第3章多级放大电路
习题
判断图所示各两级放大电路中T1和T2管分别组成哪种基本接法的放大电路。设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。
(a)(b)
(c) (d)
(e) (f)
图
解：(a)共射，共基(b)共射,共射(c)共射,共射
(d)共集，共基 (e)共源，共集 (f)共基，共集
设图所示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们的交流等效电路，并写出u A 、i R 和o R 的表达
式。
(a) (b)
(c) (d)
图
解：(1)图示各电路的交流等效电路如解图所示。
(2)各电路的
u A 、i R 和o R 的表达式分别为：
(a)：[]{}
1222323
11
223
//(1)(1)(1)be u
be be R r R R A R r r R ββββ+++=-?
+++&；
11i be R R r =+； 2232
//
1be o r R R R β+=+
(b)：
1232
24112322
(1)(////)()(1)(////)be u
be be be R R r
R
A r R R r r βββ+=+?-++&
111
232//[(1)(////)]i be be R R r R R r β=++； 4o R R =
(c)：122223
11
22{//[(1)]}
[](1)be d u
be be d
R r r R A r R r r ββββ++=-
?-
+++&
11i be R R r =+； 3o R R =
(d)：
284672
2
[(//////)]()u m be be R A g R R R r r β=-?-& 123//i R R R R =+； 8o R R =
(a)
(b)
(c)
(d)
解图
基本放大电路如图(a)、(b)所示，图(a)虚线框内为电路Ⅰ，图(b)虚线框内为电路Ⅱ。由电路Ⅰ、Ⅱ组成的多级放大电路如图(c)、(d)、(e)所示，它们均正常工作。试说明图(c)、(d)、(e)所示电路中
(1)哪些电路的输入电阻较大；
(2)哪些电路的输出电阻较小；
(3)哪个电路的电压放大倍数最大。
(a) (b)
(c) (d)
(e)
图
解：(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻比较大； (2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻比较小； (3)图(e)所示电路的电压放大倍数最大。
电路如图 (a) (b)所示，晶体管的β均为150 ,
be r 均为2k Ω，Q 点合适。求解u A &、i R 和o
R 。 解：在图(a)所示电路中
∵
2
12
1
1
11be u be r A r ββ?
+=-≈-&；232
2225u be R A r β==&； ∴
12
225u u u A A A =?≈-&&& 121//// 1.35i be R R R r k =≈Ω； 33o R R k ==Ω。
在图(b)所示电路中
∵
11211(//)136be u be R r A r β?=-≈-&；242
275u be R A r β=-=-& ∴
12
10200u u u A A A =?≈&&&
5231(//)//2i be R R R R r k =+≈Ω； 41o R R k ==Ω
电路如图 (c)、(e)所示，晶体管的β均为200 ,
be r 均为3k Ω。场效应管的g m 为15mS ; Q 点合适。
求解
u A &、i R 和o
R 。 解：在图(c)所示电路中
13211(//)125be u be R r A r β?=-≈-&；2422
133.3u be R A r β=-=-&
1216666.7u u u A A A =?≈&&&；11//3i be R R r k =≈Ω； 4
2o R R k ==Ω 在图(e)所示电路中
1242{//[(1)]}30u m be m A g R r R g R β=-++≈-≈-&4
2
4
(1)1(1)
u be R A r R ββ+=-≈++&
1230u u u A A A =?≈-&&&； 110M i R R ==Ω； 24
//251be o r R R R β+=≈Ω+
图所示电路参数理想对称，晶体管的β均为100，'
100bb r =Ω，
0.7BEQ U V
≈。试求R w 的滑动
端在中点时T 1管和T 2管的发射极静态电流EQ I 以及动态参数A d 和R i 。
图 图
解：R w 滑动端在中点时T 1管和T 2管的发射极静态电流EQ I 分析如下：
∵22
W
BEQ EQ EQ e EE R U I I R V +?
+= ∴0.51722
EE BEQ
EQ
W
e V U I mA R R -=
≈+
动态参数A d 和R i 分析如下：
'26(1)
5.18be bb EQ
mV
r r k I β=++≈Ω
98(1)/
2
c
d b
e W R A r R ββ=-
≈-++
2(1)20.5i be W R r R k β=++≈Ω
电路如图所示，T 1和T 2两管的β均为140，be r 均为4k Ω。试问：若输入直流信号mV
u I 201
=，
mV u I 102=，则电路的共模输入电压?=Ic u 差模输入电压?=Id u 输出动态电压?
=?o u
解：电路的共模输入电压IC u 、差模输入电压Id u 、差模放大倍数d A 和动态电压O u ? 分别为：
12
152I I IC u u u mV +=
=；
1210Id I I u u u mV =-=
1752c
d be
R A r β=-
≈-； 1.75O d Id u A u V
?==-
电路如图所示，T l 和T 2的低频跨导g m 均为10mS 。试求解差模放大倍数和输入电阻。
图 图
解：差模放大倍数和输入电阻分别为：
200d m d A g R =-=-； i R =∞。
试写出图 所示电路A d 和R i 的近似表达式。设T l 和T 2的电流放大系数分别为β1和β2，b-e 间动态电阻分别为1be r 和2be r 。
解：A d 和R i 的近似表达式分别为
12112
(//
)2(1)L
c
d b
e be R R A r r βββ≈-++； 1122[(1)]i be be R r r β=++
电路如图 所示，T l ~T 5的电流放大系数分别为β1~β5 , b-e 间动态电阻分别为r be1~r be5，写出A u 、R i 和R o 的表达式。
图 图
解：A u 、R i 和R o 的表达式分析如下：
11244511{//[(1)]}
2O be u I be u R r R A u r ββ?++=
=?
