第4章 多级放大电路与频率响应
自测题
填空题
1．在三级放大电路中，已知u1||=50A ，u2||=80A ，u3||=25A ，则其总电压放大倍数u ||=A ，折合为 dB 。
2．一个三级放大电路，若第一级和第二级的电压增益为30dB ，第三级的电压增益为20dB ，则其总电压增益为 dB ，折合为 倍。
3．在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的 ，而前级的输出电阻则也可视为后级的 。 4．在多级直接耦合放大电路中，对电路零点漂移影响最严重的一级是 ，零点漂移最大的一级是 。
5．集成运放的两个输入端分别为 和 输入端，前者输入信号的极性与输出端极性 ，后者输入信号的极性与输出端极性 。
6．某单级共射放大电路的对数幅频响应如题4.1.6图所示，则该放大电路的us1A 频率响应表达式为 ，ush A 频率响应表达式为 。 ,
7．在题4.1.7图所示放大电路中，空载时，若增大电容1C 的容量，则中频电压放大倍数usm A 将 ，L f 将 ，H f 将 ；当b R 减小时，L f 将 。当带上负载后，L f 将 。
8．多级放大电路与单级放大电路相比，总的通频带一定比它的任何一级
都 ；级数越多则上限频率H f 越 。
9．已知RC 耦合放大电路在L f 处放大倍数为100，则在H f 处放大倍数为 ，中频区放大倍数为 。
答案：1．105，100。2．80，104。3．负载电阻，信号源内阻。4．输入级，输出级。5．同相，反相，相同，相反。6．usl 1001j(100)A f -=-/；ush 51001j(10)A f -=+/。7．不变，下降，不变，增大，增大。 8．窄，低。9．100，141。
选择题
1．一个由相同类型管子组成的两级阻容耦合共射放大电路，前级和后级的静态工作点均偏低，当前级输入信号幅度足够大时，后级输出电压波形将 。
A ．削顶失真；
B ．削底失真；
C ．双向失真。
2．两个相同的单级共射放大电路，空载时电压放大倍数均为30，现将它们级联后组成一个两级放大电路，则总的电压放大倍数 。
A ．等于60；
B ．等于900；
C ．小于900；
D ．大于900。 $
3．阻容耦合与直接耦合多级放大电路之间的主要不同是 。
A ．所放大的信号不同；
B ．交流通路不同；
C ．直流通路不同。
4．一个放大电路的对数幅频响应如题4.1.6图所示。
（1）中频放大倍数usm ||A 为 dB 。
A ．20；
B ．40；
C ．100。
（2）上限频率为 。
A ．<100 kHz ；
B ．>100 kHz ；
C ．100 kHz 。
（3）下限频率为 。
A ．<100 Hz ；
B ．>100 Hz ；
C ．100 Hz 。 （4）当信号频率恰好为上限频率或下限频率时，实际的电压增益为 dB 。 )
A ．40；
B ．37；
C ．3。
5．在题 4.1.7图所示阻容耦合共射放大电路中，已知晶体管的100β=，be 1k Ωr =，负载开路。试求：
（1）若i ||10mV U =，且信号频率L f f = ，则o ||U 的数值约为 。
A ．1V ；
B ．2V ；
C ．；
D ．700mV 。
（2）当L f f =时，o U 与i U 的相位关系为 。
A ．o 45；
B ．o 45-；
C ．o 225-；
D ．o 135-。
（3）高频信号输入时放大倍数下降，主要的原因是 。
A ．1C 和2C ；
B ．晶体管的非线性；
C ．晶体管的极间电容和分布电容。
6．在考虑放大电路的频率失真时，若输入信号为正弦波，则输出信号 。
A ．会产生线性失真；
B ．会产生非线性失真；
；
C ．为非正弦波；
D ．为正弦波。
7．如图2.4.4（a ）所示的分压式工作点稳定共射基本放大电路，当射极旁路电容为47μF ，晶体管的结电容为12pF 时，测得下限频率为50Hz ，上限频率为20kHz 。现将射极旁路电容换为100μF ，管子换为结电容为5pF 的晶体管，此时的下限频率将 50Hz ，上限频率将 20kHz 。
A ．大于；
B ．等于；
C ．小于。
8．具有相同参数的两级放大电路，在组成其各个单管的截止频率处，幅值下降 。
A ．3d
B ； B ．6dB ；
C ．20dB ；
D ．9dB 。
9．多级放大电路放大倍数的波特图是 。
A ．各级波特图的叠加；
B ．各级波特图的乘积；
C ．各级波特图中通频带最窄者；
D ．各级波特图中通频带最宽者。
答案：1．C 。2．C 。3．A 、C 。4．（1）B ；（2）C ；（3）C ；（4）B 。5．（1）C ；
（2）D ；（3）C 。6．D 。7．C 、A 。8．B 。9．A 。
判断题
,
1．在多级直流放大电路中，减小每一级的零点漂移都具有同等的意义。（ ）
2．阻容耦合放大电路只能放大交流信号，不能放大直流信号。（ ）
3．直接耦合放大电路的温漂很小，所以应用很广泛。（ ）
4．晶体管的共射截止频率βf 、特征频率f T 、共基截止频率αf 三者满足βT αf f f >>。（ ）
5．在集成电路中制造大电容很困难，因此阻容耦合方式在线性集成电路中几乎无法采用。（ ）
6．阻容耦合放大电路中的耦合电容、旁路电容越多，低频特性越差，下限频率越高。（ ）
