第3章多级放大电路 第3章多级放大电路 3.1判断图P3.1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。 C C l80k92 0+lcc C (c) (d) 2ks 长 1 ks C2 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 3.2设图P3.2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A、R:和R。的表达式
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 1 - 第 3 章 多级放大电路 3.1 判 断 图 P3.1 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 。 图 P3.1 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 3.2 设 图 P3.2 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 Au 、 Ri 和 Ro 的 表 达 式
第3章多级放大电路 R T? R 图P3.2 解:(1)图示各电路的交流等效电路如解图P3.2所示 (2)各电路A、R1和R。的表达式分别为 图(a) 4=-B2∥hn2+(+B2)Rl.(+B)k R1+ rbe?+(1+ B2)R3 R1=R1 R。=R3∥2 +R2 B2 图(b) A +B1)(R2∥R3∥ra2)B2R4 (1+B1(R2∥R3∥ R1=R1∥[rh1+(1+B)(R2∥R3∥rh2) R。=R4 A B{R2∥2+(l+B2)l B2R R (1+B2)t R1=R1 R。=R3
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 2 - 图 P3.2 解 ：（ 1） 图 示 各 电 路 的 交 流 等 效 电 路 如 解 图 P3.2 所 示 。 （ 2） 各 电 路 Au 、 Ri 和 Ro 的 表 达 式 分 别 为 图 （ a） 2 be2 2 o 3 i 1 be1 be2 2 3 2 3 1 be1 1 2 be2 2 3 1 (1 ) [ (1 ) ] (1 ) r R R R R R r r R R R r R r R Au ∥ ∥ 图 （ b） o 4 i 1 be1 1 2 3 be2 be2 2 4 be1 1 2 3 be2 1 2 3 be2 [ (1 )( )] ( ) (1 )( ) (1 )( ) R R R R r R R r r R r R R r R R r Au ∥ ∥ ∥ ∥ ∥ ∥ ∥ 图 （ c） o 3 i 1 be1 be2 2 d 2 3 1 be1 1 2 be2 2 d ] (1 ) [ [ (1 ) ] R R R R r r r R R r R r r Au ∥
第3章多级放大电路 图(d) An=(-gn(R1∥R∥R,∥2)(-Bk) R1=R3+R1∥R2 R。=R8 B1 R,Ibe B,Ib2 (c) 解图P3.2 3.3基本放大电路如图P3.3(a)(b)所示,图(a)虚线框内为电路 图(b)虚线框内为电路Ⅱl。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比较大; (2)哪些电路的输出电阻比较小 (3)哪个电路的|A=1。,最大
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 3 - 图 （ d） o 8 i 3 1 2 be2 2 8 m 4 6 7 be2 [ ( )] ( ) R R R R R R r R A g R R R r u ∥ ∥ ∥ ∥ 解 图 P3.2 3.3 基 本 放 大 电 路 如 图 P3.3（ 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 比 较 大 ； （ 2） 哪 些 电 路 的 输 出 电 阻 比 较 小 ； （ 3） 哪 个 电 路 的 Aus = Uo Us 最 大
第3章多级放大电路 lRaU。 IH Hh IL II RIIUo 解:(1)图(d)、(e)所示电路的输入电阻较大 (2)图(c)、(e)所示电路的输出电阻较小 (3)图(e)所示电路的最大 3.4电路如图P3.1(a)(b)所示,晶体管的β均为50,rhe均为1.2kΩ Q点合适。求解A、R;和R。 解:在图(a)所示电路中 P 1+B3 Ihe BaR :125 An=Aa·An R1=R1∥R2∥e1≈093k92 R。=R3=3k2 在图(b)所示电路中
