第二章放大器基础 21试分析图2-1各电路能否对正弦交流信号进 行正常放大,若不能则说明理由,并将错误加以改正(设电 容对信号频率呈短路), R,0 R RH U RiO U Rl U RLl U. U R R U DRIRU U R 图2-1
解(a)不能因为U=0,管子处于截止状态。应将Rn改接在基极和 地之问 (b)不能由于集电极接在电源端,因而使输出信号对地短路。为此,必须 在集电极到电源U(x之间接…电阻R。 c)不能。因为U′和Ul:使PNP管的集电结正偏而发射结反偏,所以 t需改为负电源,U则应反接。此外,一Ui与基极之间还要接一电阻R3 否则输人信号将被…U短路 (α)不能因Uπ=0使管子截止。应将RB改接在基极与U之同。 (e)不能,因为U=0,当输人信号大于0时,栅、源间的PN结正偏。所 以在源极到地之间需接电阻R、从而构成自偏压电路 (玎)不能。由于栅极接电源U,因而将输入信号短路。为此,必须在栅极 与Uc之间接一电阻R,。 通过以上分析可知,要使放大器正常放大,必须同时满足以下3个条件: 器件应偏置在放大(恒流)区 ③输入信号要加在发射结或栅、源之间而不被短路。 ③输出信号不被短路而能输送到负载上。 2-2放大电路及晶体管输出特性如图22所示设U=0.7V。 (1)用图解法确定直流T作点Ia,U (2)当输入信号使i=10 sinu FA时.试确定输出电压u的大小。 (3)若设U-0.7V·试确定放大器的输出动态范围Up。当R,R1 不变为使输出动态范围最大,则R2=? mA 30A 750kΩ 4k2 Q 20uA 1=15F A R 10A 6 解(1) (-(.712-0,7 R 15uA 在输出特性u轴上找到U=Ur=12V的点M,在轴上找到
Ux/R(=12/4=3mA的点N。连接MN的直线即为直流负载线,它与In 15μA的特性曲线交于Q点如图2-2(b)所示由Q点量得la=1.5mA, (2)在(E轴上,从U=6V处向石找到一段电压为lRt=1.5X (4∥4)-3V的∧点,则连接A,Q点的直线即为交流负载线。当 10 sinu uA时.Q点沿交流负载线向上移动到iB=25的Q点.向下移动 到iB=5μA∧的Q"点则Q点和Q点之间的横坐标间隔就是输出电压的变 化范围,即u。=2 sinner v (3)由于U(+a-Ucr Ieor 3V,因m【e 2lRL=6V这表明输人信号再大时将出现截止失真。为使Um最大的 fwo)应满足如下关系 Leqmpnr- UIEQ-Uiesl:--Ucc-IooR-ULE 即 12-0.7 Rr+R 4+(4∥4 1.9mA 此时的R;为 R=3(Utc UJ:)100(12-.7) 595k 2-3晶体管放大电路及输出特性如图2-3所示设U=0.7V。 (1)用图解法确定直流上作点Ira,Ua (2)作出交流负载线 (3)定性说明电路参数改变时Q点的变化情况 U idmA R R 12V 41k 3 k2 Q2 30μA 0 1no=20u A U R O R 10μA 13k 1 kQ Q 6U A1012w/V 图2-3 解(1)由输出特性可知-100
R 0.7 11+1×12-0.7 =aR0∥R)+(1+BR:=(41./713)+101×12=20pA 由直流负载方程:U=U(c-I(R+R1)-12-l(2+1)可确定点 M(12.0)和N(0,4)连接M,N的直线即为直流负载线,而与lB=20pA曲线 的交Q点为直流工作点如图2-3(b)所示。由此可得,I=2mA,Ucro= 2)由于输出回路的交流总电阻为R=Rc∥R1=3∥3=1.5k?,所 以由U向右截取IR1=3V电压得A点.则AQ直线即为交流负载线 如图2-3(b)所示 (3)若R1增大(或Rε减小),Q点将沿直流负载线向下移动,即l减 小,U增大,如图2-3(b)中的Q点反之,Q点上移,如图2-3(b)中的 Q2点 若R增大,Q点将沿I曲线左移,即I基本不变,U减小,如图 2-3(b)中的Q3点。反之,Q点将右移,如图2-3(b)中的Q1点。 当Rε增大,m,l减小,U(ε增大。反之则Ik,lc增大而U(eo减小。 2-4晶体管放大器及其图解如图2-4所小。设U=0.7V试由图解 确定电路参数U(x,R,Rc及Rr。 inmA R R R L U 12 k Q 12 图2-4 解由图2-4(b)可知,直线AB为直流负载线CQ为交流负载线由点 A(0,12)得U(=12V,点B(2,0)得R1+R26k9。而由C点坐标 可知R=Rc∥R.=(9-6)V/1mA=3k0,即
RR R 3×12 4kΩ RL RI 故RE=6-4=2kg因Im=10pA时,la-1mA,所以β=100。而 U(c=IR+0.7+(1+B)leRg,由此可得 R1=12-0.7-101×10×10×2=930kg 10×1 2-5在图2-5电路中已知=50.U吨=-0.3VRB=33kg, e=10k2,Rc=3.3kn.RF1=2009,Rp=1,3kQ,lc=10VR (3)试求静态工作点IQ,E。 (2)画出放大器的交流小信号等效电路。 (3)求A=UU,R,和R (4)若放大器接上负载RL=51kg2,试求此时的源电压放大倍数A (5)若将电阻R调大,则对放大器的性能有何影响。 (6)若输入正弦信号过大,输出电压出现了图示中的波形,试问产生了何 种失真,有哪些可能消除这一失真的措施? (7)若測试发现Q点无变化,而A4明显减小,R1明显增大。试分析电路出 现了什么故障。 R Rs Re R C R, U. 图25 解(1)UW。10 RHI +R ×10:-2.3,3V 0,3 ca≈le= Rei+ re .3+0.2=1.35mA [10-Iro(R+REI+Reo