基本放大电路习题

第二章 基本放大电路 习题

2.1 测得某放大电路的输入正弦电压和电流的峰值分别为10 mV和10

μA， 在负载电阻为2 kΩ时， 测得输出正弦电压信号的峰值为2 V。

试计算该放大电路的电压放大倍数、 电流放大倍数和功率放大倍数， 并分别用分贝（dB）表示。

U2V2000mV解：Auo200

10mVUi10mVUo2000IR1mAAioL2000100 10μA10μAIiIiPoUoIo2V1mA2104 ApPiUiIi10mV10μ0Au20lgUo20lg20020lg220lg100200.74054dB UiIAi20lgo20lg10020lg10240dB IiAp10lgPo10lg(2104)10lg210lg10474047dB Pi2.2 当接入1 kΩ的负载电阻RL时， 电压放大电路的输出电压比负载开路时的输出电压下降了20%， 求该放大电路的输出电阻。 解：Ro(Uo5111)RL(1)RLRL(1K)250 4444Uo52.3 说明图2-50所示各电路对正弦交流信号有无放大作用， 为什么？

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不能正常放大 解： （b）

（ⅰ）交流信号短路到地，无法加到发射结。 （ⅱ）从直流通路看 IBQUCCUBE RB（a） 不能正常放大 （ⅰ）UB0，无法建立合适的静态工作点，导致输出波形失真。

（ⅱ）Rb没有接UCC，而是接地。IBQUCC00 RbRb当RB0,IBQ，电流过大，

管子过热烧毁。

（d） 可以正常放大，只要Rb

Rc参数选取适当。

（c） 不能正常放大 （ⅰ）∵RC0,uCE常数 无交流信号电压输出。 （ⅱ）无电压放大只有电流

（ⅰ）有偏流IBQUCC Rbui交流信号可以加到输（ⅱ）

入端输进放大。

2.4 画出图2-51所示各放大电路的直流通路、 交流通路和微变等效

（ⅲ）偏流IBQ正常

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放大AiIe(1) IB精品---

电路。

图 2-51

解：

2.5 标明图2-52电路中静态工作电流IB、 IC、 IE的实际方向； 静态压降UBE、 UCE和电源电压的极性； 耦合电容和旁路电容的极性。 解：

图2-52

2.6 分压式射极偏置电路如图2-53所示。 已知： UCC=12 V， Rb1=51 kΩ， Rb2=10 kΩ， Rc=3 kΩ， Re=1 kΩ， β=80， 三极管的发射结压降为0.7 V， 试计算：

（1）放大电路的静态工作点IC和UCE的数值；

（2）将三极管V替换为β=100的三极管后，静态IC和UCE有何变化？

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（3）若要求IC=1.8 mA， 应如何调整Rb1。

图2-53

解： （1）UB IE IBRb210UCC122V

Rb1Rb25110UBUBE20.71.3mA Re1KIE1.316μA 1180 ICIE1.283mA

UCEVCCIC(RCRe)121.3(3KΩ1K)6.84V

（2）若β=100，静态IC和UCE不会变化（∵分压式放大电路，IC的大小与β的大小无关，ICIEUBUBE1.3mA）静态工作点不移动。 ReUBUBE2.50.71.8mA Re1K（3）若要求IC = 1.8mA，则ICIE Ub =2.5V，UBRb210UCC122.5,Rb138KΩ

Rb1Rb2Rb110将Rb1由51KΩ调整为38KΩ。

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2.7 共发射极放大电路如图2-54所示。已知 -UCC=－16V，Rb=120kΩ，

RC=1.5 kΩ，β=40， 三极管的发射结压降为0.7 V，试计算：

（1） 静态工作点；

（2） 若将电路中的三极管用一个β值为100的三极管代替， 能否提高电路的放大能力， 为什么？

图 2-54

解：

（1） 静态工作点 IbUCC15.3V0.1275mA Rb120KΩ ICβIb5.1mA

UCEUCCICRC(165.11.5)8.35V （2） 若β=100，

则Ib0.1275mA,ICβIb12.75mA,UCE(1612.751.5)3.125V 管子处于深度饱和状态，因为β=100，IC增加使UCE↓，不仅下降到0，而且变负，这使UBC > 0，令管子处于过饱和状态。

