模拟电子技术基础学习指导和习题集解答(谢红主编)第二章

1、 第二章 思考题与习题解答2-1 判断正确()与错误(×)。电路的静态是指：(1)输入交流信号的幅值不变时的电路状态。( )(2)输入交流信号的频率不变时的电路状态。( )(3)输入交流信号且幅值为零时的状态。( )(4)输入端开路时的状态。( )(5)输入直流信号时的状态。( )目的 澄清静态的概念。解 (1) ×。因为这是动态概念。(2) ×。理由与(1)相同。(3) 。即当时的状态，也就是正弦波过零点对应的状态就是静态。(4) ×。输入端开路时不能保证的条件，可能有干扰信号从输入端窜入，因此不能保证静态。(5) ×。这仍然是动态概念。2-

2、2 试判断图题2-2(a)(i)所示各电路对交流正弦电压信号能不能进行正常放大，并说明理由。图题2-2目的 检查放大电路是否能正常放大。分析 一个能正常工作的放大电路应该同时满足四个原则，缺一不可。这就是：e结正偏，c结反偏。由直流电源与保证。信号能输入。信号能输出。波形基本不失真。由合适的工作点保证。检查一个电路，只要有一个原则不满足就不能正常放大。解 图(a)不能正常放大。因为的极性接反了，使e结反偏。图(b)不能放大。原因是极性接反了，使c结正偏。图(c)不能放大。因为=0，使信号通过短路线以及对地交流短路，加不到晶体管上，从而=0。图(d)不能放大。因为e结处于零偏置。图(e)能正常工

3、作。因为四个原则均满足。图(f)不能放大。因为电容C有隔直作用，使不能在上产生偏置电流，即=0，工作点不合理。图(g)不能放大。因为将信号对地直接短路，不能输入到晶体管上。图(h)不能放大。因为=0，信号不能输出。图(i)能放大。四个原则均满足。其中二极管起温度补偿作用。 2-3 电路如图题2-3所示，三极管为3AX21，=100，=9 V，晶体管参数=50，0.2 V。图题2-3(1)要求,=?(2)要求，=5 V，=?(3)如果基极改为由电源供电，工作点不改变，则值应改为多少?目的 已知静态工作点反算电路参数。分析 这是一个由PNP锗管构成的放大电路。计算时与求NPN管相同，、均不要代入负

4、号。单位：，V;用。解 (1)100=4.2 V(2)(3)图题2-42-4 如果放大电路的接法如图题2-4所示，其中=120 k，=1.5 k，=16 V,三极管为3AX21，它的=40，=0。(1)求静态工作点处的、值。(2)如果原来的三极管坏了，换上一只=80的三极管，试计算此时的静态工作点有何变化?电路能否达到改善放大性能的目的?为什么?目的 已知电路参数计算静态工作点。分析 这是一个由PNP锗管组成的简单供偏共射电路。求、时只需在前面加上负号即可。解 (1)从入手。(2)不变。可见，管子已经饱和了，无放大作用。原因是该电路的静态工作点不稳定，与值有关。当值增加时，Q点向饱和区移动。2

5、-5 已知图题2-5(a)中：,，=10 V。三极管的输出特性如图2-5(b)所示。图题2-5(1)试用图解法求出电路的静态工作点，并分析这个工作点选得是否合适。(2)在和三极管不变的情况下，为了把三极管的管压降提高到5 V左右，可以改变哪些参数?如何改变?(3)在和三极管不变的情况下，为了使,=2 V，应该改变哪些参数?改成什么数值?目的 用图解法合理安排Q点。解 (1)图解Q点：用两点法画出直流负载线。具体做法是由直线方程求两个截距：=0时，=10 V；=0时，连接两点(0，1)与(10，0)的直线为直流负载线，其斜率为。估算静态电流，则所对应的输出特性曲线与直流负载线的交点即为Q点，如图

6、(b)中虚线所示。由图示可知，Q点靠近饱和区。(2)改变和c。有三种改法：(a)不变，使减小，从而使增加。(b)不变，使增加，就减小，也减小，从而使增加。用箭头表示法可写成：(c)同时使减小，增加，也能把提高到5 V左右。(3)先在输出特性曲线族上图解得到值，再计算与的数值。在图(b)上先在平行等距区域(放大区)固定一个=6 V，取，对应找到，由的定义式可得=502-6 在图题2-6(a)电路中，若已知，,=8 V,三极管3AG21的输出特性如图2-6(b)所示。输入特性如图题2-6(c)所示，试用图解法求电压放大倍数。(注：应选线性程度较好的线段，值可用估算法求出)图题2-6如果输入信号是交

