思考题与习题2-答案.doc

思考题与习题22-1 放大电路负载上所获得的能量（即输出功率）远大于信号源送出的能量（即输入功率），是否违反了能量守恒定律？为什么？解 放大电路负载上所获得的能量（即输出功率）远大于信号源送出的能量（即输入功率），没有违反能量守恒定律。因为放大电路的本质是能量的控制和转换，在输入信号作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换为负载所获得的交流能量，从而使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。但从整体上看，输入、输出端交、直流能量的总和依然是守恒的。2-2 某放大电路中的对数幅频特性如题2-2图所示。试问该电路的中频电压增益、下限截止频率、上限截止频率以及通频带分别为多少？解 从波特图中可以读出频率响应的主要参数。由图可知，因此；下限频率约为，上限频率约为，通频带。2-3 填空：解（1）测得PNP三极管的各极电位分别为UB = 3V，UC = 2.8V，UE = 2.7V，可以判定该三极管工作在（饱和）状态，三极管是（锗）管，其静态工作点（偏高）。（2）（共射）组态三极管放大电路既能放大电压也能放大电流，（共射）组态三极管放大电路反相放大电压信号，（共集）组态三极管放大电路最适合作为隔离电路使用。（3）当放大电路的负载电阻增大时，放大电路的输出电阻（不变）；当放大电路的信号源内阻减小时，放大电路的输入电阻（不变）；当放大电路的输入信号在动态范围内变化时，其电压增益在理想情况下（不变）。（4）若三极管放大电路中，测得uBE =0.02V，iB =10A，iC =490A，则该三极管的rbe =（2000）， =（49）， =（0.98）。（5）若差分放大电路的两个输入信号分别为ui1=10mV、ui2=6mV，则电路的差模输入电压uid为（ 4 ）mV，差模信号为（ 2 ）mV，共模信号为（ 8 ）mV。（6）若差分放大电路的两个输入信号分别为ui1=10mV、ui2=6mV，单端输出时的差模增益Aud=20，共模增益Auc=-0.05，则该差分放大电路从（T2）管集电极输出，输出交流电压uo=（79.6）mV，共模抑制比为（ 400）。（7）OCL乙类功放为（共集）组态放大电路，OCL甲乙类功放可克服OCL乙类功放的（交越）失真。（8）CMOS门电路的输出高电平和输出低电平标准值分别为（UDD）和（0V），TTL逻辑门的输出高电平和输出低电平标准值分别为（3.6V）和（0.3V）。2-4 试判断题2-4图所示电路能否正常放大，并说明理由。解 （a）不能，发射结反偏。（b）不能，输入信号被旁路。（c）不能，无集电极电阻，使得交流输出电压恒为零。（d）能，交、直流通路均正确。2-5 电路如题2-5图所示。设三极管的，、可忽略不计，试分析当开关K分别接通A、B、C三个位置时三极管的工作状态，并求出相应的集电极电流。解 管子临界饱和时的集电极和基极电流分别为：， 下面利用电流关系判定法进行判断。（1）当K接通A位置时，有 ，所以三极管工作于饱和区，。（2）当K接通B位置时，有所以三极管工作于放大区，。（3）当K接通C位置时，因为发射结反偏，三极管工作于截止区，。2-6 共射放大电路如题2-6图所示。已知，三极管的，。（1）画出电路的直流通路，并估算电路的静态工作点（Q点）；（2）画出电路的交流通路和小信号等效电路，并估算电路的电压放大倍数、输入电阻ri、输出电阻ro和源电压放大倍数；（3）当时，电路的最大不失真输出电压幅值是多大？此时若继续增大，电路将首先出现何种性质的失真？失真发生在输出波形的顶部还是底部？此时增加发射极电阻能消除该种失真吗？为什么？增加后又会影响到哪些动态参数的变化？解 （1）直流通路见题2-6解图a，静态工作点Q为（2）交流通路和小信号等效电路见题2-6解图b和c。（3）电路空载时，直流负载线和交流负载线重合，所以最大不失真输出电压幅值为4.8V。若继续增大，电路将首先出现饱和失真，表现为底部失真。增加发射极电阻能够消除该种失真，因为电路出现饱和失真说明Q点偏高，而增加后的静态基极电流即数值减小，Q点下移。增加后会使电压放大倍数的数值减小，输入电阻增大，即2-7 电路如题2-7图所示。已知，三极管的,，rbb。（1）画出电路的直流通路，并估算电路的静态工作点（Q点）；（2）画出电路的交流通路和小信号等效电路，并估算电路的、ri和ro；（3）若电容CE开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？