ib i′ i
rbe βib rce + RRs′=RB1∥RB2∥Rs C v - RE
Ro′ Ro (c) 题图 2.13
【解】本题用来熟悉:接发射极电阻的共发放大器的性能特点。
题图2.13(a)所示电路的交流等效电路如题图2.13(b)所示, 由题图2.13(b) 可列出下列方程:
vi = ibrbe+ ( ib+ io) RE
-io RL′= ( io-βib) rce+ ( ib+ io) RE
联立解上述方程,并注意到RL′<<βrce,RE<<rce,可得
vi rce Ri′= ≈rbe+(1+β)RE
ib rce+ RC∥RL 而 Ri=RB1∥RB2∥Ri′ 故可证得输入电阻的表达式。
求Ro的等效电路如题图2.16(c)所示,由题图2.13(c)可列出下列方程:
v = ( i′-βib) rce+ i′ RE∥( rbe+Rs′) RE ib=- i′ RE+rbe+ Rs′
联立解上述方程,并注意到RE<<rce,可得
v βRE Ro′= ≈rce 1+
i′ RE+rbe+ Rs′ 而 Ro=RC∥Ro′ 故可证得输出电阻的表达式。
【2-16】在题图2.14所示电路中,各电容对信号频率呈短路。已知晶体管的β=150,VBE(on) =0.7V,rbb′= 200Ω,VA=-100V,试求输入电阻Ri、输出电阻Ro、电压增益Av。
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VCC (15V) RC RB1 8.2kΩ 56kΩ C1 + T C2 + RE1 RL RB2 20Ω 8.2kΩ vo vi 15kΩ RE2 CE 2kΩ - -
题图 2.14
【解】本题用来熟悉:接发射极电阻的共发放大器的性能分析。
在分析过程中注意:射极电阻RE2仅存在于直流通路中,而在交流通路中被短路。所以交流等效电路中仅含有射极电阻RE1。
对电路进行静态分析得: VBQ-VBE(on) RB2 V= V≈3.17V I≈I = ≈1.22mA BQCC CQEQR+R RE 1 +RE 2 B1B2 所以, VT │VA│
rce= ≈81.97kΩ rbe= rbb′+(1+β) ≈3.44kΩ ICQ ICQ 因此, rce Ri=RB1∥RB2∥ rbe+(1+β)RE1 ≈4.12kΩ rce+ RC∥RL βRE1 o=RC∥ rce(1+ )≈7.57kΩ RRE1+ rbe+ RB1∥RB2 ′βRL′ A v=- ≈-95.5 rbe+(1+β)RE1
【2-17】在题图2.15(a)所示电路中,各电容对信号频率呈短路。已知3DG6的β=50,VBE(on) =0.7V,rbb′= 50Ω,VA=∞。 (1)求电路的静态工作点;
(2)试求放大器的电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。 【解】本题用来熟悉:共基极放大电路的分析方法。 (1)由电路的直流通路易得: VBQ-VBE(on) RB2
VBQ= VCC≈4V ICQ≈IEQ = =1.65mA RE 1 +RE 2 RB1+RB2
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VCEQ≈VCC-ICQ+ (RC+RE) =3.75V
RC RB1 3DG6 3kΩ 30kΩ + + + 3DG6 C2 RRL RC L vi RE vo + v Ro B2 3kΩCB C1 RE 15kΩ vi - 2kΩ - - - (b) (a)
题图 2.15
(2)图2.15(a)电路的交流通路如图2.15(b)所示,可见该电路为共基极放大电路。因此有
′ βRL′ VT Av= ≈88.2 其中, rbe= rbb′+(1+β) ≈0.85kΩ rbe ICQ rbe rbe Ri=RE∥ ≈ ≈ 16.7Ω 1+β 1+β Ro≈RC = 3kΩ
【2-18】题图2.16(a)是一种自举式射极跟随器电路。已知晶体管的β=100,VBE(on) =0.7V,rbb′= 100Ω。
(1)求发射极电流IE和小信号模型参数gm、.re及rbe的大小; (2)画出电路的交流等效电路(设rce=∞),并分析计算其输入电阻Ri和源电压增益Avs;
