电子技术课后习题答案-第二章

第2章单级交流放大电路

2.1根据组成放大电路时必须遵循的几个原则，分析如图2.7所示各电路能否

正常放大交流信号？为什么？若不能，应如何改正？

分析判断电路能否正常放大交流信号，只要判断是否满足组成放大电路时必须

遵循的几个原则。对于定性分析，只要判断晶体管是否满足发射结正偏、集电结反偏

的条件，以及有无完善的直流通路和交流通路即可。

解如图2.7所示各电路均不能正常放大交流信号。原因和改进措施如下：

图2.7(a)中没有完善的交流通路。这是因为RB=O，UBE=UBB恒定，所以输

入端对交流信号短路，输入信号不能送入。应在电源UBB支路中串联电阻RB。

图2.7(b)中没有完善的直流通路。这是因为电容Ci的隔直作用，晶体管无法

获得偏流，/B=0<,应将6改接在交流信号源与RB之间。

图2.7习题2.1的图

图2.7(c)中发射结零偏，UBE=。，晶体管无法获得偏流，人=0。应将RB接

电源Ucc与晶体管基极之间。

图2.7(d)中电容G接在电源Ucc与晶体管基极之间带来两个问题：一是由于

a的隔直作用，晶体管无法获得偏流，/B=o；二是由于a对交流信号短路，输入

信号不能送入。应将G波接成电阻。

图2.7(e)中电源Ucc和电容Cl、。2的极性连接错误。应将它们的极性对调。

20电子技术学习指导与习题解答

图2.7(f)中电容C2连接错误。应将。2由与负载并联改成与负载串联。

2.2在如图2.8(a)所示的放大电路中，已知UB=12V,/?B=240kQ,

Rc=3kQ,三极管的尸=40。

(1)试用直流通路估算静态值/B、k、UCE。

(2)三极管的输出特性曲线如图2.8(b)所示，用图解法确定电路的静态值。

(3)在静态时G和。2上的电压各为多少？并标出极性。

分析放大电路的静态分析有估算法和图解法两种。估算法可以推出普遍适用于同

类电路的公式，缺点是不够直观。图解法可以直观形象地看出静态工作点的位置以及电

路参数对静态工作的影响，缺点是作图过程比较麻烦，并且不具备普遍适用的优点.

解(1)用估算法求静态值，得：

%八二卫二005(mA)

%%240

/c=网=40X0.05=2(mA)

uJK

UCE=cc-cc=12-2x3=6(V)

图2.8习题2.2的图

(2)用图解法求静态值。在图2.8(b)中，根据线=^=4mA、Ucc=12V

Rc3b

作直流负教线，与，B=50UA的特性曲线相交得静态工作点。，如图2.9(b)所

示，根据点。查坐标得：

Ic=2mA

ME=6、

(3)静态时Uc=UpE，Um=UcE=6V。G和。2的极性如图2.9(a)所示。

/c(mA)

图2.9习题2.2解答用图

2.3在上题中，若改变RB，使UCE=3V,则RB应为多大？若改变RB，使

，c=L5mA,则RB又为多大？并分别求出两种情况下电路的静态工作点。

分析设计放大电路的一个重要环节就是RB、Rc等元件的选择。选择电阻心、

Rc的常用方法是根据晶体管的参数B等和希望设置的静态工作点(静态值Ic、UCE)

计算出RB、Rc的阻值。

解(1)UCE=3V时，集电极电流为：

/UCC-UCE二心会(mA)

c

Rc3

基极电流为：

/R="=3=0.075(mA)

BP40

基极电阻为：

UCC-UBE力"=上_=16()(kQ)

B/B/B0.075

(2)，c=L5mA时，基极电流为：

In=-^=—=0.0375(mA)

Bp40

基极电阻为:

UdE=_^_=320(kQ)

，B/B0.0375

UCE=Ucc-Zc/?c=12-1.5x3=7.5(V)

2.4在如图2.8(a)所示电路中，若三极管的6=100,其他参数与2.2题相

同，重新计算电路的静态值，并与2.2题的结果进行比较，说明三极管£值的变化对

该电路静态工作点的影响。

分析影响静态工作点的有电路参数RB、Rc和Ucc以及晶体管的参数/CBO、B

和UBE。在其他参数不变的情况下，f增大将使晶体管集电极电流的静态值k增

大，静态工作点上移。

22电子技术学习指导与习题解答

解用估算法求静态值，得：

J—CC—BEa£cc=_12_=OO5(mA)

