第三章习题解答

习题：习题： 3.1 讨论题： （1）什么是频率特性？什么是上截止频率、下截止频率？什么是通频带？ 为什么要讨论频率特性和带宽（BW）？ （2）如何测定一个放大电路的频率特性？如何画出频率特性曲线（波特 图）？ （3）晶体管、MOS 管和场效应管的高频等效模型是怎样的？ （4）如何利用开路时间常数法求增益函数主极点，进而求解放大电路的上 限频率、下限频率，从而计算通频带 BW？ （5）如何利用密勒定理求增益函数主极点，进而求解放大电路的上限频率、 下限频率，从而计算通频带 BW？ （6）如果放大电路的频率特性不满足要求，应该怎么办？如何加频率补偿 电容？ （7）如果放大电路的通频带很窄？有办法展宽吗？对于放大电路，是通频 带越宽越好吗？ 解： （1）受电抗元件的影响，随着正弦输入信号频率的变化，放大电路的增益幅 值及相位也会变化。电路的增益和相移是频率的函数，这种函数关系就是放大电 路对不同频率正弦输入信号的稳态响应特性，称为频率特性或频率响应。 含有耦合电容的高通网络，高频响应好，低频响应差，因此存在一个下限截 止频率；含有极间电容的低通网络，低频响应好，高频响应差，因此存在一个上 限截止频率。从中频段降低时，增益的幅值及相位都变化，当增益A( ) 降到 为最大增益 m A的 1 0.707 2 时，用对数表示A( ) ，即比 m A降低 3dB 时，所对应 的频率，用 L 表示，称为下截止频率；从中频段增加时，A( )和( ) 亦随之 变化，当A( ) 比 m A降低 3dB 时，所对应的频率，用 H 表示，称为上截止频率。 在上截止频率与下截止频率之间的频率范围(中频区)称为阻容耦合放大器的通 频带，用 BW 表示。 根据频率特性可以比较直观地评价系统复现信号的能力和过滤噪声的特性。 （2）实际中以正弦信号作为试验信号，在所考察的频率范围内选择若干个 频率值，分别测量各个频率下输入和稳态输出正弦信号的振幅和相角值。输出与 输入的振幅比值随频率的变化特性是幅频特性， 输出与输入的相角差值随频率的 变化特性是相频特性。利用零极图，根据几何作图的方法，能够逐点描迹，得到 放大电路的稳态频率特性。 （3）（7）请同学们参考相关章节。 3.2 填空题： （1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率特性， 条件是 。 A.输入电压幅值不变，改变频率 B.输入电压频率不变，改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化 （2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ，而低频 信号作用时放大倍数数值下降的原因是 。 A.耦合电容和旁路电容的存在 B.半导体管极间电容和分布电容的存在。 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适 （3）当信号频率等于放大电路的 fL或 fH时，放大倍数的值约下降到中频时 的 。 A.0.5 倍 B.0.7 倍 C.0.9 倍 即增益下降 。 A.3dB B.4dB C.5dB （4）对于单管共射放大电路，当 ffL时， o v与 i v的相位关系是 。 A.45 B.90 C.135 当 ffH时， o v与 i v的相位关系是 。 A.45 B.135 C.225 （5）当输入信号频率为 fL和 fH时，放大倍数的幅值约下降为中频时的 倍，或者是下降了 dB。 （6）在不同组态的基本放大电路中，频率特性好的组态是 。 A共射极放大电路 B共集电极放大电路 C共基极放大电路 （7）放大电路的放大倍数是信号频率的函数，这种函数关系称为 。其 中幅值和频率的关系称为 ，相位与频率的关系称为 ，在画特性曲线时 常采用对数坐标，称为 . （8）如图 P3.2(8)所示为某单级共射电路幅频特性，由此可知该电路中频 电压放大倍数| u A |=_、上限频率 fH=_，下限频率 fL=_、当信号频 率为 fH时电路将产生_（超前或滞后）附加相移_度，此时电路实际增 益为_dB。 40dB 20dB 20/dB dec 0110 100 Z kH 图 P3.2(8) （9）已知某放大电路的波特图如 P3.2(9)所示，填空： （1）电路的中频电压增益 20lg| m u A | dB， m u A 。 （2）电路的下限频率 fL Hz，上限频率 fH kHz. （3）电路的电压放大倍数的表达式 u A 。 