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2.8 某三极管共发射极放大电路的uCE波形如图2-55所示， 判断该三极管是NPN管还是PNP管？波形中的直流成分是多少？正弦交流信号的峰值是多少？ 解：该三极管是PNP管

波形中直流成分是-4V 正弦信号峰值是2V（±2V）

2.9 三极管放大电路与三极管的输出特性

图 2-55 曲线如图2-56所示， 忽略三极管的发射结电压。 （1） 用图解法求出三极管的静态工作点；

（2） 若ui =50 sinωt（mV）产生的基极电流为ib=20 sinωt（μA）， 试在图2-56（b）中画出iC和uCE的波形， 并求出输出电压的峰值和电压放大倍数；

（3） 该电路的最大不失真输出电压幅度是多少？

（4） 当接入5.1 kΩ的负载时， 电压放大倍数为多少？最大不失真幅度有何变化？

图 2-56

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解：

（1） 用图解法求静态工作点 IBVCC12VR 40μA， 根据UCEUCCICCRb300KΩ当iC0时，uCEVCC12V

当uCE0,iC用两点法画直流负载线MN

其斜率tg

直流负载线MN和Ib40μA

ib的峰值为20μA→60μA

UCEQ6.2V

1 RCVCC122.4mA RC5.1kICQ1mA

以Q点为中心，MN和Ib40A的输出特性曲线交点即是静态工作点Q点。

（2）放大倍数Au

U2.1V Auo42

0.05VUi（3）最大不失真幅度：峰值2.15V 11-6.2=4.8V或6.2-0.7=5.5V

（4）接入5.1 kΩ负载后，交流负载线AB变陡，斜率tgRC//RL2.55KΩ） 最大不失真幅度变小，（RL1 RL 峰值：1.2V

2.10 若将图2-56中的Rb改为570 kΩ， 重新图大电路的静态工作点。 当增大正弦输入信号， 使ib=30 sinωt（μA）时， 电路将出现什么问题？画出对应的iC和uCE波形。

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解：Ib120.711.3V20μA(19.8μA)(0.0000198A) 570KΩ570KΩ静态工作点是由直流负载线和Ib20μA的曲线相交于Q点，

Ib20μA当增大正弦输入信号，使ib=30 sinωt（μA）时，电路将

出现截止失真，波形出现削顶，如图2-56中所画出的iCt和uCE 的削顶波形。

2.11 基本共发射极放大电路的静态工作点如图2-57所示， 由于电路中的什么参数发生了改变导致静态工作点从Q0分别移动到Q1、 Q2、

Q3？（提示：电源电压、集电极电阻、基极偏置电阻的变化都会导致

静态工作点的改变）。

图 2-57

解：若在工作点Q0移到Q1则Rb↓（减小），则IbQ↑（RC不变） 从Q0移到Q2，则RC↑（增加），使直流负载线斜率变平（Rb不变） 从Q0移到Q3，则VCC↓（减小），Rb↑（增加），（RC不变）即直流负载线斜率不变，把直流负载线平移到VCC。

2.12 图2-56（a）所示的共发射极放大电路的输出电压波形如图2-58所示。 问： 分别发生了什么失真？该如何改善？ 若PNP管构成的基本共发射极放大电路的输出波形如图2-58所示， 发生的

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是什么失真？如何改善？

图 2-58

解： （1）

（a）发生了截止失真，输出UO波形正半周削顶，应调整Rb↓使Ib增加静态工作点上移。

（b）产生了饱和失真，输出UO波形负半周削底，应使

①Rb↑，使Ib减小，脱离饱和区，静态工作点下移。 ②当Rb不变（即IbQ不变）把RC↓使直负载线变陡使Q点往放大区移动，脱离饱和区。

（c）发生了双重失真，在工作点合适的情况下，若输入信号过大，导致双重失真，改善办法增大电源电压VCC，或减小输入信号。 （2）若用PNP管构成基本共发射极放大电路，由于工作时采用直流负电源，所以非线形失真的波形与NPN型管正好相反。即输出电压

uo的波形顶部削波失真为饱和失真，底部削波失真为截止失真。其改

善办法与（1）相同，即饱和失真用降低Ib（即加大Rb），截止失真用增加Ib（即减小Rb）的办法来改善波形。

2.13 三极管单级共发射极放大电路如图2-59所示。 已知三极管参数

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β=50， Rs=1 kΩ， 并忽略三极管的发射结压降， 其余参数如图中所