RBRB240

/c=/y/B=100x0.05=5(mA)

f/CE=Ucc-IcRc=\2-5x3=-3(V)

UBC=UBE—UOZ=0-7—(—3)=3(V)

集电结和发射结都加正向电压，晶体管饱和。实际上这时UCE和k分别为:

UcE=UCES=03(V)

Ucc—UCES"cc12人、

ZC=—-----^-=—=4z(mA)

RcRc3

与2.2题的结果比段可知，在其他参数不变的情况下，三极管£值由40变为

100时，加不变，但k和UCE分别由2mA和6V变为4mA和0.3V,静态工作点从

放大区进入了饱和区。

2.5在如图2下(a)所示电路中，己知〃cc=")V,=极管的/?=40〃若要使

=5V,Zc=2mA,试确定Rc、RB的值。

解由^5=。8-左&得：

f；f/Z

R=cc-CE=1£2=2.5(kQ)

k2

由IC=得:

/B=—=-^―=0.05(mA)

Bp40

基极电阻为:

_」CC〃BE」cc

RB2g—=200(kQ)

0.05

2.6在如图2.8(a)所示电路中，若输出电E〃。波形的正半周出现了平顶畸

变，试用图解法说明产生失真的原因，并指出是截止失真还是饱和失真。

分析如图2.8(a)所示电路的输出电压“0(“CE的交流分量iicc)与输入电压

Ui(WBE的交流分量〃be)反相，而ib、ic与〃i同相，所以Wo与"反相。

解由于〃。与小反相，所以〃。波形的正半周出现平顶畸变时，加波形的负半周

出现平顶畸变，可见这是由于静态工作点设置得太低，致使小的负半周进入输入特

性曲线的死区，使M波形的负半周不能正常放大而引起失真，属于截止失真。图解

过程如图2.10所示。

题2.6解答用图

2.7画出如图2.11所示各电路的直流通路、交流通路和微变等效电路，图中各

电路的容抗均可忽略不计。若已知U«=12V,/?B=/?BI=/?B2=120kQ,&=3kQ,

三极管的/?=40,求出各电路的静态工作点。

分析放大电路的直流通路是直流电源单独作用时的电流通路，在直流通路中电

容可视为开路。放大电路的交流通路是交流信号源单独作用时的电流通路，在交流通

路中电容和直流电源可视作短路。将交流通路中的晶体管用其微变等效电路代替，便

可得到放大电路的微变笔效电路。

习题

解如图2.11(a)所示电路的直流通路、交流通路和微变等效电路分别如图

2.12所示。由直流通路列KVL方程，得：

(，B+%)/,+，BRB+UBE=U0c

将代入上式，解之得：

I_UCL.'BE:，1&_12u005(mA)

BRB+(1—〃)/•RB+Q+0)RC120+(1+40)X3,

24电子技术学习指导与习题解答

IQ=/?/B=40x0.05=2(mA)

UcE=Ucc-(/B+/c)/?c=12-(0.05+2)x3«6(V)

图2.12习题2.7解答用图

如图2.11(b)所示电路的直流通路、交流通路和微变等效电路分别如图2.13所

示。山直流通路列KVL方程，得：

(，B+%)/、+，B(RBI+&B2)+UBE=UQC

将代入上式，解之得：

U—URFUcc12

/R=-----------------n------------------=------------------«0.033(mA)

/?B1+RB2+(\+0)RC/?B1+/?B2+(1+/7)/?C120+120+(1+40)X3

=饵=40x0.033=1.32(mA)

%=%-(，B+%)Rc=12-(0.05+1.32)x3*8(V)

