模拟电路第三章 - 放大电路基础(7)

2020-04-17 04:48

【解】本题用来熟悉:放大电路性能指标的分析方法。

题图2.17(a)所示电路的交流通路如题图2.17(b)所示。由图(b)容易求得: (1) Ri=RB1∥RB2∥ rbe+(1+β)RE ≈19kΩ vo1 β RC A= (2) v1 =- ≈-0.98

vi rbe + (1+β)RE

Ro1= RC=3kΩ

vo2 (1+β) RE Av2= = ≈0.99 vi rbe+ (1+β)RE rbe o2= RRE∥ ≈27Ω 1+β 【2-20】 图2.18(a)为两级放大器的交流等效电路,试画出交流通路,并写出电路的输入电阻Ri及电压增益Av=vo/vi的表达式。设两管小信号参数相同。 ib1 T2 + + rbe1 + βib2 R s T1 Rs rbe2 ib2 RL′ vRE RL′ vo RE o + vi + vs βib1 v- - s - - - Ri

(a) (b)

题图 2.18

【解】本题用来熟悉:放大器交流通路、交流等效电路的画法以及多级放大器性能指标的计算。

题图2.18(a)的交流通路如题图2.18(b)所示。由题图2.18(b)可知,该电路为共集—共基组合放大器。

i = Ri1= rbe1+(1+β)R(RE ∥RL1)= rbe1+(1+β)(RE∥Ri2) rbe2 =rbe1+(1+β)(RE∥ ) 1+β 1+β)(RE∥Ri2) βRL′ (A= AA = · 2 v v1 v rbe1+ (1+β)(RE∥Ri2) rbe2 【2-21】 电路如题图2.19所示,试回答如下问题: (1)判断(a)、(b)、(c)、(d)电路各属于何种组态电路; (2)哪个电路增益最大?哪个电路增益最小?哪个电路输入电阻最大?哪个电路输出

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电阻最大? VCC VCC VCC VCC T2 + T2 T1 T1 + + + vo + Tvi 2 T1 T1 + vi T2 + vo vo + vi vi - vo - - - - - - - (a) (b) (c) (d)

题图 2.19

【解】本题用来熟悉:放大器的性能指标与组态之间的关系。

(1)判断放大器的组态应从其交流通路入手,关键是看信号的输入、输出位置端。

图(a):信号从T1管的基极输入,从T1管的集电极输出,又从T2管的射极输入,最后从T2管的集电极输出,所以图(a)为共射—共基组合电路。

图(b):信号从T1管的基极输入,从T1管的集电极输出,故T1管接成共射电路;T2管的基极交流接地,T2管的集电极接T1管的集电极,故T2管起有源负载的作用,即T1管的集电极负载就是T2管集电极的输出电阻Ro2。所以图(b)为有源集电极负载的共射组态。

图(c):信号从T1管的基极输入,从T1管的射极输出,又从T2管的射极输入,最后从T2管的集电极输出,故图(c)为共集—共基组合电路。

图(d):信号从T1管的基极输入,从T1管的射极输出,T2管的集电极接T1管的射极,T2管仅作为T1管的有源发射极负载,所以图(d)为有源发射极负载的共集电极电路。

将上述电路用框图表示(如题图2.20),其结构形式更为清晰。 VCC VCC VCC VCC T2 T1 vi vi T2 Ro2 vo 共集 T1 共基 共集 vo TT2 vo 1 vi vi 共射 vo 共射 T1 共基 T2 Ro2 (d) (b) (a) (c) 题图 2.20

(2)四个电路中图(b)的增益最大,因为它是有源集电极负载共射电路,其负载电

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阻RC= Ro2可达几十kΩ~几MΩ,故单级电压增益可达103以上。增益最小的电路是图(d),其增益Avd≈1。输入电阻最大的是图(d)。输出电阻最大的是图(b)。 【2-22】放大器电路如题图2.21(a)所示,VCC=│VEE│,要求交、直流负载线如题图2.21(b)所示,试回答如下问题:

(1)VCC=│VEE│=? RE=? VCEQ=? RB1=? RB2=? RL=?

(2)如果输入信号vi幅度较大,将会首先出现什么失真?动态范围Vopp=?若要减小失真,增大动态范围,则应如何调节电路元件值?