24655722445{//[(1)]}
(1)O be u I be u R r R A u r R βββ?++=
=-?++
357
33557
(1)(1)O u I be u R A u r R ββ?+=
=
?++
∴
123O
u u u u I u A A A A u ?=
=???; 12i be be R r r =+; 5
675
//1be o r R R R β+=+
电路如图 所示。已知电压放大倍数为-100 ，输入电压u I 为正弦波，T 2和T 3管的饱和压降U CES =1V 。试问：
(1)在不失真的情况下，输入电压最大有效值U imax 为多少伏
(2)若U i = 10mV （有效值），则U o ＝若此时R 3开路，则U o ＝若R 3短路，则U o ＝
解：(1)最大不失真输出电压有效值为
:7.78om
U V =
≈
故在不失真的情况下，输入电压最大有效值：
max 77.8om
i u
U U mV A =
≈&
(2)U i = 10mV ，则U o ＝1V （有效值）。
若R 3开路，则T l 和T 3组成复合管，等效13βββ=, T 3可能饱和，使得11O U V =-（直流）;若R 3短路，
则11.3O
U V =（直流）。
第四章多级放大电路习题答案 3.1 学习要求 （1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。 （2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。 （3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。 3.2 学习指导 本章重点： （1）多级放大电路的分析方法。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 本章难点： （1）多级放大电路电压放大倍数的计算。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 （3）反馈的极性与类型的判断。 本章考点： （1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。 （2）简单差动放大电路的分析计算。 3.2.1 多级放大电路的耦合方式 1．阻容耦合 各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独
调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。 静态分析：各级分别计算。 动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为： u2u1o1o i o1i o u A A U U U U U U A === 其中i2L1r R =。 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。 2．直接耦合 各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i =u 时0o ≠u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。 3.2.2 差动放大电路 1．电路组成和工作原理 差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。 2．信号输入 （1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u ==。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o =u ，共模电压放大倍数0c =A 。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12 1 u u u =-=。在共模输入信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u =，差模电压放大倍数d1d A A =。 （3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ≠，可分解为共模信号和差模信号的组合，即：
第3 章自测题、习题解答 自测题3 一、选择： 选择：（请选出最合适的一项答案） 1、在三种常见的耦合方式中，静态工作点独立，体积较小是（）的优点。 A）阻容耦合B) 变压器耦合C）直接耦合 2、直接耦合放大电路的放大倍数越大，在输出端出现的漂移电压就越（）。 A) 大B) 小C) 和放大倍数无关 3、在集成电路中，采用差动放大电路的主要目的是为了（） A) 提高输入电阻B) 减小输出电阻C) 消除温度漂移D) 提高放大倍数 4、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，现将它们级连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 5、将单端输入——双端输出的差动放大电路改接成双端输入——双端输出时，其差模电压放大倍数将（）；改接成单端输入——单端输出时，其差模电压放大倍数将（）。 A) 不变B）增大一倍C) 减小一半D) 不确定 解：1、A 2、A 3、C 4、C 5、A C 二、填空： 6、若差动放大电路两输入端电压分别为u i1 = 10mV ，u i 2 = 4mV ，则等值差模输入信号为 u id =mV，等值共模输入信号为u ic =mV。若双端输出电压放大 倍数A ud =10 ，则输出电压u o =mV。 7、三级放大电路中，已知A u1 =A u 2 = 30dB ，A u 3 = 20dB ，则总的电压增益为 dB，折合为倍。 8、在集成电路中，由于制造大容量的较困难，所以大多采用的耦 合方式。 9、长尾式差动放大电路的发射极电阻R e 越大，对 越有利。 10、多级放大器的总放大倍数为，总相移
2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大 值？ 图2-35 题2-2图 解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.3 1.5/600.025B I mA R ---=== 所以B 468R k =Ω 2）C 3 123 4.5210 I mA -= =?，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少? V 图2-36 题2-3图 解：1）计算电路的静态工作点： B 120.7 0.04270 I mA -= = C B 0.0460 2.4I I mA β==?= CE 12 2.43 4.8U V =-?= 2)对电路进行动态分析 o L u i be 6031801 U βR A U r '-?= =-==- 3）0180101800u i U A U =?=?=V 所以输出电压的有效值为1800V 1.放大器中的信号是交、直流共存的。交流信号是被放大的量；直流信号的作用是使放大器工作在放大状态，且有合适的静态工作点，以保证不失真地放大交流信号。 2.若要使放大器正常地放大交流信号，必须设置好工作状态及工作点，这首先需要作直流量的计算；