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 4 - 图 P3.3 解 : （ 1） 图 （ d）、（ e） 所 示 电 路 的 输 入 电 阻 较 大 。 （ 2） 图 （ c）、（ e） 所 示 电 路 的 输 出 电 阻 较 小 。 （ 3） 图 （ e） 所 示 电 路 的 Aus 最 大 。 3.4 电 路 如 图 P3.1（ a）（ b）所 示 ，晶 体 管 的 β 均 为 50，r b e 均 为 1.2kΩ ， Q 点 合 适 。 求 解 Au 、 Ri 和 Ro。 解 ： 在 图 （ a） 所 示 电 路 中 3k 0.93k 125 125 1 o 3 i 1 2 be1 1 2 be2 2 3 2 be1 2 be2 1 1 R R R R R r A A A r R A r r A u u u u u ∥ ∥ 在 图 （ b） 所 示 电 路 中
第3章多级放大电路 B1·(R1∥ra2) BrA R1=(R5+R2∥R3)∥rm1≈1.2l R。=R4=lks 3.5电路如图P3.1(c)(e)所示,晶体管的B均为80,rhbe均为1.5k 场效应管的gm为3mA/V;Q点合适。求解A、R;和R 解:在图(c)所示电路中 A B1·(R3∥r2) -62 BrA An=An1·An2≈6634 R,=R1∥ R1=R4=2k2 在图(e)所示电路中 An=-gm{R2∥[re+(1+B)Rl]}≈-8nR2 (1+B)R (1+B)R4 An=An1·A R1=R1=10 R。=R4 R2 43g 3.6图P3.6所示电路参数理想对称,B1=B R (1)写出Rw的滑动端在中点时Ad的表达式; (2)写出Rw的滑动端在最右端时A4的表达 式,比较两个结果有什么不同 解:(1)Rw的滑动端在中点时Ad的表达式 B(R A 图P3
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 5 - 1k ( ) 1.2k 2100 42 50 ( ) o 4 i 5 2 3 be1 1 2 be2 2 4 2 be1 1 1 be2 1 R R R R R R r A A A r R A r R r A u u u u u ∥ ∥ ∥ 3.5 电 路 如 图 P3.1（ c）（ e）所 示 ，晶 体 管 的 β 均 为 80， r b e 均 为 1.5kΩ ， 场 效 应 管 的 gm 为 3mA/V； Q 点 合 适 。 求 解 Au 、 Ri 和 Ro。 解 ： 在 图 （ c） 所 示 电 路 中 2k 1.5k 6634 107 62 ( ) i 4 i 1 be1 1 2 be2 2 4 2 be1 1 3 be2 1 R R R R r A A A r R A r R r A u u u u u ∥ ∥ 在 图 （ e） 所 示 电 路 中 43 1 10M 6 1 (1 ) (1 ) [ (1 ) ] 6 be 2 o 4 i 1 1 2 be 4 4 2 1 2 be 4 2 r R R R R R A A A r R R A A g R r R g R u u u u u m m ∥ ∥ 3.6 图 P3.6 所 示 电 路 参 数 理 想 对 称 ， β 1＝ β 2＝ β ， r b e 1＝ r b e 2＝ r b e。 （ 1）写 出 RW 的 滑 动 端 在 中 点 时 Ad 的 表 达 式 ； （ 2）写 出 RW 的 滑 动 端 在 最 右 端 时 Ad 的 表 达 式 ， 比 较 两 个 结 果 有 什 么 不 同 。 解 ：（ 1） RW 的 滑 动 端 在 中 点 时 Ad 的 表 达 式 be W c I O d ) 2 ( r R R u u A 图 P3.6
第3章多级放大电路 (2)Rw的滑动端在最右端时 B(R +Rw) △1 BR 2 2 B(R2+ △t 所以Ad的表达式为 R B(R A 比较结果可知,两种情况下的Ad完全相等;但第二种情况下的 Au>Au 3.7图P3.7所示电路参数理想对称,晶体管的β均为50 1009 试计算Rw滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流lE 以及动态参数A4和R1 R 10kg2 100g 图P3 解:Rw滑动端在中点时T1管和T2管的发射极静态电流分析如下 R TEOR=VE 0.517mA 222 Ad和R;分析如下
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 6 - （ 2） RW 的 滑 动 端 在 最 右 端 时 I be W c O C1 C2 I be c I C2 be c W C1 ) 2 ( 2 2 ( ) u r R R u u u u r R u u r R R u 所 以 Ad 的 表 达 式 为 be W c I O d ) 2 ( r R R u u A 比 较 结 果 可 知 ， 两 种 情 况 下 的 Ad 完 全 相 等 ； 但 第 二 种 情 况 下 的 uC1 ＞ uC2 。 3.7 图 P3.7 所 示 电 路 参 数 理 想 对 称 ， 晶 体 管 的 β 均 为 50， ' bb r =100Ω ， UB E Q≈ 0.7。 试 计 算 R W 滑 动 端 在 中 点 时 T1 管 和 T2 管 的 发 射 极 静 态 电 流 IE Q， 以 及 动 态 参 数 Ad 和 Ri。 图 P3.7 解 ： RW 滑 动 端 在 中 点 时 T1 管 和 T2 管 的 发 射 极 静 态 电 流 分 析 如 下 ： 0.517mA 2 2 2 2 e W EE BEQ EQ EQ e EE W BEQ EQ R R V U I I R V R U I ＋ Ad 和 Ri 分 析 如 下 ：
