电工学--课后习题答案--优秀PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,9,章 基本放大电路,复习：,1,、晶体三极管的工作状态：,1,）放大状态,条件：集电结反偏，发射结正偏,特点：,2),饱和状态,条件：集电结正偏，发射结正偏,特点：相当于,短路,3),截止状态,条件：集电结反偏，发射结反偏,特点：相当于,开路,1,判断下面三个晶体三极管的工作状态,放大状态,饱和状态,截止状态,2,2,、特性曲线,（,1,）三极管输入特性曲线,上一页,下一页,返 回,下一节,上一节,3,（,2,）三极管输出特性曲线,上一页,下一页,返 回,下一节,上一节,4,第,9,章 基本放大电路,9.1,放大电路的工作原理,9.2,放大电路的静态分析,9.3,放大电路的动态分析,9.11,互补对称式功率放大器,9.5,共集放大电路,9.6,共基放大电路,*9.7,共源放大电路,*9.8,有源负载放大电路,9.9,多级放大电路,9.10,差分放大电路,9.4,共射放大电路,分析与思考,教学基本要求,练习题,返回主页,5,教 学 基 本 要 求,1.,了解放大电路的工作原理、,理解,放大电路的静态分析和动态分析的内容和方法；,2.,了解共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路的电路组成和主要特点，,掌握,静态分析和动态分析的计算；,3.,了解共源放大电路的电路组成和工作原理；,*,4.,了解有源负载放大电路的工作原理；,5.,了解多级放大的概念，,掌握,其静态和动态分析的计算；,6.,了解差分放大电路的电路组成、工作原理和输入、输出方式；,掌握,静态和动态分析的计算；,7.,了解基本的互补对称放大电路的工作原理。,返 回,6,9.1,放大电路的工作原理,放大器的作用：把微弱的电信号（电压、电流和功率）放大到所需的量级。,（一）电路,下一节,上一页,下一页,返 回,图,9.1.1 9.1.2,放大电路,7,(,二,),信号放大过程,静态：未加输入信号时放大器的工作状态。,动态：加上输入信号时放大器的工作状态。,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.1.3,信号的放大过程,8,9.2,放大电路的静态分析,(,一,),静态工作点的确定,(1),图解法,静态工作点：在晶体三极管输入、输出特性上所对应的工作点,Q,(,I,B,、,I,C,、,U,CE,),。,作法：,由电路结构,I,B,Q,输入特性,由,I,B,值 一条曲线与,直流负载线（,U,CE,U,CC,I,C,R,C,),相交,Q,输出特性,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.2.1,静态工作点,9,(,一,),静态工作点的确定,(2),计算法,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,10,(,二,),静态工作点的影响,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.2.3,非线性失真,静态工作点,Q,设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。若,Q,点偏高，当,i,b,按正弦规律变化时，,Q,进入饱和区，造成,i,c,和,u,ce,的波形与,i,b,（或,u,i,）的波形不一致，输出电压,u,o,（即,u,ce,）的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真；若,Q,点偏低，则,Q,进入截止区，输出电压,u,o,的正半周出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。,11,12,13,9.3,放大电路的动态分析,(,一,),放大器的主要性能指标,(1),电压放大倍数,A,u,：,绝对值：,分贝值：,对于正弦交流信号：,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,A,u,=,U,o,U,i,14,(2),输入电阻,r,i,：,对于正弦交流信号：,信号源,负载,放大电路,r,i,=,U,i,I,i,当信号源有内阻时：,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.3.1,输入电阻和输出电阻,15,(3),输出电阻,r,o,：,对于正弦交流信号：,放大器输出端开路电压：,（受控电压源）,当输出端接有负载时：,放大器的电压放大倍数：,信号源,负载,放大电路,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.3.1,输入电阻和输出电阻,16,(4),放大电路的频率特性,幅频特性,相频特性,放大器只有工作在通频带范围内才能避免产生频率失真。,图,9.3.2,放大电路的频率特性,通频带,O,O,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,17,(,二,),放大电路的微变等效电路,(1),晶体管小信号模型,基本思路：,（,a,）放大的信号为小信号；,（,b,）保证工作在特性曲线的线性段；,（,c,）把三极管等效成线性电路模型。