+VCC RC

2kΩ C2

vo C1 vi 6mA T RL Q 2mA RB1 RB2

RE CE vCE O V CEQ14V 18V -VEE

(a) (b)

题图 2.21

【解】本题用来熟悉:放大器的电路参数与Q点之间的关系以及Q点与非线性失真、输出动态范围之间的关系。

(1)画出电路的直流通路、交流通路分别如题图2.22(a)、(b)所示。 ICQ ic

+ T + RC VCEQ 2kΩ - T RB2 + RE RC RL vo + RB1 RB1 RB2 vi - VCC VEE - - - +

(b) (a) 题图 2.22

由直流通路可得直流负载线方程为:

VCE≈VCC+│VEE│-IC(RC+RE)

所以有:

VCC=│VEE│=18/2=9V VCC+│VEE│ 18 R+R CE = = = 3kΩ

IC 6

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iC 故而可求得RE = 3kΩ-RC=1kΩ

VCEQ≈VCC+│VEE│-ICQ(RC+RE)=18-2×3=12V

由直流通路可得;

RB2

│VEE│-VBE(on) R B1 + R B2 ICQ≈IEQ = =2mA

RE RB2 │VEE│=VBE(on) +ICQRE 即: RB1+RB2

RB1 6.3

从而得: = 故取RB1 =63kΩ,RB2 =27kΩ。

RB2 2.7

△VCE 由交流通路可得交流负载线的斜率为: = -(RC∥RL)

△IC

△V 12-14

图2.24(b)可求得: CE = =-1 kΩ

△IC 2-0

因此有: RC∥RL=1 kΩ, 所以 RL=2 kΩ。

(2)由图2.24(b)可以看出,Q点偏低,所以输入信号vi幅度增大时,将会首先出现截止失真。输出动态范围为:

Vopp=2×(14-12)= 4V

若要增大输出动态范围,应将Q点上移,可调整RB1 ,使其减小;或可调整RB2 ,使其增大。

【2-23】题图2.23所示电路中,已知三极管的β1=β2=150, rbb1′= rbb2′=50Ω,VBE(on) =0.7V,rce忽略不计, ICQ1=1mA,ICQ2=1.5mA, Rs=1 kΩ, 试求Ri、Av、Avs。 + T2 T1 RL RE1 RC vRs 3kΩ o 2kΩ R3kΩ E2 + 200Ω vs - - Ri

题图2.23

【解】本题用来熟悉:组合放大器的分析方法。

该电路为共集—共发组合放大电路,分析组合电路时,应注意将后级作为前级的负载处理。

根据已知条件可得:

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VT VT r ≈3.98kΩ, rbe2= rbb2′+(1+β) ≈2.67kΩ be1= rbb1′+(1+β) ICQ1 ICQ2 因此,Ri = Ri1= rbe1+(1+β)(RE1∥Ri2)≈288.66kΩ 其中,Ri2=rbe2+( 1+β)RE2 = 32.87kΩ

1+β)(RE1∥Ri2) βRL′ (Av= Av1Av2 = ·(- )≈-6.75 rbe1+ (1+β)(RE1∥Ri2) Ri2 Ri A= Avsv· ≈-6.73 Rs+Ri 【2-24】画出题图2.24(a)所示电路的交流通路,已知两管特性相同,rbb1′=rbb2′≈0,β=100,rce忽略不计, ICQ1=ICQ2=0.5mA, 试求Av。 VCC(15V) RC2 T2 10kΩ + T1 + T1 T2 + + RL RC2 RL vo vo REE vi v10kΩ - i -R EE IEE - 14.3kΩ - VEE(-15V) (b) (a) 题图 2.24

【解】本题用来熟悉:组合放大器的分析方法。

该电路的交流通路如图2.27(b)所示,可见该电路为共集—共基组合放大器。 1+β)(REE∥Ri2) βRL′ (A= AA = · ≈0.5×95.2≈47.6 vv1v2

rbe1+ (1+β)(REE∥Ri2) rbe2

VT

其中: rbe1= rbb1′+(1+β) ≈5.25kΩ= rbe2 ICQ1

rbe2 Ri2= ≈52Ω

RL′=RC2∥RL=5kΩ 1+β

【2-25】电路如题图2.25所示,已知晶体三极管的β1=β2=100,VBE(on)1=VBE(on)2=0.7V,rbb′1= rbb′2=0,rce忽略不计,VB2=5V,各电容对交流呈短路,试画出电路的直流通路和交流通路。并进而确定VCEQ1、VCEQ2、Av、Avs的值。

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