60dB 40dB 20dB 0dB 0110 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 f Z H 20/dB dec 20/dB dec 40/dB dec 图 P3.2(9) 解： （1）A（2）B；A（3）B；A（4）C；C（5）0.7；3（6）B（7）频率特性； 幅频特性；相频特性；波特图（8）100；10kHz；0；超前；135；37（9）60； 1000；10；10； 3.3 已知(1)(21)分别为某级联放大电路的开环电压增益传递函数，试分别 绘制它们的幅度波特图、相位波特图，并求出频率为零时的电压增益函数幅值 Av(0)，下截止频率 fL，上截止频率 fH及电压增益幅值的最大值 Avm。 (1)Av(s) = 13 76 100 10 (10 )(10 )ss (2)Av(s) = 15 (23) (345)(150) ss ss (3)Av(s) = 5 (21)(81)ss (4)Av(s) = 2 10(1) s s (5)Av(s) = 2 200 (1)(1 10 )sss (6)Av(s) = 10 (1 0.1 ) s (7)Av(s) =0.11s (8)Av(s) = 0.1 0.051 s s (9)Av(s) = 2 50 (0.011)ss (10)Av(s) = 100 (1001)(0.011)sss (11)Av(s) = 100 (1)(0.11)ss (12)Av(s) = 40(0.51) 1 (21)(1) 30 s sss (13)Av(s) = 10(2) (1)(10) s ss (14)Av(s) = 2 10(0.2) (0.1) s ss (15)Av(s) = 10 (1)s s (16)Av(s) = 100 (0.21)ss (17)Av(s) = 50 (0.21)(2)(0.5)sss (18)Av(s) = 100(1) (0.11)(0.51)(0.81) s ssss (19)Av(s) = 10 (0.11)(0.251)sss (20)Av(s) = 10 (0.21)(1)sss (21)Av(s) = 45 200 (1)(1)(1) 5102.5 10 s sss 解： （1） （2） 11.5151501500 20 （dB） 10 11.5151501500 90 （度度） 45 0.15 0.15 -10 -20 -30 -40 -43.5 -45 -90 135 +20dB/十倍频 -20dB/十倍频 45度/十倍频 -90度/十倍频 -45度/十倍频 +40dB/十倍频 3.4 从低频段起，将实验所得的对数幅频曲线用斜率为0/dB dec 、 20/dB dec、40/dB dec，等直线分段近似，获得对数幅频特性渐近曲线， 由对数幅频渐近特性曲线可以确定最小相位条件下系统的传递函数。 已知图 P3.4 中的幅度对数频率特性曲线幅值波特图(a)(i)， 要求确定开 环传递函数。 20dB 20/dB dec 010 a 010 20/dB dec b d c 20/dB dec 20/dB dec 0 0 10 100 20 50 60/dB dec 20/dB dec 20/dB dec 40/dB dec 40/dB dec 60/dB dec 0.01 100 0 0 1 10 e f 2 c1 1 1 2 3 3 2 40dB 0 00 20/dB dec 20/dB dec 20/dB dec 40/dB dec 40/dB dec40/dB dec 20/dB dec g h i 图 P3.4 解： （a） ( ) 10 1 10 v s A s （b） ( ) 1 10 v s s A （c） ( ) 10(1) 20 v s s A s （d） ( ) 2 50 (1) 100 v s A s s （e） ( ) 2 100 (1)(1) 10100 v s A ss s （f） ( ) 100 (1)(1) 10 v s A s s （g） ( ) 12 100 (1)(1) v s A ss （h） 2 3 1 ( ) 2 2 (1) (1) v s s A s s （i） ( ) 1 23 (1)(1) v s s A ss 3.5 设某集成运算放大器的 Av(s)中有三个极点：- 1 p= 1p =21kHz， - 2 p= 2p =2100kHz， - 3 p= 3p =22MHz， Avd(0)=106，试画出它的幅频波特 图和相频波特图。 