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文檔簡介

1、【例4-1】三個兩級放大電路如下圖所示,已知圖中所有晶體管的均為100,rbe均為1 k,所有電容均為10 F,VCC均相同。填空: (1)填入共射放大電路、共基放大電路等電路名稱。 圖(a)的第一級為_,第二級為_; 圖(b)的第一級為_,第二級為_; 圖(c)的第一級為_,第二級為_。 (2)三個電路中輸入電阻最大的電路是_,最小的電路是_;輸出電阻最大的電路是_,最小的電路是_;電壓放大倍數數值最大的電路是_;低頻特性最好的電路是_;若能調節Q點,則最大不失真輸出電壓最大的電路是_;輸出電壓與輸入電壓同相的電路是_。【相關知識】晶體管放大電路三種接法的性能特點,多級放大電路不同耦合方式及

2、其特點,多級放大電路動態參數與組成它的各級電路的關系?!窘忸}思路】(1)通過信號的流通方向,觀察輸入信號作用于晶體管和場效應管的哪一極以及從哪一極輸出的信號作用于負載,判斷多級放大電路中各級電路屬于哪種基本放大電路。 (2)根據各種晶體管基本放大電路的參數特點,以及單級放大電路連接成多級后相互間參數的影響,分析各多級放大電路參數的特點?!窘忸}過程】(1)在電路(a)中,T1為第一級的放大管,信號作用于其發射極,又從集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),故第一級是共基放大電路;T2和T3組成的復合管為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T2的基極,又從復合管的發射極輸出,故第二級是共集放大電

3、路。 在電路(b)中,T1和T2為第一級的放大管,構成差分放大電路,信號作用于T1和T2的基極,又從T2的集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),是雙端輸入單端輸出形式,故第一級是(共射)差分放大電路;T3為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T3的基極,又從其發射極輸出,故第二級是共集放大電路。 在電路(c)中,第一級是典型的Q點穩定電路,信號作用于T1的基極,又從集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),故為共射放大電路;T2為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T2的基極,又從其集電極輸出,故第二級是共射放大電路。 應當特別指出,電路(c)中T3和三個電阻(8.2 k、1.8 k、1

4、k)組成的電路構成電流源,等效成T2的集電極負載,理想情況下等效電阻趨于無窮大。電流源的特征是其輸入回路沒有動態信號的作用。要特別注意電路(c)的第二級電路與互補輸出級的區別。 (2)比較三個電路的輸入回路,電路(a)的輸入級為共基電路,它的eb間等效電阻為rbe/(1+),Ri小于rbe/(1+);電路(b)的輸入級為差分電路,Ri大于2rbe;電路(c)輸入級為共射電路,Ri是rbe與10 k、3.3 k電阻并聯,Ri不可能小于rbe/(1+);因此,輸入電阻最小的電路為(a),最大的電路為(b)。 電路(c)的輸出端接T2和T3的集電極,對于具有理想輸出特性的晶體管,它們對“地”看進去的

5、等效電阻均為無窮大,故電路(c)的輸出電阻最大。比較電路(a)和電路(b),雖然它們的輸出級均為射極輸出器,但前者的信號源內阻為3.3 k,后者的信號源內阻為10 k;且由于前者采用復合管作放大管,從射極回路看進去的等效電阻表達式中有1/(1+)2,而后者從射極回路看進去的等效電阻表達式中僅為有1/(1+),故電路(a)的輸出電阻最小。 由于電路(c)采用兩級共射放大電路,且第二級的電壓放大倍數數值趨于無窮大,而電路(a)和(b)均只有第一級有電壓放大作用,故電壓放大倍數數值最大的電路是(c)。  由于只有電路(b)采用直接耦合方式,故其低頻特性最好。 由于只有電路(b)采用

6、7;VCC兩路電源供電,若Q點可調節,則其最大不失真輸出電壓的峰值可接近VCC,故最大不失真輸出電壓最大的電路是(b)。 由于共射電路的輸出電壓與輸入電壓反相,共集和共基電路的輸出電壓與輸入電壓同相,可以逐級判斷相位關系,從而得出各電路輸出電壓與輸入電壓的相位關系。電路(a)和(b)中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均同相,故兩個電路的輸出電壓與輸入電壓均同相。電路(c)中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均反相,故整個電路的輸出電壓與輸入電壓也同相。 綜上所述,答案為(1)共基放大電路,共集放大電路;差分放大電路,共集放大電路;共射放大電路,共射放大電路;(2)(b),(a);(c),(a);(c);

