2025年基本放大电路习题及答案

2025年基本放大电路习题及答案一、如图1所示单管共射极放大电路，已知VCC=12V，Rb1=22kΩ，Rb2=10kΩ，Re=1.5kΩ（无旁路电容），Rc=3.3kΩ，RL=5.1kΩ，三极管β=60，UBE=0.7V，rb'=200Ω，信号源内阻Rs=1kΩ。试求：（1）静态工作点IbQ、IcQ、UceQ；（2）动态参数电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro；（3）若将Re两端并联旁路电容Ce（容量足够大），重新计算Av和Ri，并说明Ce的作用。答案：（1）静态分析：采用分压式偏置电路，基极电位UBQ≈(Rb2/(Rb1+Rb2))VCC=(10/(22+10))×12≈3.75V发射极电流IEQ=(UBQ-UBE)/Re=(3.75-0.7)/1.5≈2.03mAIcQ≈IEQ=2.03mA，IbQ=IcQ/β≈2.03/60≈0.0338mA=33.8μAUceQ=VCC-IcQ(Rc+Re)=12-2.03×(3.3+1.5)=12-9.74≈2.26V（2）动态分析：先计算三极管输入电阻rbe=rb'+(1+β)(26mV/IEQ)=200+(61×26/2.03)≈200+780≈980Ω交流负载电阻RL'=Rc∥RL=(3.3×5.1)/(3.3+5.1)≈2.01kΩ电压增益Av=-βRL'/(rbe+(1+β)Re)=-60×2.01/(0.98+61×1.5)=-120.6/(0.98+91.5)≈-120.6/92.48≈-1.30输入电阻Ri=Rb1∥Rb2∥[rbe+(1+β)Re]=22∥10∥92.48≈(22×10)/(22+10)∥92.48≈6.875∥92.48≈6.38kΩ输出电阻Ro≈Rc=3.3kΩ（3）并联Ce后，Re被交流短路，动态分析时Re仅保留直流作用。此时：rbe仍为980Ω，RL'=Rc∥RL≈2.01kΩ电压增益Av=-βRL'/rbe=-60×2.01/0.98≈-123.27输入电阻Ri=Rb1∥Rb2∥rbe=22∥10∥0.98≈(6.875)∥0.98≈0.85kΩCe的作用是旁路交流信号，消除Re对交流信号的负反馈，提高电压增益。二、某共射放大电路调试时，输入正弦信号后，输出电压波形出现顶部削平失真。已知三极管为NPN型，VCC=15V，Rb=470kΩ，Rc=5.1kΩ，β=80，UBE=0.7V。（1）判断失真类型；（2）分析失真原因；（3）提出至少两种调整措施。答案：（1）NPN管共射电路中，输出电压顶部削平对应三极管进入截止区，属于截止失真。（2）截止失真的原因是静态工作点Q过低，导致输入信号负半周时，基极电流Ib进入截止区（Ib<0），集电极电流Ic无法跟随减小，输出电压（VCC-IcRc）的正半周（对应输入信号负半周）被削平。（3）调整措施：①减小基极偏置电阻Rb（如将470kΩ改为330kΩ），增大IbQ，提高Q点；②增大电源电压VCC（如由15V增至18V），扩大输出动态范围；③更换β更大的三极管（如β=100），在相同IbQ下增大IcQ，提升Q点。三、图2所示为共集电极放大电路（射极跟随器），参数如下：VCC=12V，Rb=200kΩ，Re=3.3kΩ，RL=5.1kΩ，三极管β=100，UBE=0.7V，rb'=200Ω，信号源内阻Rs=1kΩ。（1）计算静态工作点IbQ、IcQ、UceQ；（2）求动态参数电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro；（3）说明共集电路的主要特点及典型应用场景。答案：（1）静态分析：基极回路方程VCC=IbQRb+UBE+(1+β)IbQRe解得IbQ=(VCC-UBE)/(Rb+(1+β)Re)=(12-0.7)/(200+101×3.3)=11.3/(200+333.3)=11.3/533.3≈21.2μAIcQ=βIbQ=100×0.0212≈2.12mAUceQ=VCC-(1+β)IbQRe=12-101×0.0212×3.3≈12-7.13≈4.87V（2）动态分析：rbe=rb'+(1+β)(26mV/IEQ)=200+101×(26/2.12)≈200+1230≈1430Ω交流负载电阻RL'=Re∥RL=(3.3×5.1)/(3.3+5.1)≈2.01kΩ电压增益Av=(1+β)RL'/(rbe+(1+β)RL')=(101×2.01)/(1.43+101×2.01)≈203.01/(1.43+203.01)≈203.01/204.44≈0.99（约1，具有电压跟随特性）输入电阻Ri=Rb∥[rbe+(1+β)RL']=200∥(1.43+203.01)=200∥204.44≈101.2kΩ输出电阻Ro=Re∥[(rbe+Rs')/(1+β)]，其中Rs'=Rs∥Rb=1∥200≈0.995kΩRo=3.3∥[(1.43+0.995)/101]=3.3∥(2.425/101)=3.3∥0.024≈0.024kΩ=24Ω（3）共集电路主要特点：电压增益≈1（电压跟随），输入电阻高，输出电阻低，电流增益大。典型应用场景：多级放大电路的输入级（提高输入电阻，减少信号源负担）、输出级（降低输出电阻，增强带负载能力）、缓冲级（隔离前后级，减少级间影响）。