7、流正弦波，那么不失真(即未饱和、未截止)的输出电压、电流(变化量的有效值)各是多少?目的 用图解法可以确定电路的电压放大倍数。分析 本题的特殊性在于放大电路处于开载情况，此时交、直流负载线是重合的。解 (1)估算。(2)图解值，并计算。=50(3)作直流负载线，确定Q点。=8 V连接两个截距,=8 V的直线为直流负载线，并与的输出特性曲线的交点为Q点。(4)作交流负载线，估算。本题交流负载线与直流负载线重合，无需再画。负载线与及的两个交点之间的斜线在横坐标上的投影约为0.5 V和5.6V，故1.5 V，3.8 V，不失真动态变化范围。(5)在图(c)上估算。，过作水平线与输入特性曲线(1 V5

8、 V)的交点为Q点；、时分别与输入特性曲线的交点垂直对应横坐标之间的距离即为0.04 V。(6)计算、值。=75=1.5 V1.06 V说明 由于作图误差，本题答案只作参考。2-7 如果在图题2-6(a)电路的输出端并联一个负载。(1)试分析此时电压放大倍数应是多少?交流负载线有什么变化?(2)求最大不失真的输出电压有效值和集电极电流变化量的有效值。目的 练习图解法。解 (1)电路带载后，其交流负载线变陡，电压放大倍数变小。交流负载线的具体画法：先计算=5 V连接Q点与点的直线为交流负载线，也作在图题2-6(b)上。同理，比较不失真动态变化范围可得到，=0.04 V，于是=50(2)=1 V0

9、.7 V说明 以上答案均为参考值。2-8 判断下面的提法是正确()或错误(×)。(1)图解法比较适于解决的问题：输入、输出均为小信号时电路的交流性能；( )输入正弦波信号时的输出波形；( )输出为大信号时的幅值与波形；( )输入为高频信号时的情况；( )静态工作点的设置情况；( )输入为低频信号时的情况。( )(2)h参数等效电路法较适于解决的问题：( )输入、输出均为小信号时电路的交流性能；( )输入正弦波信号时的输出波形；( )输出为大信号时的幅值与波形；( )输入为高频信号时的情况；( )静态工作点的设置情况；( )输入为低频信号时的情况。( )目的 明确图解法与h参数等效电路

10、法的适用情况。解 (1)×，功放是大信号时也用图解法；×；。(2)；×，当输出有削波失真时不行；×，等效的条件必须是小信号；×，高频时应该用混合参数型等型电路；×，h参数等效电路是针对交流而言的，而静态工作点是直流问题；。2-9 画出图题2-9(a)（e）各电路的直流通路，并估算它们的静态工作点。图题2-9(a)=50,=0.7 V;(b)=40,=0.2 V;(c)=60,=0.7 V;(d)=50,=0.7V;(e)=100,=0.6 V目的 熟练求Q点。分析 画放大电路直流通路的方法：将电路中的隔直元件(包括耦合电容和旁路电容)

11、断开，保留其他部分就是直流电路。图题2-9 答案图解 各电路的直流通路如图题2-9的答案图。求各电路的静态工作点：图(a)：从入手。=4.4 V图(b):图(c)：=4.06 V图(d):=4.8 V图(e)：有两种方法求解。法一：=3.8 V法二：解联立方程组解出,=3.8 V，于是。图题2-102-10 放大电路如图题2-10(a)所示，其中,，,=15 V。晶体管的输出特性如图题2-10(b)所示。(1)在图题2-10(b)中画出直流负载线。(2)定出Q点(设=0.7 V)。(3)在图题2-10(b)中画出交流负载线。(4)定出对应于由(0100)时，的变化范围，并由此计算(正弦电压有效