7．阻容耦合放大电路的电路参数确定后，其电压放大倍数是不随频率变化的固定值。（ ）
8．在要求L f 很低的场合，可以采用直接耦合方式。（ ）
9．对题4.1.7图所示的基本放大电路，增大电容C 1、C 2将有利于高频信号通过，即可提高上限频率H f 。（ ）
答案：2、5、6、8对；1、3、4、7、9错。
|
习题
在题图所示的两级放大电路中，已知
BE 0.7V U =，50β=，bb 100Ωr '=，
CC 15V V =，e15k ΩR =，b1133k ΩR =，
b1220k ΩR =，c15k ΩR =，b2200k ΩR =，
e2L 2k ΩR R ==。
（1）求两级的静态工作点；（2）计算输入电阻i R 和输出电阻o R ；
（3）计算中频电压放大倍数um A 。
解：（1）第一级共基放大电路的Q 点参数为： b12B1CC b11b122015 5.66V 3320R U V R R ≈=?≈++， B1BEQ
CQ1EQ1e1 5.660.70.99mA 5U U I I R --≈=
=≈，CQ1
BQ110.99mA 19.8A 50
I I β≈==μ， CEQ1CC CQ1c1e1()150.99(55) 5.1V U V I R R ≈-+=-?+=。
第二级共集放大电路的Q 点参数为：
CC BEQ
BQ2b22e2150.747.35A (1)200512
V U I R βR --==≈μ+++?， CQ22BQ2500.04735 2.37mA I βI ≈=?≈，
CEQ2CC CQ2e215 2.37210.26V U V I R ≈-=-?=。
`
（2）be12610051 1.44k Ω0.99r =+?≈，be226100510.66k Ω2.37
r =+?≈， be1i e11 1.44//5//27.84Ω1+51
r R R β==≈
be2b2c1o e22//0.66200//5//2//104.27Ω1+51
r R R R R β++==≈ （3）i2b2be22e2L //[(1+)(//)]200//[0.6651(2//2)]41.06k ΩR R r βR R =+=+?≈
c1i2um11
be1//5//41.0650154.761.44R R A βr ==?≈ 2e2L um2be22e2L (1)(//)51(2//2)0.99(1)(//)0.6651(2//2)
βR R A r βR R +?==≈+++? um um1um2154.760.99153.21A A A =?=?≈
在题图所示的两级放大电路中，已知场效应管的跨导m 1mS g =，DSS 2mA I =；晶体管的60β=，be 0.5k Ωr =，BE 0.7V U =；
并且1 5.1M ΩR =，25k ΩR =，320k ΩR =，
45k ΩR =，50.7k ΩR =，60.62k ΩR =，
L 10k ΩR =，DD 28V V =。试求（1）两级的静
态工作点；（2）中频电压放大倍数um A 、输入
电阻i R 和输出电阻o R 。
解：（1）因为T 1管的GS 0V U =，所以
DQ DSS 2mA I I ==
—
DSQ DD DQ 2282518V U V I R =-=-?=
4B2DD 34528 5.6V 205
R U V R R ≈=?=++ B2BEQ
CQ EQ 6 5.60.77.9mA 0.62U U I I R --≈=
=≈ CQ
BQ 7.90.13mA 60
I I β≈=≈ CE DD CQ 56()287.9(0.70.62)17.57V U V I R R ≈-+=-?+≈
（2）um1m L
m 234be2(//////)A g R g R R R r '=-=- 33110(5//20//5//0.5)100.41-=-???≈-
5L um2be2(//)60(0.7//10)78.50.5
βR R A r ?=-=-≈- um um1um20.41(78.5)32.19A A A =?=-?-≈
i 1 5.1M ΩR R ==
{
o 50.7k ΩR R ≈=
两级放大电路如题图所示，已知1T 管的m 0.6mA V g =/，2T 管的be 1k Ωr =，100β=；s 10k ΩR =，g 1M ΩR =，g1g2200k ΩR R ==，d110k ΩR =，f 1k ΩR =，
c 2k ΩR =，L 20k ΩR =。试求（1）电路的i R 和o R ；
（2）中频电压放大倍数um A 及源电压放大倍数usm A 。
解：（1）3i g g1g2//110200//200 1.1M ΩR R R R =+=?+=；o c 2k ΩR R ≈=
（2）m d1be um1m f (//)0.6(10//1)0.341+10.61
g R r A g R ?=-=-≈-+? c L um2be (//)100(2//20)181.821βR R A r ?=-
=-≈- um um1um20.34(181.82)61.82A A A =?=-?-≈
i usm um 3i s 1.161.8261.261.11010R A A R R -=
=?≈++?