解： 6 ( ) 123 10 (1)(1)(1) v s ppp A sss ， 幅频 222 123 () ()12020lg 1 ()20lg 1 ()20lg 1 () v ppp AjdB ， 相频 123 ( )0arctanarctanarctan ppp 1101001000 120 （dB） 100 0 （度度） -45 60 40 20 0 -225 -90 -135 -180 -20dB/十倍频 -60dB/十倍频 -45度/十倍频 -90度/十倍频 -45度/十倍频 -40dB/十倍频 f (2p*1kHz) ? p1? p2 80 0.1 11010010000.1 2000 ? p3 -270 20000 200 3.6 已知图 P3.6 所示电路中 G R=1M， L R=10k， ds r=100k， m g=1mS， gs C =10pF， gd C =0.5pF， ds C=0.5pF，负载电容 L C=100pF，用开路时间常数分析 法求 H f ，并画出它的幅频波特图。 + _ i v o v + _ G S gs C G R gd C mgs g v ds rds C L CL R D 图P3.6 解：该电路为单管共源放大器高频等效电路，因是恒压源激励， i v内阻 i R为零， 故在选用开路时间常数分析法时，令 i v=0，即将 G R和 gs C 短路，这样只有一个等 效电容 101 LLdsgd CCCCpF ，与其并联的电阻为 / / LdsL RrR ，故可知极 点值 6 11 1.00 10/ C9.90101 LL prad S RkpF ， (0)9.09 vmL Ag R ，所以 ( ) 6 9.09 (1) 1.00 10 v s A s 3.7 设图 P3.7 所示电路中 T 的 =150，C=2pF，fT=300MHz， bb r =200， s R=1k， b1 R=39k， b2 R=13k， e R=2.3k， C R=4.7k， L R=5.1k， 1 C= 2 C=50F， e C=100F。 (1)求中频电压增益 v m A (2)求低频截止频率 L f (3)用开路时间常数法求上截止频率 H f (4)用密勒定理及其近似条件求 H f ，并与(3)的结果比较。 + - + - + _ s v 1b R 1 C 12 CC VV C R T 2 C S R 2b R i v e R e C L R o v 图P3.7 解 ： 由 直 流 通 路 ： V3 21 2 Vcc RR R V bb b b， mV1 e beb ec R VV II ， V5)( eccccce RRIVV ， 38mS C m T I g V ， 26 TT e EC VV r II ，100K A ce C V r I ， 3.9K T e E V rr I ， 15M ce rr ， 4.1K bebb rrr 由交流通路 K45. 2/ cecLL rRRR， 150 2.45 89.6 4.1 L vm be R A r ， 12 12 / / / -66.5 / / / bbbe vmsvm sbbbe RRr AA RRRr 由低频等效电路： 112 / / / /1 39/ /13/ /4.13.9 ssbbesbbbe RRRrRRRrk ， 2 / /4.75.19.8 scceLcL RRrRRRk， 由 2 1bme e v ig vii R 与 2 b sbe v i Rr ， 2 / /33.7 1 sbe ese Rrv RR i 所以 1122 1111 ()271.0rad/s 1.14 L ssese R CR CR C ，43.3Hz 2 L f 由开路法： 0 (/ /)/ /0.858 sbbb RRRrrk ， 0 (1 ) 83.18 msLs v Rg RRRk i ，其 中 1 s v R i 由 ） CCrf eT (2/1 ， 18.4pF2-20.42pF-M263002/1 C 得到 00 11 ()0.87MHz 22 H H f R CR C 用 密 勒 法 ： CRgC Lmm )1 ( ， CC 2， )1 ( 1 1 CRgCR p Lms ， CR p L 2 1 ， 1 1 0.898MHz 222 (1 ) H H smL p f R Cg RC 3.8 设图 P3.8 所示电路中 T1T4的 均为 200，T1和 T2的 fT=400MHz， C=0.8pF， C R=5k， s R=2k， L R=10k。 (1)计算低频电压增益； (2)计算 BW。 od v _ + + _ d i v E S R 1 T 2 T C R C R L R 15 CC VV 15 EE VV 580200 3 T 4 T R 12k S R EE I 图 P3.8 解： mA17. 1)/()( 214 RRvVI beEER ， 323 /1.17 200/5800.4mA cR II RR ， 7.7mS C m T I g V ， 130 TT e EC VV r II ，500K A ce C V r I ， 26K T e E V rr I ， 100M ce rr ， 26K bebb rrr ， (/2)/ / 17.9 LcL vd sbesbe RRR A RrRr 1111 ()4.37MHz 222(1)/ H H oosmLLs f R CR CRCCg RRR ， 4.37MHz H BWf 3.9 设图 P3.9 所示电路中 T1和 T2的 =100， fT=500MHz，C=1pF，bbr=20 (1)求中频电压增益 v m A(0) (2)用开路时间常数法计算通频带 o v + _ + _ s v S R 2k 2k 1 R 1 T2 T C R 10k 12 CC VV 12 EE VV e R 5.6k E 图 P3.9 解： ()/()2mA 2(1) s EEEbee R IVvR ， 12 /21mA ccE III ， 12 1mA cc II ， 38.5mS C m T I g V ， 1/26 em rg，/100K ceAC rVI， 2.6K bebb rrr ， 2.6K T e E V rr I ，r ；第二级输入电阻 221 ()/(1)46 ibe RrR， 第一级输出电阻 12 / /46 Lei RRR，第二级输出电阻 2 10K Lc RR ； 12 1121 (1) (0)109 (1) LL vh sbeLbe RR A RrRrR 1111 ()/ /(1) )1.64K osbbL RRrrR ，由 11111 ( ) mLsbbL vg v RiRrR ， 1 11 1 / /580 1 sbbL o mL RrR Rr g R ， 由 1 01 / / 1 sbe e Rr rR ， 1 1 sbe e Rr R 得 1 01 1 sbe Rr r ，由 2 (1/) sm irgv ， 2 1212 ()() s obb v i rirRv r ， 2 22221 () ()() mLobb v ig v RvirR r 得 1 12212 (1/)()(1) bb ombb rR rrgvi rRv r 再得 1 22 1 1 () (1/)1 bb bb om rR vi rR rrg r ， 11 2221 11 11 ()()1 (1)()(1) (1/)1(1/)1 bbbb Lmobb bbbb omom rRrR i Rgvi rR rRrR r rrgrrg rr ，故 11 2212 1 1 ()290K (1/)1 bbbb oLbbmL bb om rRrR RRrRg R rR r rrg r ；由 221211 () mobbo vg v riRrr 得 11 22 1 / /805 1 bbo o m o Rrr Rr g r ； 4 1 1.1411.141 ()591KHz 222307.2 H H joj j BWf ns R C 3.10 已知某放大电路电压放大倍数的频率特性为： )10jf/1)( /10jf1( 10/100 6 jf Au 试求其下限频率、上限频率，中频电压增益，输出电压与输入电压在中频段 的相位差。 解：先画出波特图 V AjwdB 40dB 20dB 0dB 1 110 10 2 10 2 10 3 10 3 10 4 10 4 10 5 10 5 10 6 10 6 10 f f Z H Z H w o 90o 135o 180o 225o 270o (a)幅频波特图 (b)相频波特图 45 /十倍频 20dB/十倍频 +20dB/十倍频 由波特图可知，6.7 L fHz ， 6 1.5 10 H fHz，中频电压增益为 40dB，输 出电压与输入电压在中频段的相位差约为135 225 3.11 电路如图 P3.11 所示。 