12、值)。目的 画交、直流负载线。解 (1)直流负载线的画法与题2-6相同。本题中，=15 V,连接这两点的直线为直流负载线，如图(b)中虚线所示。其斜率为。(2)估算，过作水平线与直流负载线的交点为Q点，Q点所对应的横坐标为7 V。，其中值可在图(b)中图解得到。(3)交流负载线的画法与题2-6相同。=9.6 V连接Q点与点的直线为交流负载线，如图(b)中的实线所示。其斜率为。(4)交流负载线与的输出特性曲线的交点垂直对应到横坐标上约是9.5 V；交流负载线与的输出特性曲线的交点垂直对应到横坐标上约为5 V。因此=4.5 V。=2 V1.42 V2-11 放大电路如图题2-11(a)所示，其中,

13、=12 V，晶体管的输出特性如图题2-11(b)所示。图题2-11(1)在输出特性上画直流负载线，如要求，确定此时的Q点，对应的有多大?(2)若调节到150，且的交流分量为，画出及的波形图，这时出现什么失真?(3)若调节到600，且的交流分量，画出及的波形图，这时出现了什么失真?(4)在图题2-11(a)中，为什么要用一个电位器加一个固定电阻串联组成?只用一个电位器行不行，会有什么不良后果?目的 用图解法分析波形失真。解 (1)，=12 V。连接这两点的直线为直流负载线，如图(b)中虚线所示。其斜率为。再过作水平线与直流负载线的交点为Q点。Q点所对应的=6 V。在Q点附近图解=45计算(2)当

14、=150时，计算：的输出特性曲线与直流负载线的交点为Q点。显然，Q点靠近饱和区。以Q为平衡位置画波形，会出现上削波；波形为下削波，即饱和失真。读者可以自行画出、的波形。(3)当=600时，工作点靠近截止区。此时波形为下削波，波形出现上削波，即为截止失真。(4)为了防止电位器短路时+直接加到管子的b、e极间会损坏晶体管，因此在使用电位器时必须串接一个固定电阻共同组成偏置电阻。图题2-12 答案图(a)饱和失真(下削波)；(b)饱和失真(上削波)；(c)截止失真(上削波)；(d)截止失真(下削波)2-12 在上题中，如三极管改用PNP管(电源和电容、的极性已作相应改变)，当PNP管的特性与上题NP

15、N管相同(只是相应的+、符号改变)，而且工作点的变化及基极输入电流也与上题相同时，分析此时在示波器上观察到的波形是否与上题相同。分别定性地画出采用NPN管和PNP管时在示波器上应观察到的波形，并作出比较。目的 比较NPN与PNP管在波形失真上的不同。解 (1)=150时，出现上削波，对应饱和失真性质。(2)=600时，出现下削波，对应截止失真性质。与题2-11的结果相比可知，NPN管与PNP管的失真情况相反，如图题2-12答案图所示。2-13 在图题2-10(a)电路中，设三极管为3DG4，=30，电路参数=10，=51,=3,=，=12 V。(1)计算、和；(2)如果换上一只=60的同类型管

16、子，估计放大电路是否能工作在正常状态?(3)如果温度由10 上升至50 ，试说明(对地)将如何变化(增加、减少或基本不变)?(4)如果换上PNP型三极管，试说明应做出哪些改变(包括电容的极性)，才能保证正常工作。若仍为30，你认为各静态值将有多大的变化?引起这种变化的原因是什么?目的 工作点稳定电路的分析与计算。解 (1)从入手。12=1.97 V=3.11 V(2)如果换上=60的同类型管子，放大电路仍能够工作在正常状态。因为此时、均不变，只是=42.3变小了，但不影响Q点的位置。也就是说，这样的电路工作状态与值无关，便于维护修理及大批量生产。(3)如果温度升高，将基本不变。因为有起直流负反

17、馈作用，反馈过程如下：当当基本稳定时，也基本稳定。(4)当换上PNP管时，则、性均反接。=30时，比原来增加了。1 V，可见管子饱和了，原因是改变了。2-14 判断正确()与错误(×)。(1)分析放大电路时，常常采用交、直流分开的分析方法。这是因为：晶体管是非线性器件；( )电路中存在着电容；( )电路既有交流成分，又有直流成分；( )交流成分与直流成分变化规律不同；( )在一定条件下，电路可视为线性电路，因此，可用叠加定理。( )(2)在直流通路中只考虑：直流输入信号的作用；( )直流电源作用。( )(3)在交流通路中只考虑：直流输入信号的作用；( )直流输入信号中变化量的作用；(

