《电工学》答案 第15章 基本放大电路

目录 第15章基本放大电路 第15.2节放大电路的静态分析 第152.3题 第15.3节放大电路的动态分析 第153.2题 第153.3题 第15.3.4题 第15.3.5题 第15.4节静态工作点的稳定 第15.4.2题 第15.4.5题 33333456667999 第15.6节射极输出器 第156.1题 第1562题 第157节差分放大电路 11 第15.7.3题 第15.9节场效晶体管及其放大电路 第1592题 第159.3题

目录 第15章 基本放大电路 3 第15.2节 放大电路的静态分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第15.2.3题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第15.3节 放大电路的动态分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第15.3.2题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第15.3.3题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 第15.3.4题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 第15.3.5题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 第15.4节 静态工作点的稳定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 第15.4.2题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 第15.4.5题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 第15.6节 射极输出器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 第15.6.1题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 第15.6.2题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 第15.7节 差分放大电路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 第15.7.3题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 第15.9节 场效晶体管及其放大电路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 第15.9.2题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 第15.9.3题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1

List of figures 1习题15.2.3图 2习题15.3.3图 3习题15.3.5图 4习题15.4.5图 34689 5习题15.6.1图 6习题15.6.2图 7习题15.7.3图 8习题15.9.2图 9习题15.9.2图

List of Figures 1 习题15.2.3图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 习题15.3.3图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 习题15.3.5图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4 习题15.4.5图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5 习题15.6.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 6 习题15.6.2图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 7 习题15.7.3图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 8 习题15.9.2图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 9 习题15.9.2图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2

15基本放大电路 152放大电路的静态分析 15.2.3 在图中,若UCc=10V,今要求UcE=5,Ic=2mA,试求RCc和RB 的阻值。设晶体管的β=40 [解 图1:习题15.2.3图 由UcE=Ucc-Rclc可求 CE g=2.5k9 mA=0.05mA R kg=200k9 153放大电路的动态分析 15.3.2 在习题1图所示的固定偏置放大电路中,Ucc=9V,晶体管的β=20,c= lmA。今要求A|≤100,试计算Ro,RB及UcE

15 基本放大电路 15.2 放大电路的静态分析 15.2.3 在图1中，若UCC = 10V ，今要求UCE = 5V ，IC = 2mA，试求RC和RB 的阻值。设晶体管的β = 40。 [解] 图 1: 习题15.2.3图 由UCE = UCC − RCIC可求 RC = UCC − UCE IC = 10 − 5 2 × 10−3 Ω = 2.5kΩ IB ≈ IC β = 2 40 mA = 0.05mA RB ≈ UCC IB = 10 0.05 kΩ = 200kΩ 15.3 放大电路的动态分析 15.3.2 在习题1图所示的固定偏置放大电路中，UCC = 9V ，晶体管的β = 20，IC = 1mA。今要求|Au| ≤ 100，试计算RC，RB及UCE。 3

解] mA=0.05m A kg=180k9 200+(20+1)x26 1.052=7202=0.72k2 BRo (空载时|A|最大) 1A|rbe100×0.72 k:9=3.6kg Ucc-Rcl=(9-36×1)V=5.4V 15.3.3 有一放大电路如习题1图所示,其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直 流负载线如图2所示。试问:(1)RB,RC,R各为多少?(2)不产生失真的最大输入 电压UM为多少?(3)若不断加大输入电压的幅值,该电路首先出现何种性质的 失真?调节电路中哪个电阻能消除失真?将阻值调大还是调小?(4)将电阻Rz调 大,对交、直流负载线会产生什么影响?(5)若电路中其他参数不变,只将晶体 管换一个值小一半的管子,这时IB,le,UcE及|A将如何变化? [解] 直流负载线 交流负载线 o U 图2:习题15.3.3图 由图2可知,静态值为 Ic=2mA. IB=40uA, L 电源电压为 电流放大系数为 Ic 2 B0.04

