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《模擬電子技術》胡宴如主編第四版習題解答-第3章.docx

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1、CDPC 第3章 圖P3.1 3.1放大電路如圖P3.1所示,電流電壓均為正弦波,已知RS=600Ω,US=30mV,Ui=20mV,RL=1kΩ,Uo=1.2V。求該電路的電壓、電流、功率放大倍數(shù)及其分貝數(shù)和輸入電阻Ri;當RL開路時,測得Uo=1.8V,求輸出電阻Ro。 解:(1)求放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù)為 電流放大倍數(shù)為 功率放大倍數(shù)為 (2)求輸入和輸出電阻 3.2在圖P3.2所示放大電路中,已知三極管β=80,rbb’=200Ω,UBEQ=0.7V,試:(1)求ICQ、IBQ、UCEQ;(2)畫出H參數(shù)小信號等效電路,求Au、Ri、Ro 、Aus

2、;(3)若β=60時,說明ICQ、Au、Ri、Ro的變化。 圖P3.2 解:(1)求ICQ、IBQ、UCEQ (2)畫H參數(shù)等效電路,求Au、Ri、Ro、Aus 圖解P3.2 圖P3.2的H參數(shù)等效電路如圖解P3.2所示,由已求ICQ可得 故 (3) 當β=60,說明ICQ、Au、Ri、Ro的變化。 因β改變時對ICQ影響很小,可認為ICQ=1.92mA不變,這樣 故 3.3 放大電路如圖P3.3所示,已知三極管的β=100,rbb’=200Ω,UBEQ=0.7V,試:(1)求靜態(tài)工作點ICQ、IBQ、UCEQ;(2)畫出H參數(shù)小信號等效電路,

3、求Au、Ri、Ro;(3)求源電壓增益Aus。 解:(1)求靜態(tài)工作點 圖P3.3 (2)畫H參數(shù)等效電路,求Au、Ri、Ro 圖P3.3的H參數(shù)等效電路如圖解P3.3所示, 所以,由已求ICQ可得 圖解P3.3 故 (3)求源電壓增益 圖P3.4                     3.4放大電路如圖P3.4所示,已知三極管的β=80,rbb’=200Ω,設各電容對交流的容抗近似為零。試:(1)畫出該電路的直流通路,求IBQ、ICQ、UCEQ;(2)畫出交流通路及H參數(shù)小信號等效電路,求Au、Ri、Ro。 圖解P3.4         

4、            解:(1)求靜態(tài)工作點 放大電路的直流通路如圖解P3.4(a)所示,由圖可得 故 則 (2)求主要性能指標 作出圖P3.4電路的交流通路和H參數(shù)等效電路如圖解P3.4(b)、(c)所示。圖(c)中 由圖(c)可得 3.5 共集電極放大電路如圖P3.5所示,已知β=100,rbb’=200Ω,UBEQ=0.7V。試:(1)估算靜態(tài)工作點ICQ、UCEQ;(2)求Au=uo/ui和輸入電阻Ri;(3)us=2V,求輸出電壓uo和輸出電阻Ro。 圖P3.5 解:(1)估算靜態(tài)工作點 由圖可得

5、 (2) 求Au、Ri、Ro 由已求IEQ可得 故 (3)由于Ri>>Rs,所以ui=us,故uo=Auui=2V 3.6 一信號源Rs=10kΩ,Us=1V,負載RL=1kΩ,當RL與信號源直接相接,如圖P3.6(a)所示,和經(jīng)射極輸出器與信號源相接,如圖P3.6(b)所示,所獲得輸出電壓的大小有無區(qū)別?分析計算結果。說明射極輸出器的作用。 解:由圖P3.6(a)可得 圖P3.6 由圖P3.6(b)求得 所以求得 則得 上述計算結果說明由于射極輸出器的作用,圖(b)輸出電壓遠大于圖(a)的。由計算過程可以看出,1kΩ的負