示， 试计算：

（1） 放大电路的静态工作点；

（2） 电压放大倍数和源电压放大倍数， 并画出微变等效电路； （3） 放大电路的输入电阻和输出电阻；

（4） 当放大电路的输出端接入6 kΩ的负载电阻RL时，数和源电压放大倍数有何变化？

图 2-59

解：

（1） 放大电路静态工作点 IUCCbQR12VK30μA0.03mA b400ICQβIbQ500.031.5mA UCEQVCCICQRC121.546V

（2）AUR504KuUOCir.184K167

be1 （rbe300(1)26mV1.5mA3008841184） --精品

电压放大倍精品---

 AusRiU1.18o(167)90.4 RsRiUi11.18（RiRb//rberbe1.18K,RoRc4K） （3）RiRb//rberbe1.18K

RoRc4KΩ

RC//RL（4）RLRCRL462.4KΩ RCRL46502.4RLA101.7 urbe1.18Ri(A)1.18101.755.05 AusuRiRs11.18说明接入负载RL后，

和A都下降了。 Auus2.14 分压式偏置电路如图2-60所示， 三极管的发射结电压为0.7 V。 试求放大电路的静态工作点、 电压放大倍数和输入、 输出电阻， 并画出微变等效电路。

图 2-60

解：

（1） 由图2-60分压偏置电路求静态工作点。 UBQRb120VCC123V

Rb1Rb22060--精品

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IEQUEQReUBQUBEORe3V0.7V1.15mA 2K ICQIEQ

IBQIEQ11.15mA0.0225mA22.5mA,UCEQ12IC(RCRE)5.1V51 rbe300(1)

（2）AO26mV3005122.630011531453 1.15RC504137.9 rbe1.45RC//RL2KΩ 接入负载RL后，RLRL50270 AOrbe1..45（3）RiRB//rbe15K//1..45K1.322KΩ (RBRb1//Rb260//2015KΩ) RORC4KΩ

2.15 计算图2-61所示分压式射极偏置电路的电压放大倍数、 源电压放大倍数和输入输出电阻。 已知信号源内阻Rs=500 Ω， 三极管的电流放大系数β=50， 发射结压降为0.7 V。

图 2-61

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解：

（1） 由直流通路 VB IERB210VCC122.796V

RB1RB21033VBUBE2.7960.72.0961.5mA RE1.4K1.4K ICIE1.5mA,IBIC1.5mA30μA 50UCEVCCIC(RCRE)121.5(3.31.4)4.95V

（2） 电压放大倍数的计算

由微变等效电路

URLo Aur(1)RUbeE1iRC//RL3.3//5.12KΩ ，RBRB1//RB233//107.67KΩ 式中RL晶体管输入电阻

rbe300(1)2626300(150)11841.184KΩ IE1.5Au502K8.78（负号表示输出电压与输入反相）

1.184K(150)0.2KRi4.60K(8.78)7.75（源电压放大倍数） AuRsRi0.54.6 Aus（3） 输入电阻ri和输出电阻ro仍由微变等效电路求

riUi1Rb1//Rb2//rbe(1)0.2K4.6KΩ

111Ii33101.184(1)REroRC3.3KΩ （由加压求流法求得）

在us0,RC开路的条件下求得

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2.16 图2-62所示分压式偏置电路中的热敏电阻具有负温度系数， 试判断这两个偏置电路能否起到稳定静态工作点的作用？

图 2-62

解：采用（a）图的接法是正确的，能起到稳定静态工作点的作用。这是因为：由于温度的升高，ICBO，ICEO，β都相应增大，导致IC增大，引起了静态工作点偏移，输出特性曲线上移，甚至进入饱和区使输出波形失真。使电路工作不稳定。

分压偏置电路除了RE负反馈来稳定工作点的作用外，采用具有负温度系数的热敏电阻Rt来稳定静态工作点。在图2-62（a）的接法是正确的。

因为VBIERb2VCC ， 当温度上升IE,Rb2VBIE

Rb1Rb2VBVBE RE图2-62（b）的接法不正确，不能起到稳定静态工作点的作用。 2.17 图2-32所示集电极—基极偏置电路中的UCC=16 V， 发射结压降为0.7 V。 估算电路的静态工作点， 并分析温度升高时该电路稳定静态工作点的过程。