￥ 两级放大电路如题图所示，已知两只晶体的
80β=，bb 200Ωr '=，BE10.7V U =，
BE20.2V U =-；b140k ΩR =，b220k ΩR =，
c12k ΩR =，e1 3.3k ΩR =，e21k ΩR =，
c23k ΩR =，L 6k ΩR =，CC 12V V =。试求（1）
两级的CQ I 、CEQ U ；（2）中频um A 及其分贝数；
（3）i R 和o R 。
解：（1） b2B1CC b1b2124V 4020U V R R ≈=?=++ B1BE1CQ1EQ1e140.71mA 3.3U U I I R --≈=
== CQ1BQ2c1BQ2e2EB2()=(1+)+I I R βI R U -
CQ1c1EB2
BQ2c1BQ2e2120.2==0.022mA (1+)+I R U I R βI R -?-≈+281?1
CQ22BQ2800.022 1.76mA I βI ≈=?=
CEQ1CC CQ1BQ2c1EQ1e1()12(10.022)21 3.3 6.74V U V I I R I R =---=--?-?≈ CEQ2CC CQ2e2c2()12 1.76(13) 4.96V U V I R R ≈-+=-?+=-
（2）be1bb EQ126(mV)26(1)20081 2.31k Ω(mA)1
r r βI '=++=+?= be2bb EQ226(mV)26(1)
20081 1.4k Ω(mA) 1.76r r βI '=++=+?≈ []{}c1be2e2L1um1be1be1//(1)βR r βR βR A r r ++'=-
=- []802//(1.4811)67.622.31?+?=-
≈- （
c2L um2be2e2(//)80(3//6) 1.94(1) 1.4811
βR R A r βR ?=-=-≈-+++? um um1um267.62( 1.94)131.18A A A =?=-?-≈
um um 20lg 20lg131.1842.36dB G A ==≈
（3）i b1b2be1////40//20//2.31 1.97k ΩR R R r ==≈
o c23k ΩR R ≈=
两级放大电路如题图所示，已知晶体管的40β=，be1 1.37k Ωr =，be20.89k Ωr =，
BE 0.6V U =；b133k ΩR =，b28.2k ΩR =，
c110k ΩR =，e1390ΩR =，e1
3k ΩR '=，e210k ΩR =，L 10k ΩR =，CC 20V V =。
试求（1）各级静态工作点；（2）中频um A 、i R 和o R 。
解：（1）b2B1CC b1b220 3.98V 338.2
U V R R ≈=?≈++ B1BEQ CQ1EQ1e1e1 3.980.60.997mA 0.393
U U I I R R --≈==≈'++ CQ1BQ10.9970.025mA 40I I β≈
=≈ #
BQ2CQ1c1BE2BQ2e2CC ()(1)I I R U βI R V ++++=
CC BE2CQ1c1
BQ2c1e2200.60.997100.022mA (1)104110
V U I R I R βR ----?==≈+++? CEQ1CC CQ1BQ2c1EQ1e1e1
()()U V I I R I R R '=-+-+ 20(0.9970.022)100.997(0.393) 6.43V =-+?-?+≈
CQ2BQ2400.0220.88mA I βI ≈=?=
CEQ2CC CQ2e2200.881011.2V U V I R ≈-=-?=
（2）i2be22e2L (1)(//)0.89415205.89k ΩR r βR R =++=+?≈ 1c1i2um1be11e1(//)40(10//205.89)21.97(1) 1.37410.39βR R A r βR ?=-
=-≈-+++? 2e2L um2be22e2L (1)(//)41(10//10)0.996(1)(//)0.8941(10//10)
βR R A r βR R +?==≈+++? um um1um221.970.99621.88A A A =?=-?≈-
！
i b1b2be11e1////[(1)]33//8.2//(1.37410.39) 4.77k ΩR R R r βR =++=+?≈
be2o1be2c1o e2e2220.8910////10//0.26k Ω1141
r R r R R R R ββ+++===≈++
电路如题图所示，已知两只晶体管参数相同，100β=，bb 100Ωr '=，BE 0.7V U =；1100k ΩR =，250k ΩR =，31k ΩR =，42k ΩR =，5 4.9k ΩR =，
610k ΩR =，710k ΩR =，CC 12V V =。试求（1）两管的静态工作点；