6、載電阻RL經(jīng)射極輸出器后,接到信號源的等效電阻Ri顯著提高,射極輸出器起到了阻抗變換作用。 3.7 放大電路如圖P3.7所示,已知β=70,rbb’=200Ω,ICQ=1mA,試畫出該電路的交流通路及H參數(shù)小信號等效電路,說明它是何種組態(tài)的放大電路,并求出Au、Ri、Ro的大小。 解:畫電路的交流通路如圖解P3.7(a)所示,可見圖P3.7為共基極放大電路,根據(jù)圖(a)可作出它的H參數(shù)等效電路如圖(b)所示,圖中 故 圖P3.7 圖解 P3.7 3.8 共源放大電路如圖P3.8所示,已知場效應管gm=

7、1.2ms,畫出該電路交流通路和交流小信號等效電路,求Au、R1、Ro。 解:圖P3.8電路的交流通路及小信號等效電路如圖解P3.8(a)、(b)所示,由圖(b)可得 Ri=RG3+RG1//RG2=2MΩ+300kΩ//100kΩ≈2MΩ RO=RD=10kΩ (a) (b) 圖解P3.8 3.9 電路如圖P3.9所示,已知V1、V2的β=80,UBEQ=0.7V,rbb’=200Ω,試求:(1)V1、V2的靜態(tài)工作點ICQ及UCEQ;(2)差模電壓放大倍數(shù)Aud=uo/ui;(3)差模輸入電阻Rid和輸出電阻Ro。

8、圖P3.9 解:(1)求靜態(tài)工作點 (2)求差模電壓放大倍數(shù) 故 (3)求差模輸入電阻和輸出電阻 Rid=2rbe=22.7kΩ=5.4kΩ RO=2RC=20kΩ 3.10 電路如圖P3.10所示,已知三極管β=100,rbb’=200Ω,UBEQ=0.7V,試求:(1)V1、V2的靜態(tài)工作點ICQ及UCEQ;(2)差模電壓放大倍數(shù)Aud=uo/ui;(3)差模輸入電阻Rid和輸出電阻Ro。 解:(1)求靜態(tài)工作點 圖P3.10 (2)求Aud 故 (3)求Rid、Ro Rid=2rbe=25.85=11.7kΩ Ro=2Rc=2

9、4kΩ 3.11具有電流源的差分電路如圖P3.11所示,已知UBEQ=0.7V,β=100,rbb’=200Ω,試求:(1)V1、V2靜態(tài)工作點ICQ、UCQ;(2)差模電壓放大倍數(shù)Aud;(3)差模輸入電阻Rid和輸出電阻Ro。 解:(1)求靜態(tài)工作點 圖P3.11 由于     故      (2)求Aud 由于     故      (3)求Rid、Ro Rid=2rbe=27.7kΩ=15.4kΩ Ro=2Rc=24kΩ 3.12 差分放大電路如圖P3.12所示,(1)求靜態(tài)UCQ2;(2)當差模輸入uid=u1i-ui2=0.02V時,測得輸出

10、端電壓uC2=4.5V,當共模輸入電壓ui1=ui2=uic=1V時,測得輸出端電壓uC2=3.6V,求該電路的差模、共模電壓放大倍數(shù)及共模抑制比。 圖P3.12 解:(1)求UCQ2 由圖P3.12可得 ICQ2=Io/2=0.5mA 故          (2)求Aud, Auc, KCMR          3.13 電路如圖P3.13所示,VCC=VEE=20V,RL=10Ω,晶體管的飽和壓降UCES=0V,輸入電壓ui為正弦信號。試:(1)求最大不失真輸出功率、電源供給功率、管耗及效率:(2)當輸入電壓振幅Uim=10V時,求輸出功率、電源供給功率、功率及管

11、耗;(3)求該電路的最大管耗及此時輸入電壓的振幅。 解:(1)求Pom、PD、η、PC 考慮到晶體管的飽和壓降,功放最大不失真輸出電壓振幅為 Uomm=VCC-UCES=20-0=20V 圖P3.13 功放最大不失真輸出功率為 電源供給功率為 因此功放的效率和管耗分別為 (2)求Uim=10V時的Po、PD、η和PC 由于互補電路由射極輸出器構成,其輸出電壓與輸入電壓近似相等,所以Uom=Uim,因此 (3)求電路的最大管耗及此時輸入電壓的振幅 3.14 電路如圖P3.14所示,試回答下列問題: 圖P3.14 (1)ui=0時,流