已知： VCC12V； 晶体管的C4pF， fT = 50MHz， bb r 100， 080。试求解： （1）中频电压放大倍数 s mu A； （2） C； （3）fH和 fL； （4）画出波特图。 （5）试用 SPICE 工具重新求解（1） 、 （2） （3） ，并求电压增益的幅频响应和 相频响应 + - + - + _ s v + S R 1k C 5 F i v O v CC V C R 5k b R 500k T 图 P3.11 解： （1）直流通路： CC V C R 5k b R 500k T 所 以 ，7 7 m S C m T I g V ，13 TT e EC VV r II ，1K T e E V rr I ， 50K A ce C V r I ， 1.1K bebb rrr 交流通路： C C 120.6 24 500 80 242 12V2mA 5k2V CCBE B b CB CCCCE ECCCC VV IA RK IImA VI RV VVI R 由直流通路： 又有： 从而： + - + - + _ s v S R 1k i v O v C R 5k b R 500k T / /4.5K Lcce RRr s m 80 4.5 =327 1.1 L u be R A r （2）由1/2( Te fr CC ），得1/(250M 13)-4pF245-4241pFC （3）短路法求 L f + _ s v S R 1k C R 5k b R 500k 1m g vce r bb r r 1 v C 电容 C 两端的电阻为/ /=1500 / /1.11.1 sbbe RRRrkkkk 所以 11 =160rad/s 1.14 L RC L /225.5Hz L f （4）开路法求 fH + _ s v S R 1k C R 5k b R 500k C C 1m g vce r bb r r 1 v 求C的 o R：将C断路。 (/ /)/ / (1/ /5000.1)/ /1 0.52 osbbb RRRrr k 求C的 o R：将C断路。 111 () mLs ig v RvvviR (1) (1 77*0.52)4.5K0.52K 185 omsLs v Rg R RR i k =/ /4.5 Lcce RRrk， (/ /)/ /0.52 ssbbb RRRrrk 11 () 22 11 20.52*241 185*4 11 180Hz 2865 H H oo f R CR C （4） V AjwdB 50dB 0dB 2.55 25.5 25.5 180 255 f f Z H Z H w o +90o +45o 0o 45o 90o (a)幅频波特图 (b)相频波特图 45 /十倍频 180181800 +57.6o 70o 102o （5）利用 SPICE 工具自行解答。 3.12 已知某电路的波特图如图 P3.12 所示，试写出电压增益 u A 的表达式。 V AjwdB 30dB 20dB 10dB 0dB 1 110 10 2 10 2 10 3 10 3 10 4 10 4 10 5 10 5 10 6 10 6 10 f f Z H Z H w o 90o 135o 180o 225o 270o (a)幅频波特图 (b)幅频波特图 45 /十倍频 图P3.12 解：由图P3.12可得出电压增益的表达式为： 13 2 5 5 1010 (s)= (10)(10 ) (1)(1) 1010 u ss A ss ss 3.13 已知某共射放大电路的波特图如图 P3.13 所示，试写出 u A的表达式。 V Ajw dB 30dB 20dB 10dB 0dB 20/dB dec 40/dB dec 20/dB dec 110 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 5 2.5 10f Z H 40dB 图P3.13 解：由图P3.13可得出电压增益的表达式为： 272 25 25 0.12.5 10 (s)= (10)(10 )(2.5 10 ) (1)(1)(1) 10102.5 10 u ss A sss sss 3.14 已知某电路的幅频特性如图 P3.14 所示，试问： （1）该电路的耦合方式； （2）该电路由几级放大电路组成； （3）当 f 104Hz 时，附加相移为多少？当 f 105时，附加相移又约为多 少？ V AjwdB 60dB 40dB 20dB 0dB 110 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 f Z H 图 P3.14 解： （1）因为 fL0，所以该电路是直接耦合。 （2）三级放大电路。因为60dB/十倍频的斜率表明有三个相同的极点。 （3）当 f 104Hz 时，附加相移为135，当 f 105时，附加相移约为270。 3.15 若某电路的幅频特性如图 P3.14 所示， 试写出 u A 的表达式， 并近似估算 该电路的上限频率 fH。试用 SPICE 程序重新求解该电路的上限频率 fH 。 解： 3 3 4 10 ( ) (1) 10 u Af f j 4 10 H fHz 3.16 已知某电路电压放大倍数 ) 10 j1)( 10 j1 ( j10 5 ff f Au 试求解： （1） mu A ? fL? fH? （2）画出波特图。 （3）试用 SPICE 程序重新求解（1） ，并求电压增益的幅频响应和相频响应 解： 5 ( )(0),(0)10 (1/10)(1/10 ) uvv s A sAA ss （1） mu A20lg(0) v A=20dB，fL10Hz， fH105Hz （2）波特图： V AjwdB 40dB 20dB 0dB 1 110 10 2 10 2 10 3 10 3 10 4 10 4 10 5 10 5 10 6 10 6 10 f f Z H Z H w o 90o 135o 180o 225o 270o (a)幅频波特图 (b)相频波特图 45 /十倍频 20dB/十倍频 +20dB/十倍频 （3）SPICE 解题请自主练习。 3.17 已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为 5 2 o 2 5 o1 1 10 j1 50 j1 j2 10 j1 4 j1 j25 ff f U U A ff f U U A i u i u （1）写出该放大电路的表达式； （2）求出该电路的 fL和 fH各约为多少； （3）画出该电路的波特图。 （4）试用 SPICE 程序重新求解（2） ，并求电压增益的幅频响应和相频响应 解： （1） 2 122 55 5 25j 2j 50 j = 1j1j1j1j 1j1j1j 4105010 45010 uuu fff AAA ffff fff （） （2）50 z L fH， 5 1.75 10z H fH （3） V Ajw dB 50dB 34dB 16dB 0dB 2 10 w w w o 180o 135o +90o +45o 0o (a)幅频波特图 (b)相频波特图 45 /十倍频 45 /十倍频 40dB/十倍频 3 10 6 1014 75dB 50 5 10 2 10 3 10 6 101450 5 10 +40dB/十倍频 +20dB/十倍频 50.440 500 45o 90o 90 /十倍频 45 /十倍频 45 /十倍频 123.75o +51.75o 4.5o （4）SPICE 程序解题请自行练习。 3.18 若两级放大电路各级的波特图均如图 P3.12 所示，试画出整个电路的 波特图。 解： 2 22 555 101010 (s)= (1)(1) (1)(1)(1) (1) 101010101010 u sss A ssssss V AjwdB 60dB 30dB 0dB 1 110 10 2 10 2 10 3 10 3 10 4 10 4 10 5 10 5 10 6 10 6 10 f f Z H Z H w o +180o +90o 0o 90o 180o (a)幅频波特图 (b)相频波特图 90 /十倍频 20dB/十倍频 +20dB/十倍频 90 /十倍频 3.19 通过下列 multisim 实验，加深对放大器的频率特性的理解：理解频 率特性的基本概念和分析描述方法；了解各种放大器频率特性的特性； 放大器频 率特性曲线的绘制。实验步骤如下： （1）实验电路图 + - 5mV 1000 Z H 0deg 1 R 1k 1 C 10 F 12 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 8 R 9 R 10 R 1 Q 22222NA 22222NA 2 Q 20k 20k 2.4k 100k 1k 5.1k 10k 2.4k 1k 100k 13 R 50k 2 C 4 C 5 C 6 C 10 F 10 F 100 F 100 F L R 2.4k 12V 图 P3.19(a) 两级放大电路 实验电路是两级放大电路。