（2）电路为何组态画出微变等效电路；（3）中频um A 、i R 和o R 。
解：（1）2CC BEQ 12CQ1CQ2450120.7150 1.65mA 2
R V U R R I I R -?-+≈≈== CQ2
BQ1BQ216.5μA I I I β=≈= 6B2CC 5610128.05V 4.910
R U V R R ≈=?≈++ CEQ1B2BE2R 48.050.7 1.652 4.05V U U U U ≈--=--?=
CEQ2CC R3CEQ1R 412 1.651 4.05 1.6523V U V U U U ≈---=-?--?=
/
（2）电路为共射—共基组态。微变等效电路如题图解所示。
（3）be1be2bb EQ 26(mV)26(1)100101 1.69k Ω(mA) 1.65
r r r βI '==++=+?≈ i 12be1////100//50//1.69 1.61k ΩR R R r ==≈
o 31k ΩR R ≈= 因为be2i22 1.690.0167k Ω1101
r R β==≈+，所以 1i2um1be11000.01670.991.69βR A r ?=-
=-≈- 237um2be2(//)100(1//10)53.791.69
βR R A r ?==≈ um um1um20.9953.7953.25A A A =?=-?≈-
某放大电路的电压放大倍数复数表达式为32u 2510(j 10)(1j 10)(1j 10)
f A f f /=-+/+/，f 的单位为Hz 。（1）求中频电压放大倍数及增益；（2）求上、下限截止频率；（3）画出
波特图。
(
解：（1）()()()()
()()3usm us 5510j 100j 1001j 1001j 101j 1001j 10f A f A f f f f //=-=+/+/+/+/
则3usm 10A =-，3usm 20lg 20lg1060dB A ==
（2）L 100Hz f =，5H 10Hz f =
（3）参见图4.2.16。
假设两个单管共射放大电路的对数幅频特性曲线分别如题图（a ）、（b ）所示。
（1）分别说明两个放大电路的中频电压放大倍数um ||A 各等于多少下限频率L f 和上限频率H f 各等于多少（2）试判断两个放大电路分别采用的是什么耦合方式（阻容耦合、直接耦合）；（3）分别画出两个放大电路相应的对数相频特性曲线。
、
解：（1）由图看出，um120lg ||40dB A =，求的um1||100A =，L120Hz f =，H1500kHz f =；
um220lg ||30dB A =，求的um2||31.62A ≈，L20f =，H1 1.5MHz f =
（2）第一个电路采用的是阻容耦合，第二个电路采用的是直接耦合。
（3）相频特性曲线如图所示。
（a ） （b ）
题图
固定偏置共射电路如图 2.2.1（b ）所示。已知bb 100Ωr '=，b e 900Ωr '=，
m 0.04S g =，π
500pF C '=。并且s 1k ΩR =，12μF C =，b 377k ΩR =，c 6k ΩR =，25μF C =，L 3k ΩR =。
（1）求中频电压放大倍数；（2）求上、下限截止频率；（3）画出波特图。
解：（1）be bb b e 1009001k Ωr r r ''=+=+=
m b e 0.0490036βg r '==?=
… c L um be (//)36(6//3)
721
βR R A r ?=-=-=- （2）L11s b be 1
112π2π(+//)f R R r C τ== 36
139.86Hz 2π(1+377//1)10210-=≈???? L2362c L 2111 3.54Hz 2π2π(+)2π(6+3)10510
f R R C τ-===≈???? 故L L139.86Hz f f ≈= []H b e bb s b π
1
2π//(//)f r r R R C ''='+
[]31210.64MHz 2π0.9//(0.1+1//377)1050010-=≈???? （3）参见图4.2.16。
（a ） （b ）
题图解
在图2.4.4（a ）中，已知bb 100Ωr '=，100β=，μ4pF C =，T 150MHz f =。并且1210μF C C ==，e 30μF C =，s 300ΩR =，b156k ΩR =，b216k ΩR =，c 6k ΩR =，
e 3k ΩR =，L 12k ΩR =，CC 18V V =。
（1）计算静态工作点；（2）求i R 、o R 、um A 和ums A ；（3）求上、下限截止频率；（4）画出波特图。
解：（1）b2B CC b1b216184V 5616
R U V R R ≈
=?=++ 【 B CQ EQ e 0.740.7 1.1mA 3
U I I R --≈=== CQ
