模电习题答案 - 下载本文

3-11放大电路如题3-73图所示,已知UCC?12V,Rb?360 k?, RL?Rc?2 k?,三极

管的Ube?0.7 V,β=60。试求: (1)计算静态工作点 (2)计算Au、Ri和Ro

(3)ui的有效值为多大时输出电压将出现失真?首先出现什么失真? 解:

(1)计算静态工作点,

?IBQ?UCC?0.712?0.7??0.03 mA,ICQ??IBQ?60?0.03 mA?1.8 mA

Rb360 k?IEQ?(??1)IBQ?61?0.03 mA?1.83 mA UCEQ?UCC?ICQRC?12?1.8 mA?2 k??8.4 V

(2)计算Au、Ri和Ro

共射放大电路Ri?rbe?200?(1??)?26mV26?200?(1?60)?1.067 k? IEQ1.83Ro?RC?2 k?

???(RL//Rc)?60?(2k//2k)Au????56.2

rbe1.067k (3)ui的有效值为多大时输出电压将出现失真?首先出现什么失真? 由于静态工作点UCEQ比较靠近截止区,uo幅度增大时,首先出现截止失真 另外因为交流负载线的斜率为

?iC111,而静态Q点????????uCERLRL//Rc1 k(UCEQ,ICQ)为(8.4 V,1.8 mA),在输出特性平面上,设交流负载线与uCE轴的交点为

则 UCE off?UCEQ??uCE?8.4 V?(?1)?(?1.8 mA)?1 k?10.2 V

UCE off,

所以,uo幅度大于UCE off?UCEQ?10.2?8.4?1.8 V(相应uo的有效值为

1.8?1.27 V)时,uo开始出现截止失真,此时,ui的有效值2U1.27Ui?o??0.02 V

Au56.2Uo?

3-14如题3-75图所示放大电路。三极管的电流放大系数为β=100,UBE=0.6V,UCC=18V,Rb1=39 kΩ,Rb2=13 kΩ,Rc=2.4 kΩ,Re1=100 Ω,Re2=1.1kΩ, Rs=500 Ω,RL=2.4 kΩ,Usm=500 mV。求:①接上和断开电容CE两种情况下的静态工作点IB、IC和UCE;②接上

?、输入电阻Ri和输出电阻Ro;③接上和断开电容CE时和断开电容CE时的电压放大倍数Au的输出电压Uo。 解:

①求,接上和断开电容CE两种情况下的静态工作点IB、IC和UCE

由于接上和断开电容CE不会影响静态工作点IB、IC和UCE,设三极管的基极电位为VB,

Rb213 kUcc??18?4.5 V,而UB?0.7?(Re1?Re2)?IEQ

Rb1?Rb239 k?13 kIEQUB?0.74.5?0.7 所以,IEQ???3.17 mA,IBQ??0.031 mA

Re1?Re21.1 k?0.1 k1?? ICQ?βIBQ?3.1 mA,

则,UB?UCEQ?(UCC?ICQRC)?(Re1?Re2)IEQ?(18?3.1 mA?2.4 k)?(1.1 k?0.1 k)?3.17 mA?6.76 V

?、输入电阻②接上和断开电容CE时的电压放大倍数AuRi和输出电阻Ro

(ⅰ)接上电容CE时,交流小信号等效电路为: 其中,小信号等效模型的参数

Rs+??Ii+I?1Ui??Ib?I2b+Ube?c?Ic??Ibrbee+RLUs-Rb1Rb2-Rc?IeUo-?-Re1rbe?200?(1??)

26 mV26?200?(1?100)??1.03 k?IEQ3.17Ri题3-20图 微变等效电路Ro?)(R//R)Uo(??I??(RC//RL)?100?(2.4//2.4)bCL?Au???????10.78

??UiIbrbe?(??1)IbRe1rbe?(??1)Re11.03?(100?1)?0.1Ri?Rb1//Rb2//(rbe?(??1)Re1)?39 k//13 k//(1.03 k?(100?1)?0.1 k)?5.2 k?