,其中：,注：,I,C,的单位为,mA,，,26,的单位为,mV,。,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.3.3 9.3.4,晶体管小信号电路模型,18,(2),放大电路的微变等效电路,基本思路：,（,a,）找出放大器的的交流通道；,（,b,）用三极管的小信号模型取代三极管。,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.3.5 9.3.6,交流通路及微变等效电路,19,9.4,共射放大电路,(,一,),电路组成,+,+,+,+,_,_,+,+U,CC,R,E,R,C,C,E,I,E,I,C,I,B,I,2,I,1,R,B1,R,B2,u,o,u,i,R,L,(2),因接有,R,E,，可固定,I,C,，,从而稳定放大器的静态工作点。,温度,I,C,I,E,I,E,R,E,U,BE,U,B,-U,RE,I,B,I,C,(3),接有旁路电容,C,E,，避免了电压放大倍数的降低。,电路特点：,(1),因,I,1,I,2,I,B,通常取：,I,2,（,5,10,）,I,B,故,B,点电位基本被固定。,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.4.1,共射放大电路,20,(,二,),静态分析,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.4.2,共射放大电路的直流通路,21,(,三,),动态分析,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.4.3 9.4.4,共射放大电路的交流通路及微变等效电路,22,补充例题,1,电路如图所示，求：,(1),放大器的静态工作点；,(2),画出放大器的微变等效电路,(,有,C,E,、无,C,E,),；,(3),放大器的电压放大倍数,A,u,(,有,C,E,、无,C,E,),；,(4),放大器的输入输出,电阻（有,C,E,、无,C,E,）；（,5,）若测得输出波形为,判断放大器出现的是何种失真，如何消除失真？,+,+,+,+,_,_,+,+U,CC,R,E,R,C,C,E,I,E,I,C,I,B,R,B2,R,B1,u,o,u,i,R,L,3.3k,180k,20k,1.3k,3.3k,20V,解,（,1,）,t,u,o,O,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,23,（,2,）,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,i,c,i,b,i,b,i,i,有,C,E,：,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,i,c,i,b,i,b,i,i,R,E,无,C,E,：,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,24,（,3,）有,C,E,：,R,B2,u,o,+,+,_,_,R,B1,R,C,R,L,r,be,u,i,i,c,i,b,i,b,i,i,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,i,c,i,b,i,i,无,C,E,：,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,i,b,R,E,25,（,4,）有,C,E,：,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,i,c,i,b,i,b,i,i,i,c,i,b,i,i,无,C,E,：,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,i,b,R,E,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,26,+,+,+,+,_,_,+,+U,CC,R,E,R,C,C,E,I,E,I,C,I,B,R,B2,R,B1,u,o,u,i,R,L,3.3k,180k,20k,1.3k,3.3k,O,20V,若要消除失真必须改变,R,B1,与,R,B2,的比例，适当抬高放大器的静态工作点，如：调节,R,B2,使其变小则适当抬高了,U,B,或者增大,R,B1,。,（,5,）因为共射极单级放大器的,u,o,与,u,i,反相，据,u,o,的波形,可以判断出,u,i,的波形为 因此可以判断出由于放大,器的静态工作点太低，在,u,i,的前半个周期当,u,i,U,BE,时，三,极管发生了截止，使,u,o,发生了失真，因此该失真为截止失真。