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图 2-32

解：VCVCCRC(IBIC)

VBVCCRBIb,ICβIb VCUBEIBRB

IBVC0.7VCCRC(IBIC)0.7VCC0.7RC(IBIB) RBRBRBIBRB15.3RCIB(1β) ，IB15.3V15.3

RBRC(1β)330K10K(150)IB15.3V0.0182mA18.2μA 840KICβIB5018.2910μA0.91mA

UCEVCC(IBIC)RC16(18.2910)106101036.72V

温度升高稳定工作点过程：

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2.18 三极管放大电路如图2-63所示， 已知三极管的发射结压降为0.7 V， β=100， 试求： （1） 静态工作点；

UUo1（2） 源电压放大倍数 Aus1和Aus2o2V UsUs（3） 输入电阻； （4） 输出电阻ro1和ro2。

图 2-63 解：

（1） 静态工作点 UB IERb215VCC104.29V

Rb1Rb22015UBUBE4.290.71.8mA RE2 ICIE1.8mA IBIC1.80.018mA18μA β100 UCEVCCIC(RCRE)101.8(22)2.8V

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RBRb1//Rb210//158.57KΩ rbe300(1100)26mV1.75KΩ 1.8mA ri1RB//riRB//rbe(1)Re20//15//1.75(1100)28.22KΩ （2） 源电压放大倍数

 Au1 Aus1 Au2 Aus2RCRC1 (1β)Rerbe

rbe(1)ReREri18.22Au1(1)0.8040.8 RSri128.22(1)Re1 (1β)Rerbe

rbe(1)Reri28.22Au210.8 RSri228.22（3） 输入和输出电阻

ri1Rb1//Rb2//rbe(1)RE15//20//203.768.224KΩ ro1RC2KΩ

RS//RB2KΩ//8.571.62K RS ro2RE//rbeRS1.76K1.62K2KΩ//33 111002.19 共集电极放大电路如图2-所示。 图中β=50， Rb=100 kΩ，

Re=2 kΩ， RL=2 kΩ， Rs=1 kΩ， UCC=12 V， UBE =0.7 V， 试求：

（1） 画出微变等效电路；

（2） 电压放大倍数和源电压放大倍数； （3） 输入电阻和输出电阻。

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图 2-

解：

（1） 由直流通路图计算静态工作点 Ib120.70.056mA56μA

100K(150)2K IE(1)Ib(150)0.0562.86mA rbe300(150)26mV300463.6746.30.746KΩ

2.86mA（2） 画出微变等效电路如右图所示 （3） 求出电压放大倍数和源电压放大倍数

U(1)RL511 Auo0.9861

Uirbe(1)RL0.74651 Ausri34.10.9860.976 AuRSri134.1（4） 输入输出电阻（ri和ro）

U100KΩ//(0.746KΩ51KΩ)100//51.74634.1KΩriiRB//rbe(1)RLIiroRE//rbeRS0.7460.992KΩ//2000//3433.4 1150RS//RB1K//100K0.99KΩ） （其中RS--精品

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2.20 共发射极放大电路如图2-65所示， 图中β=100， UBE=0.7 V，

Rs=1 kΩ， RL=6 kΩ， C1和C2为耦合电容， 对交流输入信号短路。

（1） 为使发射极电流IE=1 mA， Re的值应取多少？ （2） 当IE=1 mA时， 若使UC=6 V， Rc的值是多少？ （3） 计算电路的源电压放大倍数。

图 2-65

解：

（1） 设ReRcRL6KΩ ，UCE18V UCC15(15)30V ，UCCUCE2REIE 2RE30V18V12V12K ，RE6KΩ IE1mA（2） 当IE1mA时，UC6V

30612KΩ 2126mA300260029KΩ （3）rbe300(1100)1mA则RC100(6//6)K300RL10.34 Auirbe29K29 Ausri29rbeAA(10.34)10 uiuiriRSrbeRS129--精品

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rirbe(1)RErbe29KΩ （这是求Uo1时，RE被C2交流短路） RC//RL6KΩ//6KΩ3KΩ） （RL2.21 图2-42的电路参数如下：Rg＝10 MΩ，Rd＝30 kΩ，Rs＝2 kΩ， Cs＝10μF，C1＝C2＝0.01μF，UDD＝18 V，场效应管的 UGS(off)＝-1 V， IDSS＝1 mA。 试确定该电路的静态工作点。