[解] IB ≈ IC β = 1 20 mA = 0.05mA RB ≈ UCC IB = 9 0.05 kΩ = 180kΩ rbe = [200 + (20 + 1) × 26 1.05 ]Ω = 720Ω = 0.72kΩ |Au| = βRC rbe (空载时 |Au|最大) RC = |Au| rbe β = 100 × 0.72 20 kΩ = 3.6kΩ UCE = UCC − RCIC = (9 − 3.6 × 1)V = 5.4V 15.3.3 有一放大电路如习题1图所示，其晶体管的输出特性以及放大电路的交、直 流负载线如图2所示。试问：(1)RB,RC,RL各为多少？(2)不产生失真的最大输入 电压UiM为多少？(3)若不断加大输入电压的幅值，该电路首先出现何种性质的 失真？调节电路中哪个电阻能消除失真？将阻值调大还是调小？(4)将电阻RL调 大，对交、直流负载线会产生什么影响？(5)若电路中其他参数不变，只将晶体 管换一个β值小一半的管子，这时IB，IC，UCE及|Au|将如何变化？ [解] 图 2: 习题15.3.3图 由图2可知，静态值为 IC = 2mA, IB = 40µA, UCE = 5V 电源电压为 UCC = 10V 电流放大系数为 β = IC IB = 2 0.04 = 50 4

R CC 10 kn= 250kQ2 0.04 UCC-UCE 10-5 k9=2.5k 由交流负载线可得 F=15k92 5 RL 由此得 RCRL RcRi L Rc+RL R =R-B2.5-15 kn=3. 75kQ (2)由图2可知 8-UCEQ=(8-5)V=3V UCEQ-UCES=(5-0.3)V=4.7V 不失真的最大输出电压约为UM=3V,先求出A后,再求不产生失真 的最大输入电压UM 20092)+(1+B (mA)=200-1+50)x3 26(mV ]92=0.86k2 BB50×15 0.86 于是 V=34.5mV (3)首先产生截止失真,这时可调节RB,减小其阻值以增大IB,将静态工作 点Q上移一点 (4)将R阻值增大,不影响直流负载线,通过Q点的交流负载线与横轴 的a角将有所减小 (5)IB不变,Ic约减小一半,UcE增大,|A将减小一半。 15.3.4 已知某放大电路的输出电阻为33k32,输出端开路电压的有效值Uo=2V, 试问该放大电路接有负载电阻RL=51k9时,输出电压将下降到多少? [解 E ro+R +R R 5.1 U 2V=1.2V ro+R 5

(1) RB ≈ UCC IB = 10 0.04 kΩ = 250kΩ RC = UCC − UCE IC = 10 − 5 2 kΩ = 2.5kΩ 由交流负载线可得 tan α 0 = 1 R0 L , 2 8 − 5 = 1 R0 L , R0 L = 1.5kΩ 由此得 R 0 L = RCRL RC + RL RL = RCR0 L RC − R0 L = 2.5 × 1.5 2.5 − 1.5 kΩ = 3.75kΩ (2) 由图2可知 8 − UCEQ = (8 − 5)V = 3V UCEQ − UCES = (5 − 0.3)V = 4.7V 不失真的最大输出电压约为UoM = 3V ，先求出|Au|后，再求不产生失真 的最大输入电压UiM rbe = 200(Ω) + (1 + β) 26(mV ) IE(mA) = [200 + (1 + 50) × 26 2 ]Ω = 0.86kΩ |Au| = βR0 L rbe = 50 × 1.5 0.86 = 87 于是 UiM = UoM |Au| = 3 87 V = 34.5mV (3) 首先产生截止失真，这时可调节RB，减小其阻值以增大IB，将静态工作 点Q上移一点。 (4) 将RL阻值增大，不影响直流负载线，通过Q点的交流负载线与横轴 的α 0角将有所减小。 (5) IB不变，IC约减小一半，UCE增大，|Au|将减小一半。 15.3.4 已知某放大电路的输出电阻为3.3kΩ，输出端开路电压的有效值Uo0 = 2V ， 试问该放大电路接有负载电阻RL = 5.1kΩ时，输出电压将下降到多少？ [解] UoL = RL ro + RL Eo = RL ro + RL Uo0 或 UoL = RL ro + RL Uo0 = 5.1 3.3 + 5.1 × 2V = 1.2V 5