基本放大电路
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 。
解:(a )
75
1)501(1007
.012=?++-=
B I (μA )
75.3==B C I I β(mA ) 825
.3)1(=+=B E I I β(mA ) 75.01825.3275.312=?-?-=CE U (V) (b) BE B B C C B CC U R I R I I U ++?+=)(
16
10)501(2007
.012)1(=?++-=++-=
C b BE CC B R R U U I β(μA )
8.0==B C I I β(mA) 84.310)016.08.0(12=?+-=CE U (V)
3. 晶体管放大电路如图8.3所示,已知U CC = 15 V ,R B =500 k Ω,R C = 5k Ω,R L =5k Ω,β=50。(1)求静态工作点;(2)画出微变等效电路;(3)求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
解:(1)
30
=-=
B
BE
CC B R U U I (μA )
5.1==B C I I β (mA)
53.1)1(=+=B E I I β(mA) 5.7=?-=C C CC CE R I U U (V)
167.126
)
1(300=++=E
be I r β (K Ω)
(2)
(3)
107//-=-=be
L
C u r R R A β
167.1//≈=be B i r R R (K Ω) 5==C O R R (K Ω)
4. 在上题图8.3的电路中,已知I C =1.5 mA , U CC = 12V ,β=37.5,
r be =1 k Ω,输出端开路,若要求u A &
= -150,求该电路的R B 和R C 值。
解:由于
150//-=-=-=be
C be L C u r R
r R R A ββ
则4=C R (K Ω)
Ω=?==
-K I U R B CC B 300104012
6
5. 如下图所示放大电路中,已知U CC = 12 V ,R B =240 k Ω, R C =3k Ω,
R E1 =200Ω, R E2 =800Ω,硅三极管的β=40。(1)试估算静态工作点(2)画出微变等效电路;(3)求放大倍数、输入电阻、输出电阻。
解:
(参考答案:(1)40μA 1.6mA 5.53 V (2)略 (3)-13.1 8.8 K Ω 3 K Ω)
三、简析题:
**1.题1图示电路中,已知V CC =24V ,R B =800k Ω,R C =6k Ω,R L =3k Ω,U BE =0.7V ,晶体管电流放大系数β=50,r be =1.2K Ω。试求:
(1)放大电路的静态工作点(I BQ ,I CQ ,U CEQ )。
(2)电压放大倍数A u 、输入电阻r i 、输出电阻r o 。
题1图
1解:(1) 3
24
3080010CC BQ B U I A R μ≈
==? 5030 1.5CQ BQ I I mA β==?=
24 1.5615CEQ CC CQ C U U I R V =-=-?=
(2) //6//3
5083.31.2
C L u be R R A r β
?
=-=-?=- 1.2i be r r K ≈=Ω 6O C r R K ==Ω
2.在题2图所示电路中,已知三极管的β=40,电容C 1和C 2足够大,求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
2解:3
12240100.7BQ I =??+
50BQ I A μ=
26300(1)be EQ
mV
r I β=++ 26300820BQ
mV I =+
=Ω 3324010820
//81724010820
i B be r R r ??===Ω?+
4o c r R k ==Ω
(//)C L be R R Au r β-=33
3341081040410810130820
???-?
?+?=
=- **3.题3图示放大电路中三极管的U BE =0.7V ,U CC =12V ,R C =2k Ω,R B =280k Ω,
R L =6k Ω,C 1、C 2足够大,输入电压有效值U i =0.1V ,输出电压有效值U 0=8V.求:三极管的电流放大系数β。
3解:CC BQ B BE U I R U =?+
312280100.7BQ I =??+
40.4BQ I A μ=
(//)
80o C L u i be
U R R A U r β-=
==- 26(//)80(300)C L BQ mV
R R I β=?+
333336
210610261080(300)21061040.410
β--?????=?+?+?? ∴50β=
#*4.题4图所示放大电路中三极管的
题2图 题3图
U BE =0.7V ,电阻R B1上直流压降为8V ,R C =2k Ω,R E =1.5k Ω,求U CE .。
4解:电位B V 、E V 分别是:
11284B CC RB V U U V =-=-= 40.7 3.3E B BE V V U V =-=-=
3.3 2.21.5
E E C E V I mA I R ===≈
()12 2.2(2 1.5) 4.3CE CC E C E U U I R R V
=-+=-+=
四、计算题:
**1.题1图示放大电路中,三极管β=50、r be =1k Ω,R 2=3k Ω,R 3=1k Ω,C 1、C 2足够大,求:
(1)画出放大电路的微变等效电路; (2)推导当输出端未接负载电阻R L 时的
电压放大倍数&&&A U U u i
=0的一般关系式; (3)求当输出端接负载电阻R L =3k Ω时的电压放大倍数&A u
=? 1解:1
题1图
12133
33223
3
333
2)(1)(1)50310 2.88110(150)110
(//)(//)3)(1)(1)50 1.510 1.44110(150)110o b u i e be b be o b L L u i
b be
b
be
U I R R A U I r I R r R U I R R R R A U
I r I R r R ββββββββ--===++++-??==-?++??--===++++-??==-?++??&&&&&&&&
&&&&
2.题2图示放大电路中,三极管的β=50,U BE =0.6V ,输入信号u i =3sin ωt mV 。对于该交流信号,C 1、C 2足够大,可视为短路。问:
(1)当π<ωt<2π时,三极管的发射结是否处于反向偏置?为什么?
