第五章放大电路的频率响应 题 5.1在图P5.1所示电路中,已知晶体管的r、C.、C:,R1≈rhe 填空:除要求填写表达式的之外,其余各空填入①增大、②基本不变、 ③减小。 R R 图P5.1 (1)在空载情况下,下限频率的表达式几 。当R3减小时 几将:当带上负载电阻后,f将 (2)在空载情况下,若b-e间等效电容为C 则上限频率的表达 式f 当Rs为零时,f将 当Rb减小时,gm将 Cx将 f将_。 解:(1)x(R+R∥A)C1·①:0 (2) 2r[ve∥(rb+Rb∥R3)Cr 第五章题解
第五章题解－1 第五章 放大电路的频率响应 习 题 5.1 在图 P5.1 所示电路 中， 已 知晶 体 管的 ' bb r 、 C μ 、 C π ，Ri≈ rb e。 填空：除 要 求填 写 表达 式 的之 外 ，其 余 各 空填 入 ①增 大 、② 基 本不 变、 ③减小。 图 P5.1 （1）在 空载 情 况下 ， 下限 频 率的 表 达式 fL＝ 。当 Rs 减小 时， fL 将 ；当带上负载电阻后，fL 将 。 （2）在空 载 情况 下， 若 b-e 间 等效 电 容为 ' C ， 则上限 频 率的 表 达 式 fH ＝ ；当 Rs 为 零 时，f H 将 ；当 Rb 减 小时 ，g m 将 ， ' C 将 ， fH 将 。 解 :（1） s b be 1 2π ( ) 1 R + R ∥r C 。①；①。 （2） ' b'e bb' b s 2 [ ( )] 1 R R C r ∥ r + ∥ ；①；①，①，③
52已知某电路的波特图如图P.2所示,试写出An的表达式。 201gla, /dB 0 010°10410210310410310°fHz 180 1010101071010°107Hz -225 270° 图P52 解:设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。 32或A 53已知某共射放大电路的波特图如图P53所示,试写出A的表达式 201gla, s /dB -20dB/十倍频 20dB/十倍频 140dB/十倍频 01010°101021031041010°fHz 图P 第五章题解-2
第五章题解－2 5.2 已知某电路的波特图如图 P5.2 所 示， 试 写出 Au 的 表达 式 。 图 P5.2 解 : 设电路为基本共射 放 大电 路 或基 本 共 源放 大 电路 。 ) 10 )(1 j 10 (1 j 3.2j ) 10 )(1 j j 10 (1 32 5 5 f f f A f f Au u + + − + + − 或 5.3 已知某 共射 放 大电 路 的波 特 图如 图 P 5.3 所示 ， 试写 出 Au 的表 达 式。 图 P5.3
解:观察波特图可知,