?Ro?RC?2.4 k?

(ⅱ)断开电容CE时,交流小信号等效电路为:

???IIIcbicb?rbe?Ib+I??I++12Rs?RL?Ubee?+UiRcUoR-e1?Rb1Rb2UsRe2---Ri类似前面,断开电容CE时,

Ro

CE题3-20图 中 开路时的等效电路??Au??(RC//RL)?100?(2.4//2.4)???0.98

rbe?(??1)(Re1?Re2)1.03?(100?1)?(1.1?0.1)Ri?Rb1//Rb2//[rbe?(??1)(Re1?Re2)]

?39 k//13 k//(1.03 k?(100?1)?(1.1 k?0.1 k))?9.03 k?

Ro?RC?2.4 k?

③接上和断开电容CE时的输出电压Uo (ⅰ)接上电容CE时, Aus?而Aus??Ri??5.2?(?10.78)??9.83 ?AuRi?Rs5.2?0.5Uo,所以,uo的有效值Uo?Us?Aus?0.5 V?9.83?4.92 V Us(ⅱ)断开电容CE时,Aus??Ri ??9.03A?(?0.98)??0.93 uRi?Rs9.03?0.5同理,uo的有效值Uo?Us?Aus?0.5 V?0.93?0.465 V

3-16在题3-77图所示放大电路中,已知UCC=20V,Rb=470kΩ,Re=4.7 kΩ,RL=4.7 kΩ,三极管β=100,静态时UCE=10V。试求:

(1) 静态的IB和IC;(2)三极管的输入电阻rbe及放大电路的输入电阻Ri;(3)若Rs=0,则

??U?U?及输出电阻Ro各为多少?(4)若Rs=8.2 电压放大倍数AusoskΩ,则电压放大倍数Aus?UoUs及输出电阻Ro各为多少?(5)若Rs=0,而RL=470 kΩ,则源电压放大倍数Aus?UoUs为多少?(6)比较(3) (4) (5)的结果,说明射级输出器的特点。 解:(1) 静态的IB和IC;

根据IBRb?0.7 V?(1??)IBRe?UCC可知

??????RbC1T?UCCRsC2usuiRe题3-22图RLuoIB?UCC?0.720?0.7??0.02 mA,

Rb?(1??)Re470 k?(1?100)?4.7 k?IbRs+?b+c?Ic??IbIC??IB?2 mA IE?(??1)IB?2.02 mA

(2)三极管的输入电阻rbe及放大电路的输入电阻Ri; 三极管的输入电阻

+?UbeUiRb--?Ie?rbeeUs-+?ReUo1RLrbe?200?(1??)26 mV26?200?(1?100)?1.5 k? IEQ2.02RiRo2题3-22 微变等效电路放大电路的小信号等效电路如下: 由图可见,放大电路的输入电阻

Ri?Rb//[rbe?(1??)(Re//RL)]?470 k//[1.5 k?(1?100)?(4.7 k//4.7k)]?158 k

??U?U?及输出电阻Ro各为多少? (3)若Rs=0,则电压放大倍数Ausos当Rs=0时,电压放大倍数

??(R//R)U(??1)I(??1)(Re//RL)obeL??Aus?Au?????r?(??1)I?(R//R)r?(??1)(R//R)UIibbebeLbeeL(100?1)(4.7 k//4.7 k)??1 1.5 k?(100?1)(4.7 k//4.7 k)r?Rb//Rs1.5 k?0)?4.7 k//()?0.015 k 输出电阻Ro?Re//(be1??1?100(4)若Rs=8.2 kΩ,则电压放大倍数Aus?UoUs及输出电阻Ro各为多少? 当Rs=8.2 kΩ时,电压放大倍数

???

