模拟电子技术答案第5章放大电路的频率响应

1、第 5 章 放大电路的频率响应自测题一、 选择正确答案填入空内。(1) 测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是( A ) 。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( B ) ，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ( A ) 。A. 耦合电容和旁路电容的存在C.半导体管的非线性特性B.半导体管极间电容和分布电容的存在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( B ) 。A. 0.5

2、倍；B. 0.7倍；C. 0.9倍即增益下降 ( A )。A. 3dBB. 4dB;C. 5dB(4) 对于单管共射放大电路，当f =fL 时， U o 与 U i 相位关系是 ( C ) 。A . + 45 oB. - 90oC. - 135o当 f =fH 时， Uo 与 U i 相位关系是 ( C ) 。A . - 45oB. - 135oC. - 225o二、电路如 图 T5.2 所示。已知： VCC=12V；晶体管的'100，0C = 4pF，fT=50MHz , rbb80 。试求解：(1)中频电压放大倍数 Ausm ； (2) C '； (3) fL和 f H ；

3、 (4)画出波特图。图 T5.2解图 T5.2解： (1)静态及动态的分析估算：I BQVCCU BEQ22.6A ;I EQ(1)I BQ1.8mARbU CEQVCCI CQ Rc 3V;rb' e(126mV)1.17kI EQrberbb '(1) 26mV1.27k;Rirbe / Rb1.27kI EQgmI EQ69.2mA/ V ;AusmRirb' e(gm Rc )178UTRiRs rbe(2)估算 C'0；C0C 214 pF ；fT2 rb 'e fT2 rb ' b (CC )C 'C(1gmRc C)1 6

4、0pF2(3)求解上限、下限截止频率：R rb' e /( rb'bRs / Rb )rb' e /( rb'b Rs)567。fH1175kHz ；fL114Hz 。2 RC'Ri )C2 (Rs(4)在中频段的增益：20lg Ausm45dB 。频率特性曲线如 解图 T5.2 所示。三、 已知某放大电路的波特图如图 T5.3所示，填空：(l) 电路的中频电压增益20lg Aum ( 60 )dB, Aum(103)。(2) 电路的下限频率f L( 10)Hz，上限频率 fH(10 ) kHz。(3) 电路的电压放大倍数的表达式( Au103100 j

5、f)。10 )(1fj f(1 j f )(1j fj f(1j4 )(15 )4 )(15 )jf1010101010图 T5.3说明：该放大电路的中频放大倍数可能为“+”，也可能为“ - ”。习题5.1 在图 P5.1 所示电路中，已知晶体管的rbb' 、 C 、 C， Rirbe 。填空：除要求填写表达式的之外，其余各空填入增大、基本不变、 减小。(1)在空载情况下，下限频率的表达式fL(1)。当 RS 减小时，2 ( Rs Rb / rbe )C1fL 将( )；当带上负载电阻后，f L 将 ()。(2)在空载情况下，若b-e 间等效电容为 C ' ，则上限频率的表达式

6、fH(1)；当 RS为零时， fH 将( )；当 Rb 减小时 , gm rb 'e /( rbb 'Rb / Rs)C'2将( ),C ' 将 ( ), fH 将 ( ) 。图 P5.1图 P5.25. 2 已知某电路的波特图如图 P5.2 所示，试写出Au 的表达式。解： 设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。Au323.2 jf10 )(1j fj f )(1j f(15) (15 )jf1010105.3 已知某共射放大电路的波特图如图 P5.3所示，试写出Au 的表达式。图 P5.3图 P5.4解：观察波特图可知， 中频电压增益为40dB，即中频

7、放大倍数为- 100 ; 下限截止频率为 1Hz 和 10Hz ，上限截止频率为250kHz。故电路Au 的表达式为：Au10010 f 210 )(1 jjf )(1 j f )(1 j(1 1 )(1f5) (1f5 )jfjf2.5 1010105.4 已知某电路的幅频特性如图 P5.4 所示，试问： (1)该电路的耦合方式；(2) 该电路由45几级放大电路组成；(3)当 f =10 H Z 时，附加相移为多少？当f =10 H Z 时，附加相移又约为多少？（4）该电路的上限频率f H为多少？解： (1)因为下限截止频率为0,所以电路为直接耦合电路；(2)因为在高频段幅频特性为- 60d

8、B十倍频，所以电路为三级放大电路；(3)当 f =104Hz 时，'45031350 ；当 f =105Hz 时，'90o3270o 。（4）该电路的 Au103； 上限频率为fH'5.2kHzff H(1j4)31.13105.5 已知某电路电压放大倍数：Au10 jf(1j f )(1 jf 5 )1010试求解： (1) Aum ?fL ？fH？(2) 画出波特图。解： (1)变换电压放大倍数的表达式，求出Aum 、 f L 和 fH 。10 jf100j f Au10j f )(1f 5 ) (1j f )(1j f 5 )(1j10101010 Aum100