图2.13习题2.7解答用图

2.8在如图2.14所示的电路中，三极管是PNP型铭管。请回答下列问题；

(I)Ucc和Ci、C2的极性如何考虑？请在图上标出。

(2)设U8=T2V,&=3k。，6=75,如果要将静态值/c调到1.5mA,问

RB应调到多大？

(3)在调整静态工作点时，如不慎将RB调到零，对晶体管有无影响？为什么？

通常采取何种措施来防止发生这种情况？

分析PNP型三极管与NPN型三极管工作原理相似，不同之处仅在于使用时工

作电源极性相反，相应地，电容的极性也相反。

解（1）Ucc和G、G的极性如图2.15所不。

图2.15习题2.8解答用图

（2），c=L5mA时，基极电流为：

/R=/^=—=0.02（mA）

BB75

基极电阻为：

RUBE-Uy~切口_一（T2）（卜。）

An=---------H-----=------=O（7（）（k）

/B/B002

这时集电极与发射极之间的电压为：

=UCC-ICRC=-12+1.5x3=-7.5（V）

（3）如不慎将RB调到零，则12V电压全部加到晶体管的基极与发射极之间，

使加大大增加，会导致PN结发热而损坏。通常与RB串联一个较小的固定电阻来防

止发生这种情况。

2.9在如图2.8（a）所示的放大电路中，已知UgfZV,=240kO,

&=3kQ,三极管的6=50。试分别计算空载和接上负载（％=3kQ）两种情况下

电路的电压放大倍数。

分析电路的电压放大倍数与Rc、RL、B）及/E等因数有关。Rc或心增大，电

压放大倍数也增大。空载时电压放大倍数最大。

解三极管基极电流静态值和集电极电流静态值分别为：

/，公-"限上=005（mA）

RBRB240

Ic=///B=50x0.05=2.5（mA）

三极管的输入电阻为：

?696

公=300+(I+/?)—=300+(1+50)x—=830(Q)

2.5

空载时电路的电压放大倍数为：

；_俄c_50x3_

/!..-------------------------------——1（SU

公0.83

26电子技术学习指导与习题解答

接上时=3k。负载时电路的电压放大倍数为：

其中R[=&R=任=1.5kQ。

LRc+曷.3+3

2.10在如图2.16所示的放大电路中，已知Ucc=12V,/?B1=60kQ,/?B2=20k

Q,Rc=3kQ,/?E=3kQ,/?s=1kQ,RL=3kQ,三极管的尸=50,t/BE=0.6Vo

（1）求静态值/B、fc>（/CEO

（2）画出微变等效电路。

（3）求输入电阻々和输出电网.小。

（4）求电压放大倍数人和源电压放大倍数

分析分压式偏置放大电路可以保持静态工作点基本稳定。这种电路稳定工作点

的实质，是由于输出电流/c的变化通过发射极电阻RE上电压降（UE=/EAE）的变

化反映出来，而后引回至J输入回路，和UB比较，使UB匕发生变化来抑制人的变化。

RE越大，静态工作点越稳定。但RE会对变化的交流信号产生影响，使电压放大倍数

下降。用电容CE与心并联可以消除RE对交流信号的影响。

解（I）求静态值/B、k、UCE。

20

Uccx12=3(V)

Rjn+RB260+20

URBE

Z=^=2Z£^=0.8(mA)

RE3

Z==0.016(mA)

B450

%=Ucc+RE)=12-°.8X(3+3)=7.2(V)

（2）微变等效电路如图2.17所示。

图2.16习题2.10的图图2.17习题2.10解答用图

（3）求输入电阻々和输出电阻rOo

&=300+(1+^)-^=300+(1+50)x^1=1960(Q)

I:•

=/?BI///?B2///^=60//20//1.96=l.74(k。)

ro=Rc=3(kQ)

(4)求电压放大倍数人和源电压放大倍数

“3x3

50x

——上2=-38

Z1

u1.96

.(J(j-(Jr

A=1=—x—=—!—A,=1k/74x(-38)=-24.1

uu

us&qRs+/-14-1.74

2.11在如图2.18所示的放大电路中，已知Ucc=12V,/CBI=120kQ,

/?B2=40kQ,Rc=3kQ,REl=200Q,/?E2=1.8kQ,Rs=100Q,R1=3kC,三极

管的尸=100,/E=06V。

（.1）求静态值，B、％、UcE。

（2）画出微变等效电路。

（3）求输入电阻片和输出电阻。

（4）求电压放大倍数人和源电压放大倍数A.。

分析由于电阻REI没有与电容并联，所以REI中既有直流电流通过，又有交流

电流通过，对电路的静态性能和动态性能都有影响。

解（1）求静态值/B、/C、UCE。

40

U—跖2U=———x12=3(V)

BRBI+RR2cc120+40

仆/纨0L=±K=L2(mA)

REI+RE202+1.8

/B=-^=—=0.012(mA)

Bp100

UCE=UCC-，C(&+REI+RE2)=12-1.2X(3+0.2+1.8)=6(V)

(2)微变等效电路如图2.19所示。

28电子技术学习指导与习题解答

图2.18习题2.1I的图图2.19习题2.11解答用图

(3)求输入电阻后和输出电阻ro。

^=300+(1+/?)—=300+101x—=2.5(kQ)

，E1.2

rt-〃欠皿〃L《C+(1+£)及上/一I2O〃4O〃L2.5+(1+100)x0.2]-12.9(kQ)

ro=Rc=3(kQ)