,u,i,t,o,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,27,9.5,共集放大电路,(,一,),电路组成,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.5.1,共集放大电路,+,+,+,_,_,+,+U,CC,R,E,R,B,u,o,u,i,C,1,C,2,28,(,二,),静态分析,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.5.1,共集放大电路的直流通路,29,(,三,),动态分析,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.5.3 9.5.4,共射放大电路的交流通路及微变等效电路,30,图,9.11,9.5.3,在图,9.11,（教材图,9.02,）所示放大电路中，已知,R,C,=2 k,，,R,E,=2 k,，硅晶体管的,=30,，,r,be,=1 k,，试画出该放大电路的微变等效电路，推导出由集电极输出和由发射极输出时的电压放大倍数，求出,U,i,=1 mV,时的,U,o1,和,U,o2,。,下一页,下一题,返 回,上一题,31,上一页,【,解,】,放大电路的微分等效电路如,图,9.12,。,图,9.12,（,1,）由集电极输出时,下一页,下一题,返 回,上一题,32,上一页,（,2,）由发射极输出时,（,3,）当,U,i,=1 mV,时,下一题,返 回,上一题,33,9.6,共基放大电路,(,一,),静态分析,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.6.1 9.6.2,共基放大电路及直流通路,34,(,二,),动态分析,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.6.3 9.6.4,共射放大电路的交流通路及微变等效电路,35,【,解,】,（,1,）静态分析,9.6.1,已知共基放大电路的,U,CC,=12 V,，,R,E,=4.7 k,，,R,C,=6.8 k,，,R,L,=12 k,，,R,B1,=20 k,，,R,B2,=10 k,，,=100,，试作静态和动态分析。,下一页,下一题,返 回,上一题,36,上一页,（,2,）动态分析,下一题,返 回,上一题,37,9.7,共源放大电路,（一）增强型,MOS,管共源放大电路,(1),静态,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.7.1,分压偏置共源放大电路,38,(2),动态,下一节,上一页,下一页,返 回,上一节,图,9.7.1,分压偏置共源放大电路,39,（二）耗尽型,MOS,管共源放大电路,可采用分压偏置放大电路,也可采用自给栅偏压放大电路。,+,+,+,_,_,+,+U,DD,R,S,R,G,u,o,u,i,R,D,C,2,C,1,S,D,G,电路特点,:,(a),U,GS(off),r,be,时）,输出电阻,下一题,返 回,上一题,上一页,91,【,解,】,过程如下：,图,9.9,温度,9.4.1,图,9.9,（教材图,9.01,）是一种利用温度变化时，二极管的正向电压降会发生相应变化的原理来稳定静态工作点的电路，试说明其稳定静态工作点的过程。,下一题,上一题,返 回,92,【,解,】,本题是已知静态工作点求电路中的电阻值。,由,选取,选取,U,B,=4 V,，则,9.4.2,在图,9.4,（教材图,9.4.1,）所示共射放大电路中，,U,CC,=12 V,，硅晶体管的,=50,，,I,C,=1 mA,，,U,CE,=6 V,，试确定电路中各个电阻的阻值。,下一页,下一题,返 回,上一题,93,下一题,返 回,上一题,上一页,94,【,解,】,（,1,）静态分析,9.4.3,在图,9.4,（教材图,9.4.1,）所示的共射放大电路中，,U,CC,=24 V,，,R,B1,=33 k,，,R,B2,=10 k,，,R,C,=3.3 k,，,R,E,=1.5 k,，,R,L,=5.1 k,，硅晶体管的,=66,。试作静态分析和动态分析。,下一页,下一题,返 回,上一题,95,（,2,）动态分析,下一题,返 回,上一题,上一页,96,下一题,上一题,返 回,【,解,】,不加发射极旁路电容,C,E,时，电路的微变等效电路,如图,9.10,。,图,9.10,9.4.4,上题中的共射放大电路，若不加发射极旁路电容,C,E,，试推导这时的电压放大倍数的计算公式，并计算出数值。,97,【,解,】,（,1,）静态分析,（,2,）动态分析,9.5.1,已知共集放大电路的,R,B,=75 k,，,R,E,=1 k,，,R,L,=1 k,，,U,CC,=12 V,，硅晶体管的,=50,，信号源的内,阻,R,S,可忽略不计，试对该电路进行静态和动态分析。,下一页,下一题,返 回,上一题,98,上一页,下一题,返 回,上一题,99,【,解,】,（,1,）静态分析,9.5.2,已知共集放大电路的,R,B,=560 k,，,R,E,=5.6 k,，,U,CC,=12 V,，硅晶体管的,=60,，,r,be,=2 k,，信号源内阻,R,S,=0.56 k,，负载电阻,R,L,=4.4 k,，试计算（,1,）静态工作点；,（,2,）空载和有载时的电压放大倍数（,3,）输入电阻和输出电阻。,下一页,下一题,返 回,上一题,100,上一页,（,2,）空载和有载时的电压放大倍数,（,3,）输入电阻和输出电阻,下一题,返 回,上一题,101,图,9.11,9.5.3,在图,9.11,（教材图,9.02,）所示放大电路中，已知,R,C,=2 k,，,R,E,=2 k,，硅晶体管的,=30,，,r,be,=1 k,，试画出该放大电路的微变等效电路，推导出由集电极输出和由发射极输出时的电压放大倍数，求出,U,i,=1 mV,时的,U,o1,和,U,o2,。