7、(b);(b);(a),(b),(c)?!纠?-2】  電路如圖所示,當時,。設管的,穩壓管的穩定電壓、,試計算: (1)輸入電阻; (2)輸出電阻; (3)電壓放大倍數?!鞠嚓P知識】 (1)差分放大電路。 (2)多級放大電路。【解題思路】 根據差分放大電路、多級放大電路的動態分析方法,即可獲得電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻【解題過程】 (1)本電路由差動放大器和射極跟隨器兩級串聯組成。為了計算動態指標,應先求出靜態工作點和晶體管的rbe。 靜態時,T3管基極電位 T1管和T2管集電極電流(以下計算忽略了T3基極電流對T2集電極電位的影響)T1和T2管的集電極電流也可通過求解公共射

8、極電阻RE中電流來計算,兩種方法得到的電流值略有區別,請讀者自己驗證。 T3管射極電流 輸入電阻為第一級電路的輸入電阻 (2)輸出電阻為第二級電路的輸出電阻 (3) 電壓放大倍數為兩級電路放大倍數之積第一級電路差模電壓放大倍數 其中                           【例4-3】電路如圖所示。已知,。時,。 (1)試說明和、和、以

9、及分別組成什么電路? (2)若要求上電壓的極性為上正下負,則輸入電壓的極性如何? (3)寫出差模電壓放大倍數的表達式,并求其值?!鞠嚓P知識】 (1)差分放大電路。 (2)多級放大電路。 (3)電流源電路。【解題過程】 根據差分放大電路、多級放大電路的分析方法分析電路?!窘忸}過程】(1)、管組成恒流源電路,作和管的漏極有源電阻,、管組成差分放大電路,并且恒流源作源極有源電阻。管組成共射極放大電路,并起到電平轉化作用,使整個放大電路能達到零輸入時零輸出。管組成射極輸出器,降低電路的輸出電阻,提高帶載能力,這里恒流源作為管的射極有源電阻。 (2)為了獲得題目所要求的輸出電壓的極性,則必須使基極電壓極

10、性為正,基極電壓極性為負,也就是管的柵極電壓極性應為正,而管的柵極電壓極性應為負。 (3)整個放大電路可分輸入級(差分放大電路)、中間級(共射放大電路)和輸出級(射極輸出器)。 對于輸入級(差分放大電路),由于恒流源作漏極負載電阻,使單端輸出具有與雙端輸出相同的放大倍數。所以 式中,漏極負載電阻,而 為管的等效電阻。為管組成的共射放大電路的輸入電阻。 由于恒流源的。所以: 管組成的共射放大電路的電壓放大倍數 由于管組成的射極輸出器的輸入電阻,所以: 管組成的射極輸出器的電壓放大倍數  則總的差模電壓放大倍數的表達式為 其值為【例4-4】 某兩級差動放大電路如圖所示。已知場效應管的 ,

11、。晶體管的,。試計算: (1)第一級電路的靜態工作電流和第二級電路的靜態工作電流; (2)電路的差模電壓放大倍數?!鞠嚓P知識】 (1)差分放大電路。 (2)多級放大電路。 (3)電流源電路?!窘忸}思路】 (1)根據放大電路的直流通路,可以求電路的靜態工作點。 (2)根據差分放大電路、多級放大電路的動態分析方法,可求得電路的差模電壓放大倍數?!窘忸}過程】 (1)由圖可知,晶體管、組成鏡像電流源。所以 由、對稱可得 而          所以     

12、0;       由、對稱可得 (2)由于電路由兩級差分放大電路組成,所以,電路的差模電壓放大倍數為 第一級電路差模電壓放大倍數為 式中,為第二級電路的差模輸入電阻。 第一級電路差模電壓放大倍數為 第二級電路差模電壓放大倍數為 故有【例4-5】 差動放大電路及其參數如圖所示。設T1、T2的特性一致,=50,UBE=0.7V,總的差模輸入信號uid =50mV共模干擾信號uic=1V,試求: (1)T1和T2的靜態工作點IC、UC之值; (2)輸出信號電壓uo及共模抑制比KCMR之值; (3)若將負載電阻接在集電極C1對地之間,重新計算