(2)该放大电路的电压放大倍数A
&u 为多少? (3)该放大电路的输入电阻和输出电阻各为多少?
2解:(1)三极管的发射结总电压: BE BE be u U u =+,当π<ωt<2π时,
30be mV u -≤≤,且3
2
t ωπ=时,
3be bem u U mV =-=-
故: 0.7(0.003)0.697BE BE be u U u V =+=+-= 可见三极管的发射结不是处于反向偏置而是处于正向偏置。
(2)120.7
20560CC BE B B U U I A R μ--=
==
26
3001600 1.60.02
be r k =+=Ω=Ω
635062.51.6
C L u
be R R A r β=-=-=-P P & (3) 1.6i be r r k ≈=Ω 6o C r R k ==Ω #*3.题3图示三极管放大电路,已知Ucc=12V ,
R C =5k Ω,三极管的β=100,r be =2.5k Ω,U BE 忽略不计,C 1、C 2足够大。
(1)当R B 调到1M Ω时,试求静态I B 、I C 、U CE 的数值。
(2)如果R B 调到0时,会发生什么情况?在实际电路中可采取什么措施加以避免?
题2图
题3图
(3)如果R B 断开,放大电路还能否正常工作?为什么? (4)如果开关S 闭合,对静态I B 、I C 、U CE 的数值有无影响?
(5)求开关S 打开时电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。(R B =1M Ω) (6)当该电路正常放大工作时,如果输入正弦电压u i 的有效值不变,将开关S 闭合,则输出电压u 0的有效值是增大还是减少?
3解:(1)1B R M =Ω,3120.0121210CC B B U V
I mA A R k μ=
===Ω
1000.012 1.2C B I I mA β==?=,12 1.256CE CC C C U U I R V =-=-?=
(2)如果0B R =,则三极管因发射结电压12BE U V =太大而烧坏。可用一个
100R k ≈Ω的电阻和B R 串联接入原电路加以避免。
(3)如果B R 断开,则0B I =,三极管将工作在截止状态,不能再进行放大工
作。
(4)如果S 闭合,对静态I B 、I C 、U CE 的数值无影响,因为有2C 的隔直作用。 (5)当S 打开时,电路处在空载状态,此时:
51002002.5
C uo
be R A r β=-=-?=-&, 2.5i be r r k ≈=Ω,5o C r R k ==Ω (6)当S 闭合时,电路处在负载状态,此时:
//O C L
L u
I be be
U R R R A U r r ββ'==-=-& 由于L C R R '<,∴u uo
A A <&&,则当该电路正常放大工作时,如果输入正弦电压u i 的有效值不变,输出电压u 0的有效值将减少。
5.题5图示放大电路中,三极管的β=30,U BE =0.7V ,C 1、C 2、C E 足够大。求:(1)输入电压u i =0.141sin ωtV 时,输出电压u 0=? (2)输出端接负载电阻R L =1.2k Ω后,输出电压u 0=? (3)R L =1.2k Ω时,换一个同类 型的三极管β=60,输出电压u 0=?
5解:
(1)10
1242010
B V V =?
=+
40.7 3.3E B BE V V U V =-=-=
3.3 1.652
E E E V I mA R ===
26
300(1)be E
r I β=++
26
300(130)0.791.65
k =++?=Ω
题5 图
230760.79o C uo i be U R A U r β==-=-?=-&&& 0.12i
U V ==& 760.17.6o uo i U A U V ==-?=-&
7.62sin()o u t V ωπ=+ (2)2 1.20.75L
C L R R R k '===ΩP P 0.753028.50.79
o L u i
be
U R A U r β'==-=-?=-&&& 0.12i
U V ==& 28.50.1 2.85o u i U A U V ==-?=-&
2.852sin()o u t V ωπ=+
(3)26300(1)be E r I β=++26
300(160) 1.261.65
k =++?=Ω
0.756035.71.26
o L u i
be
U R A U r β'==-=-?=-&&& 0.12i
U V ==& 35.70.1 3.57o u i U A U V ==-?=-&
3.572sin()o u t V ωπ=+
#*7.题7图示放大电路中,已知R B 上的静态电压U 1=9.4V ,三极管的β=50,信号源电压E S =10mV 。试求:
(1)三极管的输入电阻r be ; (2)放大电路的电压放大倍数u ?
A ; (3)放大电路的输入电压U i ; (4)放大电路的输出电压U 0。 7解:
(1)3
9.4
0.04720010B I mA =
=?
263000.8530.047be mV
r k mA
=+=Ω
(2)502117.20.853
L u
be R A r β?=-=-=-& (3)//0.849i B be r R r k ==Ω
题7图