,下一页,下一题,返 回,上一题,102,上一页,【,解,】,放大电路的微分等效电路如,图,9.12,。,图,9.12,（,1,）由集电极输出时,下一页,下一题,返 回,上一题,103,上一页,（,2,）由发射极输出时,（,3,）当,U,i,=1 mV,时,下一题,返 回,上一题,104,【,解,】,（,1,）静态分析,9.6.1,已知共集放大电路的,U,CC,=12 V,，,R,E,=4.7 k,，,R,C,=6.8 k,，,R,L,=12 k,，,R,B1,=20 k,，,R,B2,=10 k,，,=100,，试作静态和动态分析。,下一页,下一题,返 回,上一题,105,上一页,（,2,）动态分析,下一题,返 回,上一题,106,图,9.13,9.9.1,图,9.13,（教材图,9.03,）所示两级阻容耦合放大电,路中,R,B1,=20 k,，,R,B2,=10 k,，,R,C,=3 k,，,R,E,=1.5 k,，,U,CC,=12 V,，硅管的,=49,，第一级放大电路的,A,u,1,=,-,100,，求该放大电路的总电压倍数。,下一页,下一题,返 回,上一题,107,上一页,【,解,】,该放大电路由两级放大电路组成，第二级为共射,放大电路（无发射极旁路电容）,则第二级的电压放大倍数由题,9.4.4,可知应为,下一页,下一题,返 回,上一题,108,上一页,所以，放大电路的总电压放大倍数,下一题,返 回,上一题,109,图,9.14,9.9.2,图,9.14,（教材图,9.04,）为一两极放大电路，已,知晶体管的,1,=40,，,2,=50,，,r,be1,=1.7 k,，,r,be2,=1.1 k,，,R,B1,=56 k,，,R,E1,=5.6 k,，,R,B2,=20 k,，,R,B3,=10 k,，,R,C,=3 k,，,R,E2,=1.5 k,，求该放大电路的总电压放大倍,数，输入电阻和输出电阻。,下一页,下一题,返 回,上一题,110,上一页,【,解,】,第一级放大电路为共集放大电路，因此电压放大,倍数。,第二级放大电路为共射放大电路,总电压放大倍数,第二级的输入电阻,第一级总负载电阻,下一页,下一题,返 回,上一题,111,上一页,放大电路的输入电阻,放大电路的输入电阻,下一题,返 回,上一题,112,图,9.15,9.9.3,在图,9.15,（教材图,9.05,）所示放大电路中，已知,R,B1,=20 k,，,R,B2,=10 k,，,R,C1,=3 k,，,R,E,=1.5 k,，,R,B3,=20 k,，,R,B4,=10 k,，,R,C2,=6.8 k,，,R,E2,=4.7 k,，,1,=60,，,2,=50,，,r,be1,=1 k,，,r,be2,=1 k,，求该放大电路的总电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。,下一页,下一题,返 回,上一题,113,上一页,【,解,】,第二级输入电阻,第一级总负载电阻,第一级电压放大倍数,第二级总负载电阻,第二级电压放大倍数,下一页,下一题,返 回,上一题,114,上一页,输入电阻和输出电阻,总电压放大倍数,下一题,返 回,上一题,115,【,解,】,本题目的是为了了解直接耦合放大电路中前后两,极的静态工作点是相互影响、彼此联系的。,图,9.16,9.9.4,图,9.16,（教材图,9.06,）是两极直接耦合放大电路，,如果要求在,U,i,=0,时，,U,O2,=7 V,，试问,R,E,应为多少？设,U,BE,=0.7 V,。,下一页,下一题,返 回,上一题,116,上一页,下一题,返 回,上一题,117,【,解,】,（,1,）静态工作点,图,9.17,9.10.1,已知图,9.17,（教材图,9.07,）所示差分放大电路的,U,CC,=,U,EE,=12 V,，,R,C,=3 k,，,R,E,=3 k,，硅晶体管的,=,100,，求：（,1,）静态工作点；（,2,）,U,i,=10 mV,，输出端不接负载时的,U,O,；（,3,）,U,i,=10 mV,输出端接,R,L,=6 k,负载时的,U,O,。,下一页,下一题,返 回,上一题,118,上一页,（,2,）不接负载时的差模电压放大倍数,（,3,）接负载时的差模放大倍数,当,U,i,=10 mV,时，,下一页,下一题,返 回,上一题,119,上一页,当 时，,下一题,返 回,上一题,120,【,解,】,静态时,图,9.18,9.10.2,图,9.18,（教材图,9.08,）是利用差分放大电路组,成的晶体管电压表的原理电路。设电压表的满标偏转电流,为,100,A,，电压表支路的总电阻为,2 k,。要使电表的指针,满偏，需加多大的输入电压？设晶体管为硅管。,下一页,下一题,返 回,上一题,121,上一页,晶体管输入电阻,总负载电阻,差模电压放大倍数,下一页,下一题,返 回,上一题,122,上一页,要使电压表满偏时的输出电压,则输入电压,下一题,返 回,上一题,123,【,解,】,（,1,）静态分析,9.10.3,求图,9.19,（教材图,9.09,）所示电路中,T,2,的静态工作点和放大电路的差模电压放大倍数。设晶体管为硅管。,下一页,返 回,上一题,124,上一页,(3),差模电压放大倍数,图,9.17,返 回,上一题,125,