电路中元件较多，电阻可采用虚拟电阻，便于改 变其参数。 12 R、 13 R分别设置为 45%和 30%。 （2）放大器频率特性曲线的绘制 第一步：编辑实验电路 根据图 P3.19(a)编辑实验电路。 第二步：进行电路仿真 从仿真仪器库中取出波特图仪 XBP1 接入电路。 双击波特图仪 XBP1 弹出面板,运行仿真开关，测出幅频特性，读出幅度为， 上下限频率。 双击波特图仪 XBP1 弹出面板,运行仿真开关，点击 phase 键测出相频特性 第三步：测量不同极点的不同响应曲线 首先，要编辑好实验电路。 5V 60Hz 0deg VCC Rb1 33k Rc 3.3k RL 5.1k Re 1.3k Rb2 10k Cb1 10F Ce 100mF Cb2 10F T2 2N3904 12V + - 图 P3.19(b) 实验电路 然后，进行电路仿真： 从仿真仪器库中取出波特图仪 XBP1 接入电路，在参数分析中设置 e C取列表 值 1mF、5mF、10mF、20mF、50mF、80mF 和 100mF，仿真后，得到电压增益 的幅频响应。 随后，将各幅频响应图画到同一个坐标系下 观察所得结果， e C在 1mF 到 100mF 之间变化时，下限频率 fL的变化。 最后，写出实验报告： 先整理实验数据，分别求取上限频率和下限频率，通频带，增益带宽积等。 然后用有关公式计算其理论值，并与实验值比较，估计相对误差，分析引起误差 的原因。 （3）做完实验后，考虑如下思考题： （a）思考影响放大电路频率特性的因素。 （b）如何求取多级放大电路的频率特性。 （c）求多级放大电路的频率参数与各级放大电路频率参数的关系。 3.19 请按照题目中提供的详细实验步骤完成本题。 3.20 设图P3.20所示电路中T1和T2参数相同： rbb=50, C=1pF, fT=700MHz, IC=1mA, =50。 (1)计算中频电压增益 vo/vs； (2)计算 L 和 L f； (3)计算 H 和 H f； (4)计算通频带 BW。 vs VCC 36k Rc 3k RL 3k Re 300 5k C1 0.1F C2 0.1F T2 12V + - + vo + - T1 20k Rs 75 C3 1F 图 P3.20 解： (1)可计算电路的静态工作点 12 1mA CC II，因此38.5mS C m T I g V ， 26 TT e EC VV r II ，1.3K T e E V rr I ，100K A ce C V r I ， 2 m / / 4.6 (1) cLLL v beeLe RRRR A rRRrR (2)利用短路时间常数法求得 L f。 在 23 CC和短路时，与 1 C并联的 1 5/ /20/ /13.3 se RRkkrRk 在 13 CC和短路时，与 2 C并联的 2 6 CL RRRk 在 12 CC和短路时，与 3 C并联的 3 R ，需要对含受控源的等效电路列方程才 能解出来， 因此很麻烦， 但是考虑到5 s Rk； 也远远小于 1 1 bbs rrR ， 因而所含受控源 111mb g i r也极小，为简便设 111mb g i r=0，得 3 36/ /(20)12.9 s RkkRk 112233 1111 4188/ 1.14 L rad s R CR CR C 667 2 L L fHz (3)利用开路时间常数法，求得各个时间常数为 0.33 7.750.256 0.026 7.75=0.201 0.108 10.108 1.55 11.55 ns ns ns ns 所以， 4 0 1 1 . 1 4 8 5 . 8 2 H jj j fMHz R C (4)(85.8 0.667) HL BWffMHzKHz 3.21 设图 P3.21 所示电路中 T1和 T2的 =50, C=2pF, fT=300MHz, rbb=200, 当 vs=0 时 vo=0，D1为硅二极管，忽略 D1的结电容。 (1)求出 Avh(0)； (2)用开路时间常数分析法求 H f。 vs Rc 10.7k Re 10k C1 10F T2 +10V + - vo + - T1 Rs 1k D1 + Rb 430k -10V 图 P3.21 解：本题和 3.9、3.20、3.21、3.22 题是四种形式的组合放大器，也可把它们 看做两级放大器来分析。