??A??Ausu(??1)(Re//RL)RiRi??Ri?Rsrbe?(??1)(Re//RL)Ri?Rs

(100?1)(4.7 k//4.7 k)158 k??0.95

1.5 k?(100?1)(4.7 k//4.7 k)158 k?8.2 kr?Rb//Rs1.5 k?470 k//8.2 k输出电阻Ro?Re//(be)?4.7 k//()?0.095 k?

1??1?100?(5)若Rs=0,而RL=470 kΩ,则源电压放大倍数Aus?UoUs为多少?

?????A??Ausu(??1)(Re//RL)(100?1)(4.7k//470k) ??1

1.5k?(100?1)(4.7k//470k)rbe?(??1)(Re//RL)(6)比较(3) (4) (5)的结果,上述结果说明射级输出器输入电阻很大,有利于变化范围较大的负载;输出电压与输入电压同相位,且电压放大倍数近似为1。

4-10场效应管放大电路如例4-10图所示,已知FET开启电压UGS(th)?2 V,IDO?2 mA,其他参数如图所示。 (1)求静态工作点Q;

(2) 画出电路的微变等效电路; (3)求放大器的Ri、Ro、Au和Aus。

解: (1)求静态工作点Q

首先列方程组求静态点(UGS,ID)

题4-10 图??RG1210k10kRD30k?UDD+18VC2TC1RG3RsusuiRG256k1MuoRLC35.6kR6.2kUGS?UG?US?UDD?Rg2Rg1?Rg2?IDR …….(a)

UGS?1)2 …….(b)

UGS(th)另由场效应管特性曲线方程,有:ID?IDO(代入已知各参数,联立(a) (b)两个方程可解得:UGS?2.64 V,ID?0.2 mA (另一个解UGS?1 V?UGS(th),不符要求,略去) (2) 画出电路的微变等效电路

Ii ?IdRG3??RSUs?gmUgs?Ui ?RG1UgsRG2rdsRDUo RL?题4-10图 微变等效电路(3)求放大器的Ri、Ro、Au和Aus

(ⅰ)Ri?Rg3?Rg1//Rg2?1 M?210 k//56 k?1 M (ⅱ)Ro?Rd?30 k

?????

??(ⅲ)AuUoUi?(?gmUgs)(Rd//RL)Ugs???gm(Rd//RL)

而gm??U2IDO2?22.64(1?GSQ)??(1?)?0.64 mS

UGS(th)UGS(th)22Ri??A???3.29 AuuRi?Rs???0.64?(30所以,A k//6.2 k)??3.29 u?? (ⅳ)因为Ri??Rs,所以Aus

3-28 源极输出器电路如题3-86图所示,已知FET工作点出的gm?1 mS,其他参数如图所示。试求放大器的Ri、Ro、Au和Aus。 解:

①画出电路的微变等效电路如下:

gRs??dRg3?Us?UiR?Ugs?gmUgsg1Rg2sRRL?Uo②求放大器的Ri、Ro、Au和Aus (ⅰ)Ri?Rg3?Rg1//Rg2?2 M (ⅱ)计算Ro的等效电路如下:

gRs??

dRg3?Ugs?gmUgsI?Rg1Rg2sR?U???U?由KCL定律可知,I?gmUgs?,因为g、s极之间为交流开路,所以Ugs??U,

R?

??gU?U,所以U所以ImRo?R?I??????0,USRL??1(1?gm)R?R?0.92 k?

1?gmR (?UAu?o??U?iⅲ

(gmUgs)(R//RL)Ugs?(gmUgs)(R//RL)????)

?1 mS?(12 k//22 k)?0.89

1?1mS?(12 k//22 k)?gm(R//RL)1?gm(R//RL) (ⅳ)因为Ri??Rs,所以Aus?

Ri??A??0.89 AuuRi?Rs4-5 在题4-19(5-3)图所示的OCL电路中,已知UCC?12V,RL?16?,ui为正弦电压。求:

(1)在UCES?0时,负载可能得到的最大功率Pom;