第四章§4.1 多级放大电路习题 （一）考核内容 3．掌握多级放大电路耦合方式、特点。 4.1 多级放大电路 4.4.1 多级放大电路的耦合方式 在多级放大电路中,将级与级之间的连接方式称为耦合方式.。一般常用的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 1、阻容耦合：将放大器通过电容和下一级的输入电阻连接的方式称为阻容耦合方式。 阻容耦合放大电路的优点是: (1)因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。这给放大电路 的分析、设计和调试带来了很大的方便。此外，还具有体积小、重量轻等优点。 (2)在信号传输过程中，交流信号损失小。 阻容耦合放大电路的缺点是: (1)因电容对交流信号具有一定的容抗，若电容量不是足够大，则在信号传输过程中会受到一定的衰减。尤其不便于传输变化缓慢的信号。 (2) 在集成电路中制造大容量的电容很困难，所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。 2 直接耦合 为了避免在信号传输过程中，耦合电容对缓慢变化的信号带来不良影响，把前一级输出端（或 经过电阻等）直接接到下一级的输入端，这种连接方式称为直接耦合。直接耦合的优点是: (1)既可以放大交流信号，也可以放大直流和变化非常缓慢的信号。 (2)电路简单，便于集成，所以集成电路中多采用这种耦合方式。 直接耦合的缺点是: (1) 直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，各级静态工作点相互牵制。 (2) 存在零点漂移。 多级放大电路的直接耦合是指前一级放大电路的输出直接接在下一级放大电路的输入端，很显然直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，并且还存在零点漂移现象，即当输入信号为零时，受环境温度等因素的影响，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。 【概念】零点漂移：指当输入信号为零时，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。 原因：放大器件的参数受温度影响而使Q 点不稳定。也称温度漂移。 放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。 3变压器耦合：放大器的级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。 变压器耦合的优点是: (1)由于变压器不能传输直流，故各级静态工作点互不影响，可分别计算和调整。 (2)变压器可以通过电磁感应进行交流信号的传输，并且可以进行阻抗匹配，以使负载得到最大 功率。另外由于可以根据负载选择变压器的匝比，以实现阻抗匹配，故变压器耦合放大电路在大功率放大电路中得到广泛的应用。 变压器耦合的缺点是: (1)高频和低频性能比较差，不能传输直流或变化缓慢的信号，使用只能用于交流放大。 (2)变压器的重量太大，很难集成。 4.1.2多级放大电路的分析和计算 1. 电压放大倍数：多级放大电路的分析和计算与单级放大器的分析方法基本相同。对一个n级 级联的放大器，假设各级的电压放大系数分别为 n u u3 u2 u1 A A A A ??? ? ?，则总的电压放大系数为 n u u3 u2 u1 in on i3 o3 i2 o2 i o1 i o n u A A A A U U U U U U U U U U A ??? = ????? ? ? = = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在计算每级电压增益时，必须考虑前后级之间的影响，即前级放大器作为后级放大器的信号源 输入端，后级放大器是前级放大器的负载，例如 i2 L1 R R=， i2 c1 /// L1 R R R=。 增益：一般将用分贝表示的放大倍数称为增益，用G表示。 如果输入电阻和输出电阻相等，则电压增益G u为：) (dB lg 20 i o U U G u = 若用分贝（dB）表示，则多级放大总增益为各级增益的代数和，即： (dB) ) (dB 1u u G G=+(dB) 2 u G 2．输入和输出电阻 （1）输入电阻：由于输入级连接着信号源，它的主要任务是从信号源获得输入信号。 多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻，即 i1 i R R= （2）输出电阻：多级放大电路的输出级就是电路的最后一级，其作用是推动负载工作。 多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出电阻，即 on o R R= 在多级放大电路里，可以把后级的输入电阻作为是前级的负载。在多级放大电路里，可以把前级输出电阻是后级的信号源电阻，
习 题 2.1基本要求 1.熟练掌握三种组态的BJT 基本放大电路的构成、工作原理；熟练估算其直流工作点、交流指标。 2.熟悉三种组态的BJT 基本放大电路的性能差异。 3.熟练掌握BJT 放大电路的模型分析法：会根据BJT 的直流模型作静态分析；根据交流小信号模型作动态分析。 4.熟悉图解法。 5.了解射极偏置电路稳定工作点的原理、作电流源的原理以及电流源的应用 2-1 在共射基本放大电路中，适当增大R C ，电压放大倍数和输出电阻将有何变化。 A ．放大倍数变大，输出电阻变大； B ．放大倍数变大，输出电阻不变 C ．放大倍数变小，输出电阻变大； D ．放大倍数变小，输出电阻变小 解：共射放大电路C be //(L u R R A r β =-，o C r R = 所以选择a 2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大 值？ 图2-35 题2-2图 解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.3 1.5/600.025B I mA R ---=== 所以B 468R k =Ω 2）C 3 123 4.5210I mA -= =?，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少?
