三极管放大器例题分析.docx

该文章讲述了摸电辅导(1)-3.基本放大电路的两种分析方法的电路原理和应用1)图解法：主要功能：分析静态工作点，动态范围和波形失真。分析步骤： 画出三极管的输出特性，根据电路参数求出IBQ； 作直流负载线，确定静态工作点； 通过静态工作点作交流负载线； 根据输入信号引起的ib变化，由交流负载线确定iC和uCE的变化范围； 检查是否有失真，确定输出波形。2)微变等效电路法：主要功能：分析动态参数，计算放大倍数、输入和输出电阻。分析步骤：利用估算法或图解法求静态工作点；根据放大电路的交流通路画出微变等效电路；根据三极管参数，利用公式求出rbe；按照线性电路的分析方法求Au 、Ri 、R0 。对于共射极基本放大电路电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro的计算公式分别为：Au= -b .考虑了信号源内阻RS的电压放大倍为AuS,AuS= ，Ri =Rb/rbe ，Ro = RC3)例题分析如图所示电路中，设三极管的值为100，UBE0.7V，rbb=200，C1和C2足够大，又知UCC10V，Rb490k，RC=RL=3k。试求：（1）静态时IBQ、ICQ、UCEQ；（2）计算rbe；（3）求电压放大倍数Au；（4）求输入电阻Ri和输出电阻Ro。解：（1）根据估算公式可求出静态工作点，其中：IBQ ICQIBQ=1000.02=2mA UCEQ=UCCICQRC=10234V（2）根据公式可求出rbe，即：（3）根据已知公式可求放大倍数为：（4）电路的输入和输出电阻分别为：Ri=Rb/rbe=1.5k RoRc3k3. 电路如图3(a)所示。T的型号是3DG4A 要求： （a）时，画出简化的交流等效电路，并计算输入电阻、电压放大倍数及输出电阻。 (b) 时，画出简化的交流等效电路，并计算。 图3解 （a）时，及直流电源对交流信号均可视作短路，故T的发射极及+端对交流信号，如同接“地”。则可画出放大电路的交流通路如图3(b)所示。再用晶体管简化的h参数交流等效电路代换交流通路中的晶体管T，即得时放大电路的交流等效电路，如图3(c)。为了求得交流等效电路中的，先求 输入电阻 输出电阻 电压放大倍数 (b)时，晶体管T的发射极经交流接“地”，可画出在这种条件下的交流通路及交流等效电路图3(d)和(e)。此时 分析：在静态时，一样，均作为发射极电阻的一部分，影响静态工作点。但在动态时，它两个对电路的影响就完全不一样，这是因为RE2接着Ce,它使RE2两端的交流电压降为零（在中频、高频时），即把RE2交流短路。因而，在交流通路和交流等效电路中，没有RE2 ，但有RE1。通过本题求解，可以使我们熟悉有或无射极旁路电时，求解静态工作点和动态性能指标的不同处理方法。4. 电路如图2.12(a)所示。设晶体管T的=150，rbe =2k，电路中的RB1 = RB2= RB3 =100 k, RE =RL=10k,各电容足够大。试求：(a)该电路的Au、R i；(b)C3断开时的R i，并分析图2.12(a)所示电路能够提高输入电阻R i的机理。 图？解 （a）画例图2.12(a)所示电路的微变等效电路如图2.12(b)所示。令 因为RB3 rbe,则IRB3Ib，故 （b）断开C3后 经过以上计算, 从所得的两个R i值可知, C3的接入能提高射极输出器的输入电阻。定性地讲,射极输出器的Au近似等于1，且uo与ui同相。接入C3后，使RB3两端电压等于(Uo Ui)，远远小于Ui，这样就大大减小了流入偏置电路的电流，使偏置电路的等效输入电阻Ri提高。也可定量进行比较：C3接入时 C3断开时 C3接入后, Ri增大，当然也就提高了R i。分析：让输入电压经C3来降低RB3两端电压，使输入电阻提高，这一种方法称为“自举”。图2.12（a）所示电路也称为“具有自举的射极输出器”。这种将输出电压“返送”到输入回路的方法称“反馈”。当你学习了“负反馈”放大电路这一章内容后，还可以自行用负反馈的概述来分析看待本例所讨论的电路。5. 电路如图5所示，试回答如下问题：（1）判断（a）、(b)、(c)、（d）电路各属于何种组态电路。（2）哪个电路增益最大，哪个电路输入电阻最大？哪个电路输出电阻最大？解：（1）判断电路为何种组态电路的关键是看信号的输入、输出位置端。