(4)求电压放大倍数人和源电压放大倍数A,。

lOOx型

附

4=----^3_=_6.6

Ut&+(1+〃)/?EI2.5+(l+100)x0.2

0。_riA12.9

-—=-—x-：-=------A..=---------x(-0.6)=-6.6

U.U,qRs+40.1+12.9

2.12在如图2.20所示的放大电路中，已知Ucc=12V,RR=360kQ,Rc=3k

Q,/?E=2kQ,/?L=3kQ,三极管的4=60。

(1)求静态值"、，C、UCE。

(2)画出微变等效电路。

(3)求输入电阻々和输出电阻

(4)求电压放大倍数人。

分析与上题一样，由于电阻RE没有与电容并联，所以RE中既有直流电流通

过，乂有交流电流通过，对电路的静态性能和动态性能都有影响。

解(1)求静态值/B、/c、UCE。根据图2.20可画出该放大电路的直流通路，如

图2.21(a)所示。由图2.21(a)可得：

/BZ?B+/E+/ERE=^CC

而：

+，C=(1+P)1B

所以，基极电流的静态值为：

Ua-UBE〜Ucc_____12

=0.025(mA)

RB+(1+尸)RE~RB+(1”)RE360+(1+60)x2

集电极电流的静态值为:

/c=网=60x0.025=1.5(mA)

集-射极电压的静态值为：

%=UCC-ICRC-IERE»(/CC-/C(/?C+/?E)=I2-I.5X(3+2)=4.5(V)

+”?c

叫G

G

V

“i

图2.20习题2.12的图

(2)画出微变等效电路。根据图2.20可画出该放大电路的交流通路和微变等效

电路，如图2.21(b)、(c)所示。

(3)求输入电阻储和输出电阻晶体管的输入电阻为：

仆=300+(1+0生=300+61x^=1.4(kQ)

，E।5

由图2.21(c)可得：

“=%>+R/=+犀。+仍"=匕n+。+0)REK

；”,；”,〃

/：=----F/b=4------------------

RBRB&+(I+0RE

所以输入电阻为：

S.

=TRn//[r,+(1+1)R&1=360//[1.4-(1+60)x21=92(kQ)

计算输出电阻入的等效电路如图2.21(d)所示。由于q=o,有4=0,

/c=y?/b=0,所以输出电阻为:

q=—r:-=/?(.=3(kQ)

(4)求电压放大倍数人。由图2.21(c)可得：

。。=一也=-%改

式中:

=Rc〃RL

所以，电压放大倍数为:

60x^2

A.盘=———=-0.73

u

Ut，be+(l+〃)RE1.4+(1+60)A2

30电子技术学习指导与习题解答

(b)交流通路

(c)微变等效电路(d)计算(的电路

图2.21习题2.12解答用图

2.13在如图2.22所示的放大电路中，已知Ucc=12V,/?B=280kQ,=2k

Q,/?L=3kQ,三极管的£=100。

(1)求静态值/B、IC、t/cEo

(2)画出微变等效电路。

<3)求输入电阻力和输出电阻％。

(4)求电压放大倍数,口。

分析本题电路为射极输出器，射极输出器的主要特点是电压放大倍数接近于I,

输入电阻高，输出电阻低。

解(I)求静态值/B、/c和UcE，为：

/―UQC-UBEtUcc_]2_o(ps(mA)

B

/eB+(l+/?)/?ERB+(1+夕)/“：280+(1+100)x2

Ic=pi=100x0.025=2.5(mA)

UCE«t/cc-zc^E=12-2.5x2=7(V)

(2)微变等效电路如图2.23所示。

图2.23习题2.13解答用图

(2)求电压放大倍数人、输入电阻々和输出电阻,。，为：

&=300+(1+/?)—=300+(1+100)x—=1.35(k。)

，E2.5

U°_(1+BNH+100)x1-2.