9、；f L10Hz ；f H105 Hz 。(2) 波特图如 解图 P5.5 所示。解图 P5.5解图 P5.65.6 已知两级共射放大电路的电压放大倍数Au200 jff )(1f 4 )(1f(1jjj2.5105 )510(1) Aum?f L？fH？(2) 画出波特图。解： (1)变换电压放大倍数的表达式，求出Aum 、 f L 和 f H 。200 jf103j fAu5f )(1ffj f )(1j ff(1jj)(1j)(1)(1j)51042.510 5510 42.51053410 ；f10 Hz 。AfLHum5 H z(2) 波特图如 解图 P5.6 所示。5.7 电路如

10、图 P5.7 所示。已知：晶体管的、 rbb' 、C 均相等， 所有电容的容量均相等，静态时所有电路中晶体管的发射极电流IEQ 均相等。定性分析各电路，将结论填入空内。(a)(b)(c)(d)图 P5.7(1)低频特性最差即下限频率最高的电路是( a )。(2)低频特性最好即下限频率最低的电路是( c ) 。(3)高频特性最差即上限频率最低的电路是( c ) 。5.8 在图 P5.7(b) 所示电路中，若要求 C1 与 C2 所在回路的时间常数相等，且已知 rbe = l k，则 C1 : C2 =？若 C1 与 C2所在回路的时间常数均为25ms , 则 C1、C2 各为多少？下限频

11、率f L =?解： (1)求解 C1 : C2因为C1 ( RsRi )C2 ( RcRL ) 将电阻值代入上式，求出：C1 : C25 :1 。(2)求解 C1、 C2 的容量和下限频率C112.5 F ；C22.5 FRsRiRc RLfL 1f L 21fL 1. 1 2fL11Hz06.4Hz ；25.9 在图 P5.7(a)所示电路中，若Ce 突然开路，则中频电压放大倍数Ausm 、 fH 和 f L 各产生什么变化（是增大、减小、还是基本不变）？为什么？解： Ausm将减小。因为在同样幅值的U i 作用下， I b将减小， I c随之减小， U o 必然减小。fL 减小。因为少了一

12、个影响低频特性的电容。fH增大。因为'C会因电压放大倍数数值的减小而大大减小，所以虽然'C所在回路的等效电阻有所增大，但时间常数仍会减小很多，故f H增大。5.10 电路如 图P5.10 所示，已知C gsC gd5 pF, gm5mS ,C1C 2Cs10F。试求 f H 、 f L 各约为多少，并写出 Aus 的表达式。图 P5.10解： f H 、 f L 和 Aus 的表达式分析如下：AusmRi( gm RL' )gmRL'12.4RiRsf L116Hz2 RsCsCgs'Cgs(1 gmRL' )Cgd72 pFf H111.1MH

13、z2 (R /R)C'2 R C'gsgssgs12.4jfAusj f16f(1)(1j6 )1.116105.11 在图 5.4.7(a)所示电路中，已知Rg 2M， Rd RL10 k ， C 10F ；场效应管的 CgsC gd4 pF,gm4mS 。试画出电路的波特图，并标出有关数据。解： AumgmRL'20,20lgAum26dBC'Cgs(1 g R')Cgd88 pFgsm Lf L10.7 9Hz62 (RdRLC)f H1904HzRg C gs'2其波特图参考解图 P5.5 。5.12 已知一个两级放大电路各级电压放大倍数

14、分别为：U o125 jf；UAu1ffAu2U i(15)Uj )(1 j104o2 jfi 2ff( 1 j) ( 1j)5 0150(1)写出该放大电路的电压放大倍数的表达式；(2)求出该电路的f L 和 fH 各约为多少；(3)画出该电路的波特图。解： (1)电压放大倍数的表达式：AuAu 1Au250 f 2(1j f)(1 j f )(1j f5 ) 245010(2) fL 和 f H 分别为：fL50Hz ； 11，fH1.1 2 105 f H64.3kHz解图 P5.12(3)根据电压放大倍数的表达式可知，中频电压放大倍数为104，增益为 80dB 。波特图如 解图 P5.

15、12 所示。5.13 电路如 图 P5.13 所示。试定性分析下列问题，并简述理由。(1) 哪一个电容决定电路的下限频率；(2) 若 Tl 和 T2 静态时发射极电流相等，且rbb' 和 C ' 相等，则哪一级的上限频率低。图 P5.13解： (1)决定电路下限频率的是Ce ，因为它所在回路的等效电阻最小。(2)因为 R2 / R3 / R4 R1/ Rs ，C '2所在回路的时间常数大于C '1 所在回路的时间常数，所以第二级的上限频率低。补充 1 在图 P5.7(a) 所示电路中，若 100 , r bel2eF，则下限=1 k ，C= C=C=100频率 f L =?解：由于所有电容容量相同，而Ce 所在回路等效电阻最小，所以下限频率决定于Ce 所在回路的时间常数。 R R e / rbeRs / RbrbeRs2011 fL180 Hz2RCe补充 2在图P5.7(d) 所示电路中，已知晶体管的rbb' 100， rbe1k， 静态电流I EQ 2mA , C '800 pF ， Rs2k ， Rb500k， Rc3.3k， C10F 。试分别求出电路的fH 和 fL ，并画出波特图。解： (1) 求解 fL ： f