（a）图：信号从V1基极输入，从V1集电极输出，故V1接成共射电路；再看V2，信号从V2射极进来，从V2集电极输出，故V2为共基组态。所以（a）图为共射共基级联。（b）图：信号从V1基极输入，从V1集电极输出; V2基极交流接地，V2仅仅起一个有源集电极负载的作用，即的V1集电极负载就是V2集电极的输出电阻R02。（b）图为有源集电极负载的共射组态。（c）图：信号从V1基极输入，从V1发射极输出，又从V2射极输入，最后从V2集电极输出，所以是共集共基级联。（d）图：信号从V1基极输入，从V1发射极输出，V2集电极接V1射极，V2仅作为V1的有源发射极负载，所以是一个有源发射极负载共集电路。（2） 4个电路中增益最大的电路是（b）图 ，因为是有源集电极负载共射电路，有RcR02，其值可达几十k几M，故单级放大倍数可达1000以上。增益最小的电路是（d）图，Aud1。输入电阻最大的电路是（d）（有源负载共集电路）。输出电阻最大的电路是（b）图，最小的电路是（d）图。6. 电路如图6所示，已知100，UBEQ0.7V，bb，试回答：（1）V1、V2、V3各是何种组态电路？（2）若要求输出电流电位为零（UoQ=0），则V1、V2、V3的集电极电流各等于多少？第一级偏置电阻RB1应调到多大？100（3）计算总放大倍数A u。（4）计算总输入电阻和输出电阻。解：（1）组态判别：第一级为共射放大器（信号从基极人、集电极出）；第二级也为共射放大器（信号从基极入、集电极出，PNP管放大器）；第三级为共集放大器（信号从基极入、射极出）。（2）根据题意要求，输出滞留直流电位UoQ，由此向前推算出各级工作点电流为： 因为UoQ0，所以 URC2UBE3URE30.7V+12V12.7V，所以 URC1UBE2URE20.7V+1 k*3 mA3.7V所以 URB2UBE1URE10.7V+2 mA*2 k=4.7V同时有 得 已知RB220 k，故RB1应调到82k。（3）总增益 其中： （2.1） 将上两式代入式（2.1）得 (2.2) (2.3)所以 A u = A u1 * A u2 * A u3 =（142）（4）（1）568 (2.4)输入阻抗 RiRi1= RB1/ RB2/rbe1=82 k/20 k/1.3 k=1.3 k (2.5)输出电阻 (2.6)7. 电路如图?(a)所示。已知：电路中的，信号源内阻，电容器，晶体管T的，跨导。(a) (a) 画出该电路在低频区、中频区、和高频区工作示的简化混合型等效电路；(b) (b) 估计，该放大电路的中频区电压放大倍数、上限截止频率及下限截止频率的值；(c) (c) 试求负载电阻、负载电容时的电路上限截止频率和下限截止频率值。 图 ？解 (a) 该放大电路的低频、中频和高频区的简化混合p模 型等效电路分别如图？(b)、(c)、(d)所示。由于，因此在具体计算时，一般可以降RB忽略。其图？(d)所示的高频等效电路已经将跨接在用密勒定理等效为两个电容。即 (a) (a) 当，且忽略时 由于，故不影响电路的低频区特性，当忽略时，电路的下限截止频率 故，整个电路下限截止频率负载电容CL与负载电阻的接入将影响放大电路的和高频特性，此时输入回路和输出回路的电容，对放大电路高频特性的影响可以用描述。 由于，整个电路的上限截止频率 分析：本例的题意显然是要求熟悉放大电路的计算方法。在计算中，由于，因为可以忽略RB；又由于，因此整个电路的取决于，即可将的影响忽略。这种忽略不会造成太大的误会。这样的计算方法称为近似计算或工程计算，是电子电路计算中常用的方法。忽略原则是：1)尽可能简化计算过程；2)计算误差在允许的范围之内。8. 一射极输出器电路如图？（a）所示。其中晶体管T的参数与上例？的电路相同，即，结电容的影响可忽略，, 信号源内阻RS仍是,所接负载也与上例(c)一样，其中。试求电路的上限截止频率和下限截止频率。 图?解 由于，因此当时，可视作对交流信号开路。这样，在我们讨论的频率范围内图？(a)所示电路中，除去外的那部分电路，其等效电路不含电容，这一部分电路可以用一个电压源等效。因此，可以画得如图？(b)所示得等效电路等效原放大器，其中RO计算如下： 低频时，视作开路，图？(b)所示等效电路为一个简单的高通回路，其时间常数电路的下限截止频率 高频时，可视为短路。应用戴维南定理，可把图?(b)所示电路简化为图?（c）所示的简单低通回路，其中，回路时间常数电路的上限截止频率 分析：本例的管子参数与上例的相同，但电路的组态不