这只解答具有宽带特性的两种典型组合电路，即 3.9 和 3.20；至于图 3.21 因为第二级射随器的带宽远大于第一级共射电路的带宽， 故只需要分析第一级；而图 3.22，同理只要分析其 T3和 T4组成的对称共射差 放的带宽，在 3.8 题已经解过了。 3.22 设图 P3.22 所示电路中 T1T4的 =80, rbb=100, C=1.5pF, fT=500MHz。 (1)求低频电压增益 Avh(0)； (2)用开路时间常数分析法求 H f。 vs R1 2k T2 +15V + - vo+ - T1 Rs 2k Rc 10k Rc 10k T2 T3T4 100A 100A2mA 图 P3.22 解：略 3.23 设图P3.23所示电路中调节偏置电流IB使T1和T2管的IQ=1mA时vo=0； 并设 PNP 管参数：rbb=300, P=50, fT=10MHz, C=2pF, VAP=70V；NPN 管参数： rbb=100, P=100, fT=500MHz, C=1pF, VAP=100V，试比较图(a)和图(b)的互阻增 益函数 Arh(s)=Vo(s)/Ii(s)的(-3dB)频率 H f的大小。 R 29k +15V vo + - T1 Rb 430k -15V IB+i1 IB+i1 vo + - T2T3 T1 T2T3 R 29k +15V +15V -15V (a)(b) -15V 图 P3.23 解： 图 P3.23(a)和(b)的微变等效电路可统一表示为下图 PJ3.23(a)， 3 26 e r ， 38.5 m gmS。 2 r 2 v C 2 C 2m g v 2ce r bb r 1 r 1 v 1 C 1 C 1m g v 1ce r bb r 3e rR o v i i ( )a 2ce r 1 r 1 v 1 C 1m g v 1ce r o v i i ( )b 1m C 2 C 2m C 图 PJ3.23 （1）图 PJ3.23（a）和（b）中的 T2 是有源负载，不论是 PNP 还是 NPN 管， 为了分析简化， 都需要对 T2 的等效模型作简化处理。 因为 3 2926 e Rkr， 33 / / bbebbe rRrrr；又因为 2bb rr，故设 323 ()/ /() bbebbe rrrrr 。当在 i i作 用下， T1 的输出端有 o v作用于 T2 的集电极到地之间， 虽然在高频下可经 1 2 ()sC 向 2 r提供电流，因而有 2 v和 2m g v，但是按照上述合理简化分析， 2 v和 2m g v都很 小；当设 3bbe rr=0 时， 2 0v ， 2 0 m g v ，这样有源负载 T2 只为 T1 提供一个负 载阻抗 1 22 / /() ce rsC 。 （2） 对于图 PJ3.23(a)， 2 70/70 ceQ rVIk， 2 2pFC， 1 2.6 bb rkr ， 设 111 0,100,1pF,11.2pF bbce rrkCC ，低频时， 12 (/ /) omicece vg r i rr 12 /(/ /)1585 VoImcece Avvgrr 根据密勒定理及其近似条件，可得 1 C折合到输入和输出端的电容 1121 1(/ /)1586pF mmc ec e CgrrC 和 2 1pF m C。 单向化后的电路如图 PJ3.23(b)所示。由该图可惜其互阻增益函数 12 12 (/ /) ( )( )/( ) (1)(1) cece oi rr A sV sI s ss pp 其中极点的值为 5 1111 6 21222 1/()2.4 10/ 1/(/ /)()8.1 10/ m cecem prCCrad s prrCCrad s 显然存在主极点 1 p， 1 /2/238.2 HH fpkHz （3）对于图 PJ3.23(b)，用同样的方法可求得 5 1 6 2 1 2.0 10/ 8.1 10/ / 2/ 231.8 HH prad s prad s fpkHz 比较图 P3.23(a)和(b)可知，图(b)用100 T fMHz的横向 PNP 管作放大管时， H f只比图(a)稍低。这种结果不合理，原因在于对100 T fMHz的 PNP 管，C只 设定 2pF，太小，其实，在100 T fMHz时，C要比 2pF 大得多。如果合理设 10 20pFC，显然图 P3.23(b)的 H f要比图 P3.23(a)低许多。 3.24 设图P3.24所示电路中调节偏置电压源VB使各管静态电流IQ=1mA时， T1和 T2的集电极电位为 7.5V。其他参数与题 3.23 相同