13、UC,再求uo及KCMR之值; (4)差模輸入電阻Rid、共模輸入電阻Ric和輸出電阻Ro之值?!鞠嚓P知識】 差分放大電路的靜態和動態分析方法?!窘忸}思路】 根據差分放大電路的直流通路求解電路的靜態工作點,雙端輸出時利用電路的對稱性,單端輸出時考慮負載對靜態工作點的影響。根據差模等效電路和共模等效電路分別求解差模電壓放大倍數、差模輸入電阻,共模電壓放大倍數、共模輸入電阻,輸出電阻,共模抑制比等技術指標?!窘忸}過程】 圖中RW是調零電位器,如果電路完全對稱,調零電位器RW可以不要。實際上,電路兩邊參數不可能完全對稱,只能說比較接近而已。因而,實際電路中需要利用調零電位器調整工作點使ui=0時uo

14、=0。為了計算簡單,在估算電路各項技術指標時,一般設RW的滑動端在電位器的中間。 (1)因電路兩邊完全對稱,從直流等效電路可得 因                    則有                  (2)根據題意,應先算出電壓放

15、大倍數,然后按線性關系計算輸出電壓。 (3)由于電路采用直接耦合方式,當負載電阻接在集電極C1對地之間時,電路的靜態工作點UC將與前面的估算值不同,必須重新估算。根據電路可得以下關系 經整理可得:    (4)差模輸入電阻,共模輸入電阻,輸出電阻分別計算如下     雙端輸出時,輸出電阻【例4-6】電路如圖所示,已知各三極管的、,。當輸入信號電壓為、時,求輸出電壓之值。【相關知識】 差分放大電路的動態分析方法?!窘忸}思路】 先分別計算單端輸出差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數,并把輸入信號分解成差模和共模信號,然后分別計算差模輸出電壓

16、和共模輸出電壓,并求二者的代數和?!窘忸}過程】 由已知條件可得,差模電壓放大倍數 共模電壓放大倍數 則,電路的輸出信號電壓【例4-7】差分放大電路如圖所示。若忽略的影響。 (1)試寫出輸出電壓的表達式。 (2)若要求等效共模信號引起輸出電壓的誤差小于10%,試求共模抑制比應滿足的關系式?!窘忸}過程】 差分放大電路的動態分析。【解題思路】 (1)先把輸入信號分解成差模和共模信號,并分別寫出差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數的表達式,然后分別寫出差模輸出電壓和共模輸出電壓與輸入信號的關系,并求二者的代數和。 (2)先推導等效共模信號引起輸出電壓誤差的關系,并用共模抑制比表示,再根據題目給定的誤差條

17、件,求出共模抑制比應滿足的關系式?!窘忸}過程】 (1)由圖可知,本題電路是單端輸入、單端輸出的差分放大器。所以 差模信號                   共模信號                      

18、 輸出電壓 式中                                 故 (2)由題意可知,共模信號引起輸出電壓的誤差為 若要求共模信號引起的誤差小于10%,則應有 由于    代入上式得 故 共模抑制比應滿足關系式【例4-8】 電路如圖所示,設,

19、調零電位器的滑動端在的中間。試問: (1) 希望負載電阻的一端接地,當時,并且要求與同相,應接在何處?至少應為多大? (2) 若信號源內阻,至少應為多大? (3) 此時電路的約為多少分貝?【相關知識】 差分放大電路的靜態分析、動態分析和技術指標?!窘忸}思路】 (1)先根據題目要求的輸出信號與輸入信號的相位關系,確定負載的連結點,再推導輸出信號與輸入信號之間的關系式,分別計算單端輸出差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數,然后根據題目給定的輸出電壓的大小計算所需輸入信號的大小。 (2)先計算電路的差模輸入電阻,推導信號源與電路輸入信號之間的關系,再根據上述計算得到的計算的大小。 (3)按照上述計算得