(3)当题图2.16(a)中电容CB开路时,重复(2)的要求; (4)通过对(2)、(3)结果的比较,讨论自举式射极跟随器电路的优点。
VCC (9V) VCC (9V) RB1 RB1 20kΩ C1 20kΩ T T Rs RB RB 10kΩ 10kΩ 10kΩ + RE + RB2 CB RE RB2 vs vo 2kΩ 20kΩ 20kΩ 2kΩ - -
(a) (b)
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VCC (12V)
RB1∥RB2 ii RB + Rs + vi ib RB rbe
RE T vo + Rs + + vs R∥RB1B2 vo RE vs - - βi b - - - Ri
(c) (d)
ib + + T rbe RB Rs RB Rs RE vo vi + + + vs RB1 RB2 vs vo RE - - RB1 RB2 βi- b - - Ri (f) (e) 题图 2.16
【解】本题用来熟悉:自举式射极跟随器电路的分析方法及其特点。
(1)画出题图2.16(a)电路的直流通路如题图2.16(b)所示。由晶体管基极看出去的开路电压VBB和等效内阻RBB分别为: RB2
RB=RB+RB1∥RB2=20kΩ VBB≈ VCC= 4.5V RB1+RB2
因此可求得 VBB-VBE(on)
IBQ= ≈0.017mA IEQ =(1+β)IBQ≈1.72mA RB+(1+β)RE
VT α 1
re≈ ≈15Ω gm= ≈ ≈66.7ms
I EQ re re
rbe= rbb′+(1+β)re≈1.6kΩ
(2)题图2.16(a)电路的交流通路及交流等效电路分别如题图2.16(c)、(d)所示。由题图2.16(d)可列出下列方程:
vi = vbe + vo = ii(RB∥rbe)+ vo vo = ( ii+βib)(RB1∥RB2∥RE) vbe ii(RB∥rbe)
i= = b
rbe rbe
联立上述方程解得:
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vi R= =(R∥rbe) + RCE总≈147kΩ iii B vo RCE总 Ri v= = ≈0.989 Avs=Av ≈0.926 A Rs+ Ri vi RB∥rbe+ RCE总
βRB R( RB1∥RB2∥RE)≈145.34kΩ 总其中: CE = ( 1+ ) RB+rbe
(3)若电容CB开路,题图2.16(a)电路的交流通路及交流等效电路分别如题图2.16(e)、(f)所示。由题图2.16(f)可列出下列方程:
vi = vbe+ vo = ibrbe+ vo vo = (ib+βib)RE 联立上述方程解得: vi R′= = rbe +(1+β)RE=203.6kΩ iib
故 Ri= Ri′∥(RB+RB1∥RB2)≈18.2kΩ
vo (1+β)RE Ri Av= = ≈0.992 Avs=Av ≈0.64
Rs+ Ri vi rbe + (1+β)RE
(4)由(2)和(3)的分析结果可见,共集结构的基本组态电路采用自举电路(经CB和10 kΩ电阻)之后,输入电阻Ri和源电压增益Avs明显增大,这种自举式射极跟随器在电子线路中应用很广。而共集结构的基本组态电路在不加自举(CB开路)的情况下,输入电阻Ri的提高将受到基极偏置电阻阻值的限制。
【2-19】题图2.17(a)所示电路能够输出一对幅度大致相等、相位相反的电压。已知晶体管的β=80,rbe= 2.2kΩ,rce很大。(1)求电路的输入电阻Ri;(2)分别求从射极输出时的Av2和Ro2及从集电极输出时的Av1和Ro1。 VCC (12V) + R C RB1 3kΩ C2 T 56kΩ + + T RC vo1 C3 + C1 + RB1 RB2 vi RE vo2 RB2 v+ o1 i vRE - 33kΩ - - vo2 3kΩ - - Ri - Ro2 Ro1 (b) (a) 题图 2.17
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