第四章 高频功率放大器 4-1）若非线性特性用折线近似表示，如题图4-1所示，,/10,1V mA g V V bz ==偏压 ,2V V bb -=激励电压V U 2.5=。求电流i 的各个分量幅度.,,210I I I 若要加大1I ，应怎样改 动U V bb 和？ 【解】 （1） )cos (bz bb V wt U V g i -+= 当 ,,0Φ==wt i 即 0)cos (=-Φ+bz bb V U V g 故 ο 552.5) 2(1cos cos 11 =--=-=Φ--U V V bb bz 又 I i wt ==,0 故 mA I a I mA I a I mA I a I a I mA V V mA V U V g I m m m m bZ bb m 622273.0)55(05.822366.0)55(4.422201.0)55()(22)12.52(/10)(2211000=?===?===?==Φ==-+-?=-+=οοο （2）因m I a I )(11Φ= 要 ,1↑I 应 .,)(1↑↑Φm I a 要使,)(1↑Φa 在ο120<Φ时，应增加Φ，即减小b b V ；要使 ,↑m I 应增大U 。 4-2）题图4-2所示为晶体管转移特性，用它作二倍频器，为了使c i 中的二次谐波的成分最大，bb V 应如何选取？（bb V 是直流偏压，设U V bz ,均固定不变） 。 【解】 因 U V V bb bz -= ?cos 当ο 60=?时，二次谐波分量最大，而 ,2160cos = ο故有U V V bb bz -= 21，即
4 基本放大电路 自我检测题 一．选择和填空 1. 在共射、共基、共集三种基本放大电路组态中，希望电压放大倍数绝对值大，可选用 A 或C ；希望带负载能力强，应选用 B ；希望从信号源索取电流小，应选用 B ；希望既能放大电压，又能放大电流，应选用 A ；希望高频响应性能好，应选用 C 。 （A ．共射组态，B ．共集组态，C ．共基组态） 2．射极跟随器在连接组态方面属共 集电 极接法，它的电压放大倍数接近 1 ，输入电阻很 大 ，输出电阻很 小 。 3．H 参数等效电路法适用 低 频 小 信号情况。 4．图解分析法适用于 大 信号情况。 5．在线性放大条件下，调整图选择题5所示电路有关参数，试分析电路状态和性能指标的变化。 （A ．增大， B ．减小，C ．基本不变） （1）当R c 增大时，则静态电流I CQ 将 C ，电压放大倍数v A 将 A ，输入电阻R i 将 C ，输出电阻R o 将 A ； （2）当V CC 增大，则静态电流I CQ 将 A ，电压放大倍数v A 将 A ，输入电阻R i 将 B ，输出电阻R o 将 C 。 6．在图选择题5所示电路中 ，当输入电压为1kHz 、5mV 的正弦波时，输出电压波形出现底部削平失真。回答以下问题。 （1）这种失真是 B 失真。 （A ．截止，B ．饱和，C ．交越，D ．频率） （2）为了消除失真，应 B 。 （A ．增大C R ，B ．增大b R ，C ．减小b R ，D ．减小 CC V ，E ．换用β大的管子）。
R b R c +V CC C 2 C 1 R L v i v o T 图选择题5 7. 随着温度升高，晶体管的电流放大系数_A_，穿透电流CEO I _A_，在I B 不变的情况下b-e 结电压V BE_B _。 （ A ．增大，B ．减小，C ．不变） 8．随着温度升高，三极管的共射正向输入特性曲线将 C ，输出特性曲线将 A ，输出特性曲线的间隔将 E 。 （A ．上移， B ．下移，C ．左移，D ．右移，E ．增大，F ．减小，G ．不变） 9．共源极放大电路的v o 与v i 反相位，多作为 中间级 使用。 10．共漏极放大电路无电压放大作用，v o 与v i 同 相位。 11．共栅极放大电路v o 与v i 反 相位。 12. 在相同负载电阻情况下，场效应管放大电路的电压放大倍数比三极管放大电路 低 ，输入电阻 高 。 13. 场效应管放大电路常用的栅压偏置电路如图选择题13所示，说明下列场效应管可以采用哪些类型的偏置电路。 （1）结型场效应管可以采用图示电路中的 b 、d ； （2）增强型MOS 场效应管可以采用图示中的 c 、d ； （3）耗尽型MOS 场效应管可以采用图示电路中的 a 、b 、c 、d 。 (a )DD V C 1 R g R d C 2 ( b )DD V C 1 R g R d C 2 ( c )DD V C 1 R d C 2 R s C s R g1 R g2( d ) DD V C 1 R d C 2 R g1 R g2R s C s v i v i v i v i v o v o v o v o VT VT VT VT 图选择题13
分析：（1）中频等效电路（微变等效电路或交流等效电路） （2）计算A u ])1([72be25i2be1i2 31u1R r //R R r R //R A ββ++=-=其中： be172be2531u1]} )1([{r R r //R //R A ββ++-=或者： 72be2L 62u2)(1R r R //R A ββ++-= u2u1u A A A ?= （3）计算R i ：be121i r //R //R R = （4）计算R o ：6o R R =
分析：（1）中频等效电路（微变等效电路或交流等效电路） （2）计算A u 3 2 be2 i2 be1 1 i2 2 1 1u 1R) ( r R r R ) R // R ( Aβ β + + = + - =其中： be1 1 3 2 2 2 1 1u } ) 1( [ { r R R r // R A be + + + - = β β 或者： 1 ) 1( ) 1( u2 3 2 2 3 2 2 u ≈ + + + =A R r R A be 或者： β β u2 u1 u A A A? = （3）计算R i： be1 1 i r R R+ = （4）计算R o： 2 2 be2 3 o1β + + = R r // R R
分析：（1）中频等效电路（微变等效电路或交流等效电路） （2）计算A u 2 1u A A A ?= （3）计算R i （4）计算R o 静态工作点的计算同单管放大电路的方法，此处略。 123be211be1123be2(1)()1(1)() R R r A A r R R r ββ+==++∥∥ 或者 ∥∥242be2 R A r β=-i 1be1123be2[(1)()] R R r R R r β=++∥∥∥o 4 R R =