人=099

(/.之+(1+/困135+(1+100)x1.2

式中:

R[^=RE//RL=2//3=1.2(kQ)

q=/?B〃[仆+(1+/3)Ri]=280//[1.35+(1+100)x1.2]=85(kQ)

上驾空"％35(°)

B100

式中:

3

/?；=/?B///?s=200X10//0=0(Q)

2.14已知某放大电路的输出电阻为％=3kQ,输出端的开路电压有效值

化,=1XV.试问该放大电路接有负载电阻凡=6kQ时,输出电压有效值将下降到多少？

分析对于负载而言，放大电路相当于一个具有内阻气的电源，该电源的电动势

就等于放大电路的开路电压

解根据如图2.24(a)所示放大电路的微变笔效电路，应用戴维南定理将其等

效变化为如图2.24(b)所示的电路，由此可得接有负载电阻RL时的输出电压有效值

下降到:

Rl=-^-xl.8=1.2(V)

6+程3+6

2.15比较共源极场效应管放大电路和共发射极晶体管放大电路，在电路结构上

有何相似之处。为什么前者的输入电阻较高？

解如果共源极场效应管放大电路采用分压式偏置电路，则和分压式偏置电路的

共发射极晶体管放大电路在结构上基本相似，惟一不同之处是为了提高输入电阻而在

场效应管栅极接了电阻RG.但因场效应管是电压控制型器件，栅极无电流，故其输

入电阻很高，而电阻RG也可以选得很大，因此场效应管放大电路的输入电阻较高。

32电子技术学习指导与习题解答

图2.24习题2.14解答用图

2.16在如图2.25所示的共源极放大电路中，已知UD1）=12V,/?D=10kQ,

/?s=1OkQ,/?L=10kQ,/?G=1MQ,/?GI=3（X）kQ,/?G2=l（）0kQ,gm=5mA/Vo

（1）求静态值/D、UDS。

（2）画出微变等效电路。

（3）求输入电阻/*i和输出电阻厂0。

（4）求电压放大倍数人。

分析场效应晶体管放大电路的与晶体管放大电路的分析方法完全一样。静态分

析采用估算法，可认为UGS=。，从而求出小和UDS；动态分析则根据放大电路的微

变等效电路来求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

解（1）求静态值/D和UDS，为：

100

x!2=3(V)

/300+100

=£%J=0.3(mA)

RsRs10

UDS=心-，D(RD+&)=12-0.3K(10+10)=6(V)

（2）微变等效电路如图2.26所示。

(3)求输入电阻后和输出电阻厂。，为：

q=RG+^G1/zRG2=KXX)+3(X)//1(X)=1075(kQ)

G=RD=I()(k。)

(4)求电压放大倍数，为：

/?；=/?□///?!=10//10=5(kQ)

4fA=-5x575

2.17在如图2.27所示的放大电路中，已知UDD=12V,RGI=2MQ,/?G2=1M

Q,a=5kQ,/?D=/?,=5kQ,场效应管的gm=5mA/V。

（1）求静态值/D、UDS。

（2）画出微变等效电路。

（3）求输入电阻后和输出电阻

（4）求电压放大倍数人。

分析本题电路与上题相比仅少了电阻/?G，因RG可以选得很大，故本题电路的

输入电阻与上题相比要小得多。

解（I）求静态值/D和UDS，为：

1

x12=4(V)

2I1

/口=匹=%=±=0.8(mA)

Rs&5

UDS=UDD-7D(RD+RS)=12-0.8X(5+5)=4(V)

(2)微变等效电路如图2.28所示。

图2.27习题2.17的图图2.28习题2.17解答用图

（3）求输入电阻内和输出电阻入。

r.=/?G1///?G2=2000//1000=667(kQ)

ro=RD=5(kQ)

(4)电压放大倍数为：

Ri=RD//RL=57/5=2.5(kQ)

人=-gnX=-5x2.5=-12.5

2.18如图2.29所示电路为源极输出器，已知UDD=12V,/?G=1MQ,/?s=12k

Q,=12kQ,gm=5mA/V。求输入电阻小输出电阻和电压放大倍数人。

34电子技术学习指导与习题解答

图2.29习题2.18的图

分析本题电路为共漏极放大电路，其特点与射极输出器相似，即电压放大倍数接

近于1,输入电阻高，输出电阻低。求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等动态性

能指标同样可用微变等效电路法。

解微变等效电路如图2.30(a)所示，有：

式中Ri=Rs//RL

〃="$+口=(1+4出.)心

所以，电压放大倍数为：

A二一二gmR。二号因二5x(12〃⑵二097

口一〃一(I+&“致)。弟—1+右&-1+5x(12〃⑵-,

输入电阻为：

r-=RG=1(MQ)

图2.30题1.18解答用图

而：

所以：

输出电阻为:

I1.5

典+gm5+

2.4习题与考研试题精选

2-1在如图2.31所示的放大电路中，己知Ucc=15V,/?B=100kQ,/?c=2k

Q,RL=2kQ,电位器总阻值Rp=1MQ,晶体管的［=50,UBE=0