20、到的差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數計算共模抑制比。【解題過程】 (1)由題意可知,本電路是單端輸入單端輸出差分放大電路。要與同相,則 另一端應接在晶體管T2的集電極C2處,輸出信號與輸入信號的關系如下 式中   于是有                化簡得 下面,需要求出差模及共模電壓放大倍數。先求靜態工作點: 差模電壓放大倍數 共模電壓放大倍數 當輸出電壓時,輸入信號 即,輸入信號至少應為107mV。 (2)差模輸入電阻

21、 當考慮信號源內阻時 (3)共模抑制比【例4-9】 電路如圖所示,設晶體管、特性完全對稱,很大,。開關S先閉合,然后打開,試求: (a)T2集電極電流iC2=?u1 (b)經過1秒鐘以后=?【相關知識】 電流源電路。【解題思路】 根據電流鏡的工作原理及電容的動態性能分析電路?!窘忸}過程】   圖中晶體管T1和T2組成電流鏡電路。 (1)開關閉合時,電容C被短路,流過開關S的電流是T2管集電極電流iC2。根據電流鏡的電流關系可得T2集電極電流: (2)開關S打開后,電容C被恒流充電,充電電流近似等于IR, 當t1s時【例4-10】多路電流源電路如圖所示,已知所有晶體管的特性均相同,UB

22、E均為0.7 V。試問: (1)IC1、IC2各為多少? (2)T3的作用是什么?簡述理由?!鞠嚓P知識】 加射極輸出器的電流源,多路電流源?!窘忸}思路】 (1)首先求出電阻R的電流IR。 (2)求出IC0與IR的關系,根據鏡像電流源原理得到IC1=IC2= IC0。【解題過程】 (1)首先求出R的電流: 因為T0、T1、T2的特性均相同,且UBE均相同,所以它們的基極、集電極電流均相等,設它們分別為IB、IC。由于T3的發射極電流是T0、T1、T2的基極電流之和,故在T0集電極節點 求出IC1、IC2,為 因此,當(1)>>3時IC1=IC2= ICIR=0.2 mA (1)>

23、;>3的條件在較小時就可以滿足,如10。 (2)T3的作用是使IC1、IC2更接近IR,從而更穩定。 由于在圖所示電路中,2VCC>>UBE,任何原因引起的UBE的變化對IR的影響都很小,即IR穩定;若IC1、IC2接近IR,則基本穩定。 若無T3,T1、T2的基極直接連T0的集電極,則 T1、T2的集電極電流 當>>3時,才得到IC1=IC2= ICIR。在較小時,如10,不滿足“>>3”, IC將與密切相關,隨溫度而變化。換言之,若T1、T2的沒變,則有T3時IC1、IC2更接近IR,即更穩定?!纠?-11】 圖(a)所示為帶有射極分流電阻的復合管

24、,、管的電流放大系數分別為、,輸入電阻分別為、。試求復合后的等效電流放大系數和等效輸入電阻的表達式。圖(a)【相關知識】晶體管的電流分配關系、交流參數及微變等效電路?!窘忸}思路】根據晶體管的微變等效電路,推導復合管的等效電流放大系數和輸入電阻的表達式。【解題過程】畫出復合管電路的微變等效電路,如圖(b)所示。由圖可知圖(b)式中 。 所以 等效電流路放大系數 又由于 故等效輸入電阻【例4-12】下圖所示為簡化的集成運放電路,輸入級具有理想對稱性。選擇正確答案填入空內。(1)該電路輸入級采用了_。 A共集共射接法      B. 共集共基接法&#

25、160;    C. 共射共基接法(2)輸入級采用上述接法是為了_。 A. 展寬頻帶           B. 增大輸入電阻      C. 增大電流放大系數(3)T5和T6作為T3和T4的有源負載是為了_。 A. 增大輸入電阻       B. 抑制溫漂         

26、60;C. 增大差模放大倍數(4)該電路的中間級采用_。 A. 共射電路           B. 共基電路          C. 共集電路(5)中間級的放大管為_。 A. T7                 B. T8   

27、              C. T7和T8組成的復合管(6)該電路的輸出級采用_。 A. 共射電路          B. 共基電路           C. 互補輸出級(7)D1和D2的作用是為了消除輸出級的_。 A. 交越失真          B. 飽和失真           C. 截止失真(8)輸出電壓uO與uI1的相位關系為_。 A. 反相    

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