第3章自测题、习题解答 自测题3 一、选择： 选择：（请选出最合适的一项答案） 1、在三种常见的耦合方式中，静态工作点独立，体积较小是（）的优点。 A）阻容耦合 B) 变压器耦合 C）直接耦合 2、直接耦合放大电路的放大倍数越大，在输出端出现的漂移电压就越（）。 A) 大 B) 小 C) 和放大倍数无关 3、在集成电路中，采用差动放大电路的主要目的是为了（） A) 提高输入电阻 B) 减小输出电阻 C) 消除温度漂移 D) 提高放大倍数 4、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，现将它们级连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 5、将单端输入——双端输出的差动放大电路改接成双端输入——双端输出时，其差模电压放大倍数将（）；改接成单端输入——单端输出时，其差模电压放大倍数将（）。 A) 不变 B）增大一倍 C) 减小一半 D) 不确定 解：1、A 2、A 3、C 4、C 5、A C 二、填空：
6、若差动放大电路两输入端电压分别为110i u mV =，24i u mV =，则等值差 模输入信号为id u = mV ，等值共模输入信号为ic u = mV 。若双端输出电压放大倍数10ud A =，则输出电压o u = mV 。 7、三级放大电路中，已知1230u u A A dB ==，320u A dB =，则总的电压增益为 dB ，折合为 倍。 8、在集成电路中，由于制造大容量的 较困难，所以大多采用 的耦合方式。 9、长尾式差动放大电路的发射极电阻e R 越大，对 越有利。 10、多级放大器的总放大倍数为 ，总相移为 ， 输入电阻为 ，输出电阻为 。 解： 6、3mV 7mV 30mV 7、80 410 8、电容 直接耦合 9、提高共模抑制比 10、各单级放大倍数的乘积 各单级相移之和 从输入级看进出的等效电阻 从末级看进出的等效电阻 三、计算：
1 15-009、 电路如图P2.6所示，已知晶体管β＝50，在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为多少？设V C C ＝12V ，晶体管饱和管压降U C ES ＝0.5V 。 （1）正常情况 （2）R b 1短路 （3）R b 1开路 （4）R b 2开路 （5）R C 短路 图P2.6 解：设U B E ＝0.7V 。则 （1） 基极静态电流 V 4.6mA 022.0c C CC C b1BE b2BE CC B ≈-=≈--= R I V U R U R U V I （2）由于U B E ＝0V ，T 截止，U C ＝12V 。 （3）临界饱和基极电流 mA 045.0 c CES CC BS ≈-=R U V I β 实际基极电流 mA 22.0 b2BE CC B ≈-= R U V I 由于I B ＞I B S ，故T 饱和，U C ＝U C ES ＝0.5V 。 （4）T 截止，U C ＝12V 。 （5）由于集电极直接接直流电源，U C ＝V C C ＝12V
15-011、图1-5中,a 管为（NPN ）型管，处于（放大 ）状态；b 管为（PNP ）型管，处于（ 断路 ）状态。 图 1 –5a 图 1 –5b 15-301、 例题 5-1 (P151) 晶体管放大电路如图所示，已知U CC = 6 V ，U CES = 1 V , R S =100 Ω, R B =265 kΩ，R C = 3kΩ，R L =3kΩ，β=50。 （1）计算BQ I ，CQ I ，CEQ U （2）计算u A , i R ，0R （3）计算m ax 0U ； 。 解：(1)mA R U U I B BE CC BQ 02.0265 7 .06=-=-= 1==B CQ I I β (mA) 3316=?-=?-=C C CC CE R I U U (V) (2)、6.102 .126 5130026) 1(300=?+=++=E be I r β (KΩ) 2V 8V 2．7V 9V 3V 0V
第四章 习题与思考题 ◆◆ 习题 4-1 在图P4-1所示互补对称电路中，已知V CC 为6V ，R L 为8Ω，假设三极管的饱和管压降U CES ＝1V ， ① 试估算电路的最大输出功率P om ； ② 估算电路中直流电源消耗的功率P V 和效率η。 解：① W W R U V P L cem CC om 563.18 2)16(2)(2 2≈?-=-= 如忽略U CES ，则 W W R V P L CC om 25.28 2622 2=?=≈ ② W W R V P L CC V 865.28 6222 2≈??=≈ππ %55.54865 .2563.1≈==V om P P η 如忽略U CES ，则%53.78865.225.2≈== V om P P η 此题的意图是理解OCL 互补对称放大电路的P om 和P V 的估算方法。 ◆◆ 习题 4-2 在图P4-1所示的电路中： ① 三极管的最大功耗等于多少？ ② 流过三极管的最大集电极电流等于多少？ ③ 三极管集电极和发射极之间承受的最大电压等于多少? ④ 为了在负载上得到最大输出功率P om ，输入端应加上的正弦电压有效值大约等于多少？ 解：① W W P P om CM 45.025.22.02.0=?=> ② A A R V I L CC CM 75.08 6==> ③ V V V U CC CEO BR 12622)(=?=> ④ 因为互补对称电路中无论哪个三极管导电，电路均工作在射极跟随器状态，1≈u A ，而略小于1，故V V V U U CC cem i 24.426 22≈=≈≈。 本题的意图是了解OCL 互补对称电路中功率三极管极限参数的估算方法。
