · =Ar Ai3 Ai2 Ai1 Ag ∑ vsvs ii5 ii4 ii3 ii2 ui1 vs RS+ Ri1 对于题图2.10(b) io io vo4 vo3 vo2 vo1 ii1 Rs Ais∑= = · · · · · =Ag Av3 Av2 Av1 Ar is vi5 vi4 vi3 vi2 ii1 is RS+ Ri1 (2) 对于题图2.10(a),若使Avs∑大,则要求Rs<<Ri1,Ro5<<RL;
对于题图2.13(b),若使Ais∑大,则要求Rs>>Ri1,Ro5>>RL。 【2-12】 已知单级电压放大器(如题图2.11(a)所示)的Ri=2 kΩ,Ro=50 kΩ,Avt=200,当输入信号源内阻Rs=1 kΩ,输出负载电阻RL=10 kΩ时,试求该电压放大器的源电压增益Avs。现将两级上述电压放大器级联,Rs、 RL不变,如题图2.11图(b)所示,试求总源电压增益Avs∑,并对两种结果进行比较。
+ Rs RL vo 电压放大器 +
vs - -
(a)
+
Rs 电压放大器Ⅱ 电压放大器Ⅰ RL vo + vs - -
(b)
题图 2.11
【解】本题用来熟悉:多级放大器增益的计算方法及Av与Avt、Avs之间的关系。
对于图2.14(a) Ri RL Ri Avs= Av = Avt ≈22.22 Rs+ Ri Ro+RL Rs+ Ri 对于图2.14(b) Ri1 Ri Avs∑= Av1Av2 = Av1Av2 ≈170.87 ,其中 Rs+ Ri1 Rs+ Ri
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RL1 Ri2 Ri Av1=Avt1 =Avt1 = Avt ≈7.69 Ro1+RL1 Ro1+Ri2 Ro+Ri RL2 RL Av2=Avt2 =Avt ≈33.33 Ro2+RL2 Ro+RL 当放大器级联后,由于后级的输入电阻将对前级的电压增益产生影响,而前级的输出电阻将对后级的电压增益产生影响,所以,总的电压增益不等于级联前两级放大器增益的乘积。在多级放大器总增益的计算中,应考虑级间影响。
【2-13】 一放大器输入正弦波信号vi=Vimsinωt,由于器件的非线性使输出电流iO=3+sinωt+0.01sin2ωt+0.005sin3ωt+0.001 sin4ωt(mA),试计算非线性失真系数THD。 【解】本题用来熟悉:放大器非线性失真系数THD的定义。
∞2 ∑ Inm 20.01+ 0.052 + 0.0012 - 2 n=2 THD = = ≈1.12×10 I1 1m 【2-14】一共发放大器如题图2.12(a)所示,图中各电容对信号频率呈短路。试画出电路的直流通路、交流通路及交流等效电路。已知晶体三极管的β=200,VBE(on) =0.7V,rbb′= 200Ω,│VA│=150V,试求Ri、Ro、Av、Avs及Avmax。
VCC (9V) VCC (9V) RC RC RB1 RB1 4kΩ 4kΩ 30kΩ 30kΩ C1 + C2 T T Rs RL RB2 RB2 v1kΩ 1kΩ o RE + 15kΩ RE 15kΩ vs 2kΩ 2kΩ CE - - (b) (a) ib + + + βib T Rs + RC RL vo Rs vi RB1 RB2 rbe rce RC RL vo + + vi RB1 RB2 vs vs - - - - - -
(c) (d)
题图 2.12
【解】本题用来熟悉:共发放大器各项性能指标的分析方法。
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题图2.12(a)所示电路的直流通路、交流通路及交流等效电路分别如题图2.12(b)、(c)、(d)所示。
由题图2.12(b)可得: VBQ-VBE(on) RB2
VICQ≈IEQ = =1.15mA BQ= VCC =3V R+RRE B1B2 所以,
│VA│ VT r= ≈130.43kΩ cer ≈4.74kΩ be= rbb′+(1+β) I ICQ CQ 由题图2.12(d)可得:
Ri=RB1∥RB2∥rbe=30∥15∥4.74≈3.22kΩ Ro=rce∥RC=130.43∥4≈3.88kΩ βRL′ 200×(130.43∥4∥1) A=- = - ≈-33.5 v rbe 4.74 Ro 3.88 Ai=β = 200× ≈159 Ro+RL 3.88+1 Ri 3.22 A vs= Av =(-33.5)× ≈-25.56 Rs +Ri 1+3.22 -
Avmax=-│VA│/VT=-150/26×103≈-5769
【2-15】 发射极接电阻的共发放大器的交流通路如题图2.13(a)所示,若计及rce,且满足RC∥RL<<βrce,RE<<rce,试证
rce R=R∥R∥ r+(1+β)R iB1B2beE
rce+ RC∥RL
βRE Ro=RC∥ rce(1+ ) 其中,Rs′=RB1∥RB2∥Rs
RE+ rbe+Rs′ io ib + + + rbe βib Rs rce T + vi RB RC RL vo RC RL vo Rs + vs + vi RB1 RB2 RE RE - vs - - - - - Ri′
(a) (b)
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