四、两级阻容耦合放大电路如图3所示，第一级为共射放大电路（T1：β1=80，rbe1=1.2kΩ，Rc1=3.3kΩ），第二级为共集放大电路（T2：β2=100，rbe2=1.5kΩ，Re2=5.1kΩ，RL=3.3kΩ），偏置电阻忽略不计，信号源内阻Rs=1kΩ。（1）画出两级放大电路的小信号等效电路；（2）计算第一级的输出电阻Ro1和第二级的输入电阻Ri2；（3）计算总电压增益Av=Av1×Av2；（4）说明阻容耦合方式的优缺点。答案：（1）小信号等效电路：第一级共射部分用受控电流源β1Ib1表示，输入电阻rbe1，输出电阻Rc1；第二级共集部分用受控电流源β2Ib2表示，输入电阻rbe2，发射极接RL'=Re2∥RL，基极与第一级输出端（Rc1）相连。（2）第一级输出电阻Ro1=Rc1=3.3kΩ第二级输入电阻Ri2=rbe2+(1+β2)(Re2∥RL)=1.5+(101×(5.1×3.3)/(5.1+3.3))=1.5+101×(16.83/8.4)=1.5+101×2.00≈1.5+202=203.5kΩ（3）第一级交流负载电阻RL1'=Rc1∥Ri2=3.3∥203.5≈3.25kΩ第一级电压增益Av1=-β1RL1'/rbe1=-80×3.25/1.2≈-216.67第二级电压增益Av2=(1+β2)(Re2∥RL)/(rbe2+(1+β2)(Re2∥RL))≈(101×2.00)/(1.5+202)≈202/203.5≈0.993总电压增益Av=Av1×Av2≈-216.67×0.993≈-215.1（4）阻容耦合优点：各级静态工作点相互独立，便于调试；电路体积小（无变压器）。缺点：无法放大直流或缓慢变化的信号；高频时电容容抗减小，可能引入高频噪声；级间阻抗匹配需考虑电容影响。五、图4所示放大电路中，已知Rf跨接在输出端（集电极）和输入端（发射极）之间，Rb1=33kΩ，Rb2=10kΩ，Re=1.5kΩ，Rc=5.1kΩ，RL=6.8kΩ，三极管β=100，UBE=0.7V，rbe=1.2kΩ。（1）判断反馈类型（正/负反馈，电压/电流，串联/并联）；（2）计算反馈系数F；（3）若满足深度负反馈条件，估算闭环电压增益Avf。答案：（1）反馈类型判断：①反馈网络：Rf连接输出端（集电极，电压取样）和输入端（发射极，与输入信号Vi串联）。②瞬时极性法：设输入Vi↑→基极电位↑→集电极电位↓（共射反相）→经Rf反馈至发射极电位↓→净输入电压Vid=Vi-Vf↑（Vi与Vf串联相减），故为负反馈。结论：电压串联负反馈。（2）反馈系数F=Vf/V0。在深度负反馈下，Vf≈Vi，输出电压V0=-βIb(Rc∥RL)，反馈电压Vf=Ibrbe+(Ib+βIb)Rf（近似），但更简单的方法是利用电压串联反馈的反馈系数F=Rf/(Rf+Re)（因Vf=Ve≈IeRe≈IcRe，而V0≈-IcRc，故F=Vf/V0≈-Re/Rc，但实际应通过交流通路分析：反馈网络为Rf与Re并联，Vf=(Re/(Rf+Re))V0，故F=Re/(Rf+Re)。假设Rf=10kΩ（题目未给，需合理假设），则F=1.5/(10+1.5)≈0.130。（3）深度负反馈时，闭环增益Avf≈1/F≈1/0.130≈7.69。六、场效应管共源放大电路如图5所示，采用N沟道结型场效应管（JFET），参数：夹断电压Up=-4V，饱和漏极电流Idss=8mA，Rd=3.3kΩ，Rs=1kΩ（无旁路电容），RG1=200kΩ，RG2=100kΩ，RL=5.1kΩ，VDD=12V。（1）计算静态工作点IdQ、VgsQ、VdsQ；（2）求动态参数跨导gm、电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。答案：（1）静态分析：栅极电位Vg=(RG2/(RG1+RG2))VDD=(100/(200+100))×12=4V栅源电压Vgs=Vg-IdQRs=4-IdQ×1JFET转移特性IdQ=Idss(1-Vgs/Up)²=8(1-Vgs/(-4))²=8(1+Vgs/4)²联立方程：Vgs=4-IdQ，代入得IdQ=8(1+(4-IdQ)/4)²=8(1+1-IdQ/4)²=8(2-IdQ/4)²展开：IdQ=8(4-IdQ+IdQ²/16)=32-8IdQ+0.5IdQ²整理：0.5IdQ²-9IdQ+32=0→IdQ²-18IdQ+64=0解得IdQ=(18±√(324-256))/2=(18±√68)/2=(18±8.246)/2取合理值（IdQ<Idss=8mA）：IdQ=(18-8.246)/2≈4.877mAVgs=4-4.877≈-0.877V（符合|Vgs|<|Up|的条件）Vds=VDD-IdQ(Rd+Rs)=12-4.877×(3.3+1)=12-21.07≈-9.07V（不合理，说明假设Rs无旁路电容时静态计算有误，实际应Rs并联旁路电容，此处修正为Rs=1kΩ有旁路电容，Vgs=Vg=4V，但JFET栅源需反偏，故正确电路应为自给偏压，RG1=1MΩ，RG2=0，Vg=0，Vgs=-IdQRs，重新计算：Vgs=-IdQRs=-IdQ×1IdQ=8(1+Vgs/4)²=8(1-IdQ/4)²展开：IdQ=8(1-IdQ/2+IdQ²/16)=8-4IdQ+0.5IdQ²整理：0.5IdQ²-5IdQ+8=0→IdQ²-10IdQ+16=0解得IdQ=(10±√(100-64))/2=(10±6)/2，取IdQ=2mA（另一解8mA超过Idss）Vgs=-2×1=-2V（符合|Vgs|<|Up|=4V