第3章多级放大电路 26mv rbe=+(1+B) 5.18k9 BR R (1+B R=2re +(1+B)Rw =20.5ks 3.8电路如图P3.8所示,T1管和T2管的β均为40,rbe均为3kΩ。试问 若输入直流信号u1=20mv,an2=10mv,则电路的共模输入电压lc=?差模输 入电压u1d=?输出动态电压△uo=? R T,Y T2 图P3.8 解:电路的共模输入电压uc、差模输入电压u1d、差模放大倍数Ad和动 态电压△o分别为 BR Ad △ao=A4utd≈-0.67V 由于电路的共模放大倍数为零,故△uo仅由差模输入电压和差模放大倍 数决定。 (+15v) 3.9电路如图P3.9所示,晶体管的B=50 (1)计算静态时T管和T2管的集电极电。 流和集电极电位 (2)用直流表测得lo=2V,u1=?若 则
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 7 - 2 (1 ) 20.5k 97 2 (1 ) 5.18k 26mV (1 ) i be W W be c d EQ be bb' R r R R r R A I r r 3.8 电 路 如 图 P3.8 所 示 ，T1 管 和 T2 管 的 β 均 为 40，r b e 均 为 3kΩ 。试 问 ： 若 输 入 直 流 信 号 uI 1=20mv， uI 2=10mv， 则 电 路 的 共 模 输 入 电 压 uI C=？ 差 模 输 入 电 压 uI d=？ 输 出 动 态 电 压 △ uO=? 图 P3.8 解 ： 电 路 的 共 模 输 入 电 压 uI C、 差 模 输 入 电 压 uI d、 差 模 放 大 倍 数 Ad 和 动 态 电 压 △ uO 分 别 为 0.67V 67 2 10mV 15mV 2 O d Id be c d Id I1 I2 I1 I2 IC u A u r R A u u u u u u 由 于 电 路 的 共 模 放 大 倍 数 为 零 ，故 △ u O 仅 由 差 模 输 入 电 压 和 差 模 放 大 倍 数 决 定 。 3.9 电 路 如 图 P3.9 所 示 ， 晶 体 管 的 β =50， ' bb r =100Ω 。 （ 1）计 算 静 态 时 T1 管 和 T2 管 的 集 电 极 电 流 和 集 电 极 电 位 ； （ 2 ） 用 直 流 表 测 得 uO=2V ， uI= ？ 若 uI=10mv， 则 uO=？ 图 P3.9
多级放大电路 解:(1)用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为 R1=R∥R1≈667k92, R .Vec =5V R2+R1 静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位分别为 co=lcoa=lCco≈l Q 2R 1 (2)先求出输出电压变化量,再求解差模放大倍数,最后求出输入电压 如下 CQI cmA Fe =rbb,+(1+B) ≈5.lk A BR 2(Rb +rhe 0≈376mV Ad =Uoo+Auo≈29V 3.10试写出图P3.10所示电路A4和R1的近似表达式。设T1和T2的电流 放大系数分别为B1和B2,b-e间动态电阻分别为 Ibel和rbe R T 解:A4和R1的近似表达式分别为
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 8 - 解 ：（ 1） 用 戴 维 宁 定 理 计 算 出 左 边 电 路 的 等 效 电 阻 和 电 源 为 6.67k , CC 5V c L ' L c L CC ' L V R R R R R ∥R V 静 态 时 T1 管 和 T2 管 的 集 电 极 电 流 和 集 电 极 电 位 分 别 为 15V 3.23V 0.265mA 2 CQ2 CC ' CQ L ' CQ1 CC e EE BEQ CQ1 CQ2 CQ EQ U V U V I R R V U I I I I （ 2）先 求 出 输 出 电 压 变 化 量 ，再 求 解 差 模 放 大 倍 数 ，最 后 求 出 输 入 电 压 ， 如 下 ： △ u O＝ uO－ UC Q 1≈ － 1.23V 37.6mV 32.7 2( ) 5.1k 26mA (1 ) d O I b be ' L d EQ be bb' A u u R r R A I r r 若 uI=10mv， 则 2.9V 0.327V O CQ1 O O d I u U u u A u 3.10 试 写 出 图 P3.10 所 示 电 路 Ad 和 Ri 的 近 似 表 达 式 。设 T1 和 T2 的 电 流 放 大 系 数 分 别 为 β 1 和 β 2， b-e 间 动 态 电 阻 分 别 为 r b e 1 和 r b e 2。 图 P3.10 解 ： Ad 和 Ri 的 近 似 表 达 式 分 别 为