12、過RL的電流有多大? (2)Rp和V6起什么作用?V1、V3和V2、V4工作在什么狀態(tài)? (3)晶體管飽和壓降近似為2V,電路的最大不失真輸出功率有多大? 解:(1)因電路對稱,V1、V3與V2、V4的靜態(tài)電流相等,所以靜態(tài)(ui=0)時,流過RL的電流等于零。 (2) Rp與V6構成功率管V1、V3與V2、V4的正向偏壓電路,可使V1、V3、V2、V4管有小的正向偏置電壓而處于臨界導通狀態(tài),從而可消除交越失真。Rp用來調節(jié)偏壓,可使交越失真最小。V1V3和V2V4工作在甲乙類狀態(tài)。 (3)為保證輸出波形不產生飽和失真,則輸出電壓振幅為 Uom=VCC-UCES=20-2=18V

13、 3.15 圖P3.15所示復合管,試判斷哪些連接是正確的?哪些是不正確的?如正確的,指出它們各自等效什么類型的三極管(NPN或PNP型)。 圖P3.15 解:圖P3.15中(a)、(c)、(d)、(e)、(f)連接均不正確,(b)連接正確,為NPN型。 3.16 電路如圖P3.16所示,為使電路正常工作,試回答下列問題: (1)靜態(tài)時電容C上的電壓是多大?如果偏離此值,應首先調節(jié)RP1還是RP2? (2)調節(jié)靜態(tài)工作電流,主要調節(jié)RP1還是RP2? (3)設管子飽和壓降可以略去,求最大不失真輸出功率、電源供給功率、管耗和效率。 解:(1)靜態(tài)時電容C兩端電壓應

14、等于電源電壓的1/2,即UC=6V。如果偏離此值,應調節(jié)RP1。圖P3.33 圖P3.16 (2)欲調節(jié)V1、V2管靜態(tài)工作點電流,則主要應調節(jié)RP2。因改變RP2的大小,將改變加在V1、V2基極與發(fā)射極之間的正向偏壓的大小,從而可調節(jié)兩管的靜態(tài)工作點電流。 (3)求最大不失真輸出功率、直流電源供給功率、管耗及效率 因為 故 3.17 電路如圖P3.17所示,設V1、V2的飽和壓降為0.3V,求最大不失真輸出功率、管耗及電源供給功率。 解:由于Uomm=-UCES=3V-0.3V=2.7V,因此 圖P3.17

15、 圖P3.18 3.18 兩級阻容耦合放大電路如圖P3.18所示,設三極管V1、V2的參數(shù)相同,β=100,rbe,1=2kΩ,rbe2=1kΩ,求Au,Ri,Ro。 解: Au2≈1 Au=Au1 Au2=-25.7 Ri=RB1//RB2//[rbe1+(1+β)RE1]=120//24//(2+1010.2)kΩ=10.52kΩ 3.19由集成運放構成的放大電路如圖P3.19所示,已知輸入電壓ui=1V,試求各電路的輸出電壓uo。 圖P3.19 解:(a) (b)

16、 (c)uo=ui=1V 3.20由集成運放構成的電路如圖P3.20所示,已知集成運放的UOM=10V,當輸入電壓ui=1V時,試說明電位器Rp滑動端分別處于最上端C點,最下端B點和中點時,輸出電壓uo的大小。 解:C點:uo=un=ui=1V B點:反相端接地,開環(huán) uo=UOM=10V 中點:構成同相放大電路, 3.21 由理想集成運放構成的電路如圖P3.21所示,已知ui=1V,試用“虛短路”和“虛開路”概念,求流過R3的電流i。 解:根據(jù)虛開路,ip=0,則得up=ui 根據(jù)虛短路得 un≈up=ui 所以 圖P3.21 根據(jù)虛開路,in=0,因此流過R3的電流i≈i1=0.1mA

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