（4）若改用的管子，分析Q点将如何变化；（5）若电阻开路，且,，重画直流通路并估算电路的静态工作点。解 （1）电路的直流通路见题2-7解图a，直流基极电位为 因此，电路的静态工作点为（2）电路的交流通路和小信号等效电路见题2-7解图b和c。（3）若电容CE开路，将引起|减小，增大，即（4）当改用b200的三极管时，ICQ和UCEQ基本不变，但IBQ明显变小，即（5）若电阻开路，且,，将题2-7解图a的断开即为直流通路。此时电路的静态工作点估算如下： 2-8 画出表2-1中共基组态放大电路的小信号等效电路，并推导证明表2-1中给出的电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro的估算公式。 解 电路的小信号等效电路见题2-8 解图。估算公式推导证明如下：2-9 射极输出器如题2-9图所示。已知，三极管的，。（1）画出其交流通路和小信号等效电路，指出其组态；（2）推导电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro的估算公式，说明输出电压与输入电压的相位关系； （3）求解时的、ri和ro； （4）求解时的、ri和ro。解（1）交流通路和小信号等效电路如题2-9解图1所示，电路为共集组态。（2）推导电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro的估算公式：输出电阻可采用外加电压求电流的方法求得，如题2-9解图2所示。（3）时，、ri和ro分别为（4）时，、ri和ro分别为2-10 已知题2-10图所示电路中场效应管的静态漏极电流，在工作点处的跨导1mS，夹断电压。 （1）画出电路的直流通路，指出电路的偏置方式，并估算静态工作点和的数值；（2）画出电路的交流通路和小信号等效电路，指出电路的组态，并计算电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro；（3）若开路，将变为多大？解 （1）电路的直流通路如题2-10解图a所示，电路为分压式偏置方式。估算和的数值：（2）电路的交流通路和小信号等效电路如题2-10解图b、c所示。电路为共源组态，电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro分别为（3）若开路，则源极和地之间接入电阻，使得数值减小，变为 2-11 画出表2-2中共漏组态电路的交流通路和交流等效电路，推导证明表2-2中该电路电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro的计算公式。解 交流通路和交流等效电路如题2-11解图1所示。 表2-2中该电路电压放大倍数和输入电阻ri的计算公式推导如下：ro的求解可采用外加电源电压法，如题2-11解图2所示。2-12 差分放大电路如题2-12图所示。已知，T1、T2特性对称且，rbb1 rbb2，试回答以下问题：（1）静态时T1、T2的、为多少？假设、上的电压可忽略。（2）求解差模电压放大倍数和共模电压放大倍数；（3）当减小时，是否会影响和的数值？解（1）静态时，忽略、上的电压时，可得T1、T2的、为（2）由图可见，电路为双端输出、空载， 由于因此，差模电压放大倍数为双端输出时的共模电压放大倍数为。（3）当减小时，由于说明、增大，使得减小，于是增大。但因电路为双端输出，故的变化并不影响，即仍为零。2-13 差分放大电路如题2-13图所示。已知，场效应管的跨导gm为2mS，试求解差模电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro。解由图可见，差分放大电路由增强型NMOS对管通过电流源耦合而成，为双端差模输入方式，由于电路为双端输出、空载，故差模电压放大倍数为AdgmRD40 由于栅极电流为零，故输入电阻为 双端输出时的输出电阻为ro2-14 OCL互补对称输出电路如题2-14图所示。已知，T1、T2的临界饱和管压降，。 （1）负载上的最大不失真功率为多大？ （2）当输出电压出现交越失真时，应调整电路中哪个元件才能消除？怎样调整？（3）用Multisim软件仿真该电路，观察是否存在交越失真。解（1）（2）当输出电压出现交越失真时，应增大，从而使、发射结的正向偏置电压加大，直至交越失真消除。（3）用Multisim软件仿真该电路，不存在交越失真。2-15 题2-15图所示电路为一种CMOS集成逻辑门，已知两个输入信号都只能取0V或UDD两种数值。试列出