第3章多级放大电路 R B1B2(R2∥-) (1+B1)b R=2[bel +(1+Pi)rbe2] 311电路如图P3.11所示,T1和T2的低频跨导gm均为2mA/V。试求解 差模放大倍数和输入电阻 图P3.11 解:差模放大倍数和输入电阻分别为 Ad=-8mRD=-40 3.12试求出图P3.12所示电路的Ad。设T1与T3的低频跨导gm均为 2mA/V,T2和T4的电流放大系数B均为80 R 20kg2 图P3.12 解:首先求出输出电压和输入电压的变化量,然后求解差模放大倍数 Auo=-(AiD+Aic)RD=-(gm AuGs +BgmAUGS Rp △1=△s+△ulaE=△ls+△ In/=Aas+gm4 uGs/
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 9 - 2[ (1 ) ] (1 ) ) 2 ( i be1 1 be2 be1 1 be2 L 1 2 c d R r r r r R R A ∥ 3.11 电 路 如 图 P3.11 所 示 ， T1 和 T2 的 低 频 跨 导 g m 均 为 2mA/V。 试 求 解 差 模 放 大 倍 数 和 输 入 电 阻 。 图 P3.11 解 ： 差 模 放 大 倍 数 和 输 入 电 阻 分 别 为 Ad＝ － gmRD＝ － 40 Ri＝ ∞ 3.12 试 求 出 图 P3.12 所 示 电 路 的 Ad。 设 T1 与 T3 的 低 频 跨 导 g m 均 为 2mA/V， T2 和 T4 的 电 流 放 大 系 数 β 均 为 80。 图 P3.12 解 ： 首 先 求 出 输 出 电 压 和 输 入 电 压 的 变 化 量 ， 然 后 求 解 差 模 放 大 倍 数 。 I GS BE GS D be GS m GS be O D C D m GS m GS D 2 1 ( ) ( ) u u u u i r u g u r u i i R g u g u R
第3章多级放大电路 Ad (+B)gmRo 若rbe=lk9,则Ad=-540 313电路如图P3.13所示,T1~Ts的电流放大系数分别为B1~Bs,b-e 间动态电阻分别为rbe1~rbes,写出An、R;和R。的表达式 解:A、R:和R的表达式分析如下: Wor B, R2/[rbes +(1+B4)R) A.=Ao2=_B:. //I/bes+(1+BS)R,I) 1+B4)R △Lt (1+B5)R (1+B3)R A R1 Ro=R, R6 +B5 314电路如图3.14所示。已知电压放大倍数为-100,输入电压u1为正 弦波,T2和T3管的饱和压降|Ucgs|=1V。试问 (1)在不失真的情况下,输入电压最大有效值U1max为多少伏? (2)若U1=10mv(有效值),则U=?若此时R3开路,则U。=?若R3 短路,则U。=? 解:(1)最大不失真输出电压有效值为 7.78V 故在不失真的情况下,输入电压最大有效值 U
第 3 章 多 级 放 大 电 路 - 10 - m be m D d 1 (1 ) 2 1 g r g R A ， 若 r b e=1kΩ ， 则 Ad＝ － 540。 3.13 电 路 如 图 P3.13 所 示 ， T1～ T5 的 电 流 放 大 系 数 分 别 为 β 1～ β 5， b-e 间 动 态 电 阻 分 别 为 r b e 1～ r b e 5， 写 出 Au 、 Ri 和 Ro 的 表 达 式 。 图 P3.13 解 : Au 、 Ri 和 Ro 的 表 达 式 分 析 如 下 ： 5 be5 6 o 7 i be1 be2 1 2 3 I O be5 5 7 5 7 I3 O3 3 be4 4 5 4 6 be5 5 7 I2 O2 2 be1 1 2 be4 4 5 I O1 1 1 (1 ) (1 ) (1 ) [ (1 ) ] 2 [ (1 ) ] r R R R R r r A A A u u A r R R u u A r R R r R u u A r R r R u u A u u u u u u u ∥ ∥ ∥ 3.14 电 路 如 图 3.14 所 示 。 已 知 电 压 放 大 倍 数 为 － 100， 输 入 电 压 uI 为 正 弦 波 ， T2 和 T3 管 的 饱 和 压 降 ｜ UCES｜ =1V。 试 问 ： （ 1） 在 不 失 真 的 情 况 下 ， 输 入 电 压 最 大 有 效 值 Ui ma x 为 多 少 伏 ？ （ 2） 若 Ui＝ 10mv(有 效 值 )， 则 Uo＝ ？ 若 此 时 R3 开 路 ， 则 Uo=？ 若 R3 短 路 ， 则 Uo=？ 解 ：（ 1） 最 大 不 失 真 输 出 电 压 有 效 值 为 7.78V 2 CC CES om V U U 故 在 不 失 真 的 情 况 下 ， 输 入 电 压 最 大 有 效 值 Ui ma x