第四章习题解答 4-1 为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器则可工作于丙类？ 分析：本题主要考察两种放大器的信号带宽、导通角和负载等工作参数和工作原理。 解 谐振功率放大器通常用来放大窄带高频小信号 （信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小），其工作状态 通常选为丙类工作状态（C θ<90?）,电流为余弦脉冲，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。而低频功率放大器的负载为无调谐负载，如电阻、变压器等，通常为甲类或乙类工作状态。因此，低频功率放大器不能工作在丙类，而高频公率放大器则可以工作于丙类 。 4-2 提高放大器的功率与效率，应从哪几方面入手？ 分析：根据公式c o o o c P P P P P +==η=，可以得到各参数之间的关系，具体过程如下 解 功率放大器的原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。这种转换不可能是百分之百的，因为直流电源所供给的，因为直流电源所供给的功率除了转变为交流输出功率外，还有一部分功率以热能的形势消耗在集电极上，成为集电极耗散功率。 为了说明晶体管放大器的转换能力，采用集电极效率c η，其定义为 c o o o c P P P P P +== η= 由上式可以得出以下两结论: ① 设法尽量降低集电极耗散功率c P ，则集电极耗散功率c η自然会提高。这样，在给定P =时，晶体管的交流输出功率o P 就会增大； ② 由上式可得 c c c o P 1P ???? ? ?η-η= 如果维持晶体管的集电极耗散功率c P 不超过规定值，那么， 提高集电极效率c η，将使 交流输出功率o P 大幅增加。可见，提到效率对输出功率有极大的影响。当然，这时输入直流功率也要相应得提高，才能在c P 不变的情况下，增加输出功率。因此，要设法尽量降低集电极耗散功率c P ，来提高交流输出功率o P 。 4-3 丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？ 解 谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号（信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小），其工作状态 通常选为丙类工作状态（C θ<90?）,为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。丙类工作状态的集电极电流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界状态。尖顶余弦脉冲 含有 基波、二次、三次、……、n 次谐波，为了获得基波分量（即基波频率的正弦波），就要在输出端抑制其他谐波分量，因此一定要调到基波谐振状态。如果回路失谐，就会使输出含有其他谐波分量，就会产生波形失真。如果激励信号过大，回路失谐还会造成管子烧坏。 4-4 功放管最大允许耗散功率为20W ，试计算当效率分别为80%、70%和50%时的集电极最大允许输出功率。
第11章基本放大电路习题参考答案 一、填空题： 1. 放大电路应遵循的基本原则是：发射结正偏；集电结反偏。 2. 射极输出器具有电压放大倍数恒小于1、接近于1，输入信号和输出信号同相，并具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 3. 放大器输出波形的正半周削顶了，则放大器产生的失真是截止失真，为消除这种失真，应将静态工作点上移。 4. 放大电路有两种工作状态，当u i＝0时电路的状态称为静态态，有交流信号u i输入时，放大电路的工作状态称为动态态。在动态态情况下，晶体管各极电压、电流均包含直流静态分量和交流动态分量。放大器的输入电阻越大，就越能从前级信号源获得较大的电信号；输出电阻越小，放大器带负载能力就越强。 二、判断题 1. 射极支路接入电阻R E的目的是为了稳定静态工作点。（对） 2. 射极输出器的电压放大倍数等于1，因此它在放大电路中作用不大。（错） 3. 分压式偏置共发射极放大电路是能够稳定静态工作点的一种放大器。（对） 三、选择题： 1. 在共集电极放大电路中，输出电压与输入电压的关系是（C） A、相位相同，幅度增大； B、相位相反，幅度增大； C、相位相同，幅度相似。 2. 射极输出器是典型的（C）放大器。 A、电流串联负反馈； B、电压并联负反馈； C、电压串联负反馈。 四、问答题： 1. 放大电路中为什么要设立静态工作点？静态工作点的高、低对电路有何影响？ 答：为了不失真地放大交流信号，必须在电路中设置合适的静态工作点。若静态工作点高时，易造成饱和失真；若静态工作点设置低了时，又易造成截止失真。 2. 共发射极放大器中集电极电阻R C起的作用是什么？ 答：共发射极放大器中集电极电阻R C起的作用是将集电极电流的变化转化为电压的变化，即让输出电压u0因R C上电压的变化而改变，从而使放大电路实现电压放大作用。 五、计算题 2. 已知如图8.2所示电路中，三极管均为硅管，且β=50，试估算静态值I B、I C、U CE。
第3章多级放大电路 习题 判断图所示各两级放大电路中T1和T2管分别组成哪种基本接法的放大电路。设图中所有电容对于交流信号均可视为短路。 (a)(b) (c) (d) (e) (f) 图 解：(a)共射，共基(b)共射,共射(c)共射,共射
(d)共集，共基 (e)共源，共集 (f)共基，共集 设图所示各电路的静态工作点均合适，分别画出它们的交流等效电路，并写出u A 、i R 和o R 的表达 式。 (a) (b) (c) (d) 图 解：(1)图示各电路的交流等效电路如解图所示。 (2)各电路的 u A 、i R 和o R 的表达式分别为： (a)：[]{} 1222323 11 223 //(1)(1)(1)be u be be R r R R A R r r R ββββ+++=-? +++&； 11i be R R r =+； 2232 // 1be o r R R R β+=+
(b)： 1232 24112322 (1)(////)()(1)(////)be u be be be R R r R A r R R r r βββ+=+?-++& 111 232//[(1)(////)]i be be R R r R R r β=++； 4o R R = (c)：122223 11 22{//[(1)]} [](1)be d u be be d R r r R A r R r r ββββ++=- ?- +++& 11i be R R r =+； 3o R R = (d)： 284672 2 [(//////)]()u m be be R A g R R R r r β=-?-& 123//i R R R R =+； 8o R R = (a) (b) (c)