18、 )交流信号的作用。( )(4)电路中各电量的交流成分是由交流信号源提供的。( )目的 澄清直流与交流的问题。解 (1)×；×；×；×；。(2)×；。(3)×；。(4) 。2-15 选择合适的答案填空。(1)某个处于放大状态的电路，当输入电压为10 mV时，输出电压为7 V；输入电压为15 mV时，输出电压为6.5 V(以上均为直流电压)。它的电压放大倍数为 。(700，100，100)(2)两个=100的放大电路和分别对同一个具有内阻的电压信号进行放大时，得到=4.85 V，=4.95 V。由此可知，放大电路 (，)比较好，因为它的

19、 (a.放大倍数大；b.输入电阻大；c.输出电阻小)。向信号源索取的电流小。设所接负载电阻相同。(3)两个放大电路和分别对同一个电压信号进行放大。当输出端开路时，输出电压同是5V，都接入2负载后，下降为2.5 V，下降为4 V。这说明放大电路的输出电阻约为 ，放大电路的输出电阻约为 。(2,0.5,10)比较两个放大电路， 的带负载能力较强。(，)目的 计算放大电路的交流参数。解 (1)100。因为100。(2),b。(3)2,0.5,。用公式计算、两个放大电路的输出电阻。=2=0.52-16 设图题2-16(a)电路中，三极管的=60，=530，=5，=6 V。(1)估算静态工作点；(2)求

20、值；(3)画出放大电路的中频等效电路；(4)求电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。图题2-16(a)电路图；(b)答案图目的 求简单供偏的共射放大电路的直、交流参数。解 (1)求Q点，从入手。5=3 V(2)用公式求。=300+(1+60)×=2.9(3)放大电路的中频等效电路如图题2-16(b)答案图。(4)求交流参数。2-17 放大电路如图题2-17(a)所示。设三极管的=140，=2.5，=10,=2，=1.5，=750,=15 V。(1)求该电路的电压放大倍数、输入电阻及输出电阻各为多少?(设=0)(2)若考虑=10时，求电压放大倍数。(3)从以上两种放大倍数的计算结果得到什么

21、结论?(4)若将断开，画出此时放大电路的h参数微变等效电路，并求和。说明对及的影响?(5)在(1)的条件下，若将图2-17(a)中的输入信号的幅值逐渐加大，你认为用示波器观察输出波形时，将首先出现图题2-17(b)、(c)中所示的哪种形式的失真现象?应改变哪一个电阻器的阻值(增大或减小)来减小失真?图题2-17图题2-17 (4)小题的答案图(h参数微变等效电路)图题2-17 (5)小题答案图目的 研究对电压放大倍数的影响以及对交流参数的影响。解 (1)当=0时，计算交流参数：15=3 V =300+(1+140)×=1.5=0.86因此=0.86(2)当=10时，则电压放大倍数：(

22、3)比较与，显见。说明上消耗一部分信号，使得电压放大倍数减小了，我们希望越小越好。(4)若将断开，中也流过交流电流，在h参数微变等效电路中必须画出，如图题2-17(4)小题的答案图(h参数微变等效电路)。计算交流参数：1.12可见，使减小，使增大，这是交流负反馈作用所致。(5)先计算Q点，并过Q点作交流负载线。比较与的大小，再断定出现什么样的失真。由(1)的计算得知，则8.8V在自立坐标系中标出Q点的位置。再计算0.86=9.2 V连接Q点与点的直线为交流负载线。设管子的饱和压降=0，比较=6.5 V=2.666 V2.7V显然，6.5 V>2.7 V。如果幅值逐渐加大，首先出现截止失真

23、，对于NPN管为上削波，即图(b)的失真波形。图解情况如图题2-17(5)小题答案图。调节消除截止失真。2-18 设图题2-18中三极管的=100，=0.6 V，=100，=33,=100,=4,=3,=1.8,=200,=10 V。图题2-18(1)求静态工作点；(2)画出h参数微变等效电路；(3)求；(4)求及各为多少?(5)求。目的 计算带的共射电路直、交流参数。解 (1)求Q点。从入手：2.5 V=0.95(3+0.2+1.8)=5.25 V(2)h参数微变等效电路如图题2-18(2)小题答案图。图题2-18 (2)小题答案图(3)求电压放大倍数。其中 =100+(1+100)代入上式