BQ 1.111A 100I I β≈=
=μ CEQ CC CQ c e ()18 1.1(63)8.1V U V I R R ≈-+=-?+=
（2）be bb EQ 26(mV)26(1)100101 2.49k Ω(mA) 1.1
r r βI '=++=+?≈ i b1b2be ////56//16//2.49 2.07k ΩR R R r ==≈
o c 6k ΩR R ≈=
c L um be (//)100(6//12)160.642.49βR R A r ?=-
=-≈- i usm us i s 2.07160.64140.312.070.3R A A R R =
=-?≈-++ （3）L136s i 111 6.72Hz 2π(+)2π(0.3+2.07)101010
f R R C -==≈???? L236
c L 2110.88Hz 2π(+)2π(6+12)101010f R R C -==≈???? , L3be s b1b2e e 1
////2π//1f r R R R R C β=
??+ ?+?? 3-61191.34Hz 2.49+0.3//56//162π3//103010101=≈?????? ???
故L L3191.34Hz f f ≈=
m π36T b e T 10044.42pF 2π2
π(2.490.1)102π15010g βC f r f '===≈?-???? m b e 10041.84mA/V 2.490.1
βg r '==≈- []μπ
πm L (1)44.42141.84(6//12)4717.86pF C C g R C ''=++=++??= []H1b e bb s b1b2π12π//(////)f r r R R R C ''=
'+ []312
10.66MHz 2π 2.39//(0.1+0.3//56//16)10717.8610-=≈???? H2312c L μ119.95MHz 2π(//)2π(6//12)10410
f R R C -==≈???? 故H 0.66MHz f =
,
（4）参见图4.2.16。
多级阻容耦合放大电路如题图所示。已知T 1管的m 2mA V g =/，T 2、T 3管的50β=，be 1k Ωr =；g 2M ΩR =，d 3k ΩR =，s10.2k ΩR =，s21k ΩR =，b190k ΩR =，b230k ΩR =，c22k ΩR =，e2 1.2k ΩR =，b3230k ΩR =，e31k ΩR =，c32k ΩR =，
30.1μF C =。试计算（1）第一级中频电压放大倍数um1A ；
（2）电路的输出电阻o R ；（3）3C 决定的下限截止频率 。
解：（1）L1
d b1b2be2//////3//90//30//10.73k ΩR R R R r '==≈ m L1u1m s120.73 1.041+120.2
g R A g R '?=-=-≈-+? （2）be3b3c2o e3(//)1(230//2)//
1//54.82Ω1150r R R R R β++==≈++ 题图
（3）L3c2i3312π(+)f R R C = 其中i3b3be3e3//[(1)]230//(1511)42.41k ΩR R r βR =++=+?≈，则
L336135.86Hz 2π(2+42.41)100.110
f -=≈????
多级阻容耦合放大电路如题图所
示，已知12100ββ==，be1 2.5k Ωr =，
be20.8k Ωr =。并设
123450μF C C C C ====，CC 12V V =，
s 1k ΩR =，b130k ΩR =，b210k ΩR =，
c13k ΩR =，e1 1.8k ΩR =，b3100k ΩR =，
e22k ΩR =，L 2k ΩR =。（1）近似估算L f ；
（2）现有一个100μF 的电容器，替换哪个电容就能明显改善电路的低频响应。 解：（1）L1s b1b2be11
12π(+////)f R R R r C = 361 1.11Hz 2π(1+30//10//2.5)105010
-=≈???? []{}L2c1b3be2L
212π+//(1)f R R r βR C ='++ []{}36
10.07Hz 2π3+100//0.8+101(2//2)105010-=≈????? L336
e2L 3110.8Hz 2π(+)2π(2+2)105010f R R C -==≈???? L4be1s b1b2e141////2π//1f r R R R R C β=??+ ?+??
3-6198.28Hz 2.5+1//30//102π 1.8//105010101=≈?????? ???
故L L498.28Hz f f ≈=
（2）用100μF 电容替换C 4能改善低频特性，此时
题图
L L411=98.2849.14Hz 22f f =?=