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 题目部分： 一、选择题(15小题) (02 分)1.从括号内选择正确答案，用A 、B 、C …填空。 在某双极型晶体管放大电路中，测得)sin 20680(t u BE ω+=mV ， ) sin 2050(t i B ω+=μA ，则该放大电路中晶体管的≈be r ____ （A ．13.6 KΩ，B ．34 KΩ， C ． 0.4 KΩ， D ．1 KΩ， E ．10KΩKΩ），该晶体管是____。（F ．硅管， G ．锗管）。 (02 分)2.从括号内选择正确答案，用A 、B 、C …填空。 在某双极型晶体管放大电路中，测得)sin 20280(t u BE ω+= mV ， ) sin 2040(t i B ω+=μA ，则该放大电路中晶体管的
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF ≈be r __________（A ．7 KΩ， B ．5 KΩ， C ．1 KΩ， D ．0.5 KΩ， E ．14 KΩ），该晶体管是____。（F ．硅管， G ．锗管）。 (03 分)3.判断下列计算图示电路的输出电阻o R 的公式哪个是正确的。 A ．e o R R = B ．L e o R R R //= C ．β +=1// 0be e r R R D ．β ++=1//0b be e R r R R E ．β +=1////0b be e R r R R
(03 分)4.选择正确答案用A、B、C填空。（A．共射组态， B．共集组态， C．共基组态） 在共射、共集、共基三种组态的放大电路中____的电压放大倍数 A 一定小于1，____的电流放大倍数i A一定小于 u 1，____的输出电压与输入电压反相。 (02 分)5.选择正确答案，用A、B填空。（A．共源组态， B．共漏组态） 在共源组态和共漏组态两种放大电路中，_____的电压放大倍数 A 比较大，_____的输出电阻比较小。____的输出电 u 压与输入电压是同相的。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
第四章多级放大电路习题答案3.1学习要求 （1）了解多级放大电路的概念，掌握两级阻容耦合放大电路的分析方法。 （2）了解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。 （3）理解基本互补对称功率放大电路的工作原理。 3.2学习指导 本章重点： （1）多级放大电路的分析方法。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 本章难点： （1）多级放大电路电压放大倍数的计算。 （2）差动放大电路的工作原理及分析方法。 （3）反馈的极性与类型的判断。 本章考点： （1）阻容耦合多级放大电路的静态和动态分析计算。 （2）简单差动放大电路的分析计算。 3.2.1多级放大电路的耦合方式 1．阻容耦合 各级之间通过耦合电容和下一级的输入电阻连接。优点是各级静态工作点互不影响，可单独调整、计算，且不存在零点漂移问题；缺点是不能用来放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号，且不能在集成电路中采用阻容耦合方式。 静态分析：各级分别计算。
动态分析：一般采用微变等效电路法。两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为： 其中i2L1r R =。 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻就是最后一级的输出电阻。 2．直接耦合 各级之间直接用导线连接。优点是可放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号时，且适宜于集成；缺点是各级静态工作点互相影响，且存在零点漂移问题，即当0i =u 时0o ≠u （有静态电位）。引起零点漂移的原因主要是三极管参数（I CBO ，U BE ，β）随温度的变化，电源电压的波动，电路元件参数的变化等。 3.2.2差动放大电路 1．电路组成和工作原理 差动放大电路由完全相同的两个单管放大电路组成，两个晶体管特性一致，两侧电路参数对称，是抑制直接耦合放大电路零点漂移的最有效电路。 2．信号输入 （1）共模输入。两个输入信号的大小相等、极性相同，即ic i2i1u u u ==。在共模输入信号作用下，电路的输出电压0o =u ，共模电压放大倍数0c =A 。 （2）差模输入。两个输入信号的大小相等、极性相反，即id i2i12 1u u u =-=。在共模输入 信号作用下，电路的输出电压o1o 2u u =，差模电压放大倍数d1d A A =。 （3）比较输入。两个输入信号大小不等、极性可相同或相反，即i2i1u u ≠，可分解为共模信号和差模信号的组合，即： 式中u ic 为共模信号，u id 为差模信号，分别为： 输出电压为： 3．共模抑制比 共模抑制比是衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力的重要指标，定义为A d 与A c 之比的绝对值，即： 或用对数形式表示为：