图2-42 自给偏压电路

解：由于MOS管栅极电流为0，即Rg中电流为0，所以栅极电位

UGQ0，USQRSIDQ

UGSQUGQUSQ0IDQRSIDQRS （栅源静态电压）

IDIDSS(1UGSQ2UGS2)IDSS(1) UGS(off)UGS(off)UGSQRSIDQ2ID

联立解上述两方程： ID1(12ID22)14ID4ID 125ID10 当4ID10，ID0.25mA 4ID14 (4ID1)(ID1)0 当(ID1)0，ID1mAIDSS 相同不合理舍之

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取 IDQ0.25mA UGSQ0.2520.5V

UDSQUDDIDQ(RdRS)180.25(302)10V

2.22 共源极场效应管放大电路如图2-66所示，已知场效应管工作点上的跨导gm=0.8 mS，电路参数为Rg1＝300 kΩ，Rg2＝100 kΩ，Rg＝2 MΩ，Rs1＝2 kΩ，Rs2＝10 kΩ，Rd=10 kΩ，Cs＝10 μF， C1＝C2＝4.7μF，

UDD＝18 V。试求：

（1） 电压放大倍数； （2） 输入电阻和输出电阻。

图2-66

解：

 （1） 共源极放大电路的放大倍数AuRgmUUgmRd0.8108gsdo3.0773.08 AuUiUgsgmUgsRs11gmRs110.822.6（2） 输入电阻ri

riRgRg1//Rg22000KΩ(300K//100K)2075KΩ2.075MΩ （3） 输出电阻ro rord10KΩ

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2.23 计算图2-48所示场效应管放大电路的电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻。已知场效应管工作点上的gm=0.9 mS。

图2-48 共漏极放大电路——源极输出器

（a） 共漏极放大电路的电路图; （b） 微变等效电路 解：

 （1）电压放大倍数AugUUomgs(RS//RL)gmUgsRL UUUgUUigsogsmgsRL

UgR0.92.42.16 AuomL0.68 10.92.43.16Ui1gmRL（2）输入电阻ri

riRgRg1//Rg22MΩ300KΩ//100KΩ2.075MΩ （3）输出电阻ro roro//Rs ， 而ro ro

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UgsU1T IdgmUgsgm11//Rs//12KΩ1.02K gm0.9精品---

*2.24 源极输出器如图2-67所示， 已知UGS(th)＝2 V，IDSS＝4 mA。 试求：

（1） 静态工作点的UGS和ID； （2） 静态工作点上的跨导gm； （3） 电压放大倍数； （4） 输入电阻和输出电阻。 解：

（1）静态工作点UGS和ID UGRg2Rg1Rg2UDD USIDRS

Rg2Rg1Rg222154.7ID 3322 UGSUGUSUDDIDRS UGS64.7ID …………………………………………………（1） IDQ和UGSQ应符合增强型MOS管上午电流方程，即 IDQIDO( 即，(UGSQUGS(th) 1)2……………………………………………（2）

IDQIDOUGSQUGS(th)1)

而 gmiDUGSUDS02IDOUGSQ(1) UGS(th)UGS(th)2UGS(th)IDOIDQ

2I 即 gmDOUGS(th)IDQIDO（1），（2）式联立解二元方程（并舍去不合理的根），得：

2IDO64.7IDQ24mA2.82Vgm(1)(1)1.ms(毫西)

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也可以从gm2UGS(th)IDOIDQ240.6771.ms 2（∵当UGSQ2.82V时，IPQ0.677mA） （舍去不合理的UGSQ0.965V,IDQ1.07mA）

 电压放大倍数AugUUomgsRL ， RLRS//RL4.7K//4.7K2.35KΩ UU UigsoRgmUUUgmRL1.62.353.854gsLooAu0.79411.62.354.8541gmRLUiUgsUoUgsgmUgsRL 输入电阻ri（见图2-68所示）

riRg(Rg1//Rg2)47MΩ(22K//33K)47.013MΩ

输出电阻ro（见图2-69所示）

UU11gsTro609.75 IdgmUgsgm1.msroro//RS609.75//4700539.5

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