24、可得6.5(4)求及。 (5)求。图题2-192-19 共集电路如图题2-19所示。设晶体管的=50, =200，=3.8，=5，VBB=7.3 V, =12 V。(1)计算Q点的数值；(2)画出交流等效电路，并计算、及。目的 计算直接耦合的共集电路的直、交流参数。解 (1)计算Q点。从入手：=5.5 V(2)交流等效电路如图题2-19(2)小题答案图。图题2-19 (2)小题答案图=200+(1+50)=0.98<1本题验证了共集电路具有三大特点，即Au<1，表现电压跟随性质；高；低。2-21 如图2-21(a)所示电路，已知=5,=4 V,=20V，=2 M，=3,=1.5，=

25、1，=0.5 V。图题2-21(a)放大电路；(b)交流等效电路(答案)(1)画出交流等效电路；(2)求交流参数、及值。目的 求由N沟道结型场效应管构成的自偏式共源电路的交流参数。解 (1)放大电路的交流等效电路如图题2-21(b)所示。(2)求交流参数这个结果比由双极型管构成的共射电路小得多。原因是。输出电阻的求法与共射电路类似，由漏极电阻(相当于)决定。2-22 如图题2-22(a)所示电路，已知=5,=4 V , ,=10 V，=10，=91，=510，=3，=2,、足够大，=3，2.4 V。图题2-22(a)放大电路；(b)交流等效电路(答案)(1)画出交流等效电路；(2) 求交流参数

26、、及。目的 计算由N沟道耗尽型MOS管构成的分压供偏式共源放大电路的交流参数。解 (1)交流等效电路如图2-22(b)所示。(2)求交流参数，先求跨导gm值。2-23 如图题2-23(a)所示场效应管放大电路。设，画出交流等效电路，计算放大倍数、输入电阻、输出电阻。图题2-23(a)放大电路；(b)交流等效电路(答案)目的 计算带交流负反馈电阻的自偏式共源电路的交流参数。解 (1)交流等效电路如图题2-23(b)所示。(2)求交流参数。图题2-24 2-24 场效应管源极输出电路如图题2-24所示，已知=4 V , =2，=+15 V, =1，=8，=1，计算：(1)静态工作点Q；(2)输入电

27、阻及输出电阻；(3)电压放大倍数。目的 求源极输出器(共漏电路)的交流参数。解 (1)求Q点解联立方程组解出 V计算 =12.6 V说明 求场效应管放大电路的静态工作点需解非线性联立方程组，比较麻烦，不是本课程教学要求，一般不适合留作业，仅供参考。(2)求输入电阻与输出电阻其中 (3)求电压放大倍数可见，源极输出器也具有输入电阻高、输出电阻低、放大倍数小于近似等于1的三大特点，相当于电压跟随器。2-25 填空题(1)差动放大电路的特点是抑制 信号，放大 信号。(2)集成运放的输入级几乎毫无例外都是由 放大电路组成。目的 复习概念。解 (1)共模，差模。(2)差动。图题2-272-27 设图题2

28、-27中的滑动端位于中点，三极管的=100，试求：(1)静态工作点；(2)差模电压放大倍数；(3)差模输入电阻和差模输出电阻。目的 求双入双出长尾式差放电路的静态与动态参数。解 (1)求Q点，从长尾入手：(忽略上的压降，认为滑端处为0.7 V)。36=5.46 V 0.687 V管子仍能导通。可见，上的压降是可以忽略的。(2)因为差放是双端输出，其差模电压放大倍数与单管放大电路相同。 (3)求与。=36.12-28 差动放大电路如图题2-28(a)所示，已知=100,=0.7 V,，试求差模电压放大倍数，并画出差模信号交流通路。图题2-28(a)差放电路；(b)差模交流通路(答案)目的 画差模交流通路，计算不带的长尾电路的差模放大倍数。解 画差模交流通路的方法：将E点差模接地。因为上无差模电流流过，负电源的差模内阻极小，近似对地短路，因此E点相当于差模地电位。将+6 V处也作差模地处理。理由与负电源相同。保留其他电路结构。差模交流通路如图题2-28(b)所示。差模电压放大倍数为图题2-292-29 差动放大电路如图题2-29所示，已知两管的=100，=0.7 V，试计算：(1)静态、管的集电极电流、和集电极电位、;(2)求电路的差