第4章 谐振功率放大器习题参考解答 4-1 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？ 解：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽，因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。 4-2 一谐振功率放大器，若选择甲、乙、丙三种不同工作状态下的集电极效率分别为：％＝甲50c η，％＝乙75c η，％＝丙85c η。试求： （1） 当输出功率P o =5W 时，三种不同工作状态下的集电极耗散功率P C 各为多少？ （2） 若保持晶体管的集电极耗散功率P C ＝1W 时，求三种不同工作状态下的输出功率P o 各为多少？ 解：通过本题的演算，能具体了解集电极效率对集电极耗散功率和输出功率的影响。 （1）根据集电极效率ηc 的定义 c o o D o c P P P P P +== η 可得 o c c c P P ηη-=1 将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式可得 P c 甲＝P o ＝5W ，P c 乙＝0.33P o ＝1.65W ，P c 丙＝0.176P o ＝0.88W 可看出η c 越高，相应的 P c 就越小。 （2）从P c 的表达式可以推导出 c c c o P P ηη-=1 将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式得 P o 甲＝P c ＝1W ，P o 乙＝3P c ＝3W ，P o 丙＝5.67P c ＝5.67W 可见，在P c 相同时，效率越高，输出功率就越大。 4-4 某一晶体管谐振功率放大器，设已知V CC =24V ，I C0＝250mA ，P o ＝5W ，电压利用系数ξ＝1。试求P D 、ηc 、R p 、I cm1、电流通角θc 。 解： ()W W I V P C CC D 625.0240=?== %3.83833.06 5====D o c P P η V V V V CC cm 24241=?==ξ
电工电子技术课程设计报告 题目：多级放大电路的设计 二级学院机械工程学院 年级专业 14 动力本 学号 1401250029 学生姓名周俊 指导教师张云莉 教师职称讲师 报告时间：2015.12.28
目录 第一章．基本要求和放电电路的性能指标 (1) 第二章．概述和任务分析 (5) 第三章．电路原理图和电路参数 (6) 第四章．主要的计算过程 (9) 第五章．电路调试运算结果 (11) 第六章．总结 (12) 制作调试步骤及结果 (12) 收获和体会 (13) 第七章．误差和分析 (14) 第八章．参考文献 (15)
第一章．基本要求和放电电路的性能指标 1. 基本要求： 用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC =+12V, -V EE =-12V ，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~1.5mA ，第二 级放大射极电流I EQ4=2~3mA ；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至 少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10k Ω，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。设计并仿真实现。 2. 放电电路的性能指标： 第一种是对应于一个幅值已定、频率已定的信号输入时的性能，这是放大电路的基本性能。第二种是对于幅值不变而频率改变的信号输出时的性能。第三种是对应于频率不变而幅值改变的信号输入时的性能。 1.1第一种类型的指标： 1.放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。由于输出和输入信号都有电压和电流量，所以存在以下四中比值： （1-1） 1.
第三章 多级放大电路 自 测 题 一、判断下列说法是否正确，凡对的在括号内打“√”，否则打“×”。 （1）现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。( ) （2）阻容耦合多级放大电路各级的Q 点相互独立，( )它只能放大交流信号。( ) （3）直接耦合多级放大电路各级的Q 点相互影响，( )它只能放大直流信号。( ) （4）只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。( ) （5）互补输出级应采用共集或共漏接法。( ) 解：（1）× （2）√ √ （3）√ × （4）× （5）√ 二、现有基本放大电路： A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路 D.共源电路 E.共漏电路 根据要求选择合适电路组成两级放大电路。 （1）要求输入电阻为1k Ω至2k Ω，电压放大倍数大于3000，第一级应采用 ，第二级应采用 。 （2）要求输入电阻大于10M Ω，电压放大倍数大于300，第一级应采用 ，第二级应采用 。 （3）要求输入电阻为100k Ω～200k Ω，电压放大倍数数值大于100，第一级应采用 ，第二级应采用 。 （4）要求电压放大倍数的数值大于10，输入电阻大于10M Ω，输出电阻小于100Ω，第一级应采用 ，第二级应采用 。 （5）设信号源为内阻很大的电压源，要求将输入电流转换成输出电压， 且1000i o ＞I U A ui ，输出电阻R o ＜100，第一级应采用 ，第二级应采用 。 解：（1）A ，A （2）D ，A （3）B ，A （4）D ，B （5）C ，B
三、选择合适答案填入空内。 （1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是。 A.电阻阻值有误差 B.晶体管参数的分散性 C.晶体管参数受温度影响 D.电源电压不稳定 （2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是。 A.便于设计 B.放大交流信号 C.不易制作大容量电容 （3）选用差分放大电路的原因是。 A.克服温漂 B.提高输入电阻 C.稳定放入倍数 （4）差分放大电路的差模信号是两个输入端信号的，共模信号是两个输入端信号的。 A.差 B.和 C.平均值 （5）用恒流源取代长尾式差分放大电路中的发射极电阻R e，将使电路的。 A.差模放大倍数数值增大 B.抑制共模信号能力增强 C.差模输入电阻增大 （6）互补输出级采用共集形式是为了使。 A.电压放大倍数大 B.不失真输出电压大 C.带负载能力强 解：（1）C，D （2）C （3）A （4）A，C （5）B （6）C 四、电路如图PT3.4所示，所有晶体管均为硅管，β均为60，' r=100 bb Ω，静态时｜U BE Q｜≈0.7V。试求： （1）静态时T1管和T2管的发射极电流。 （2）若静态时u O＞0，则应如何调节R c2的值才能使u O＝0V？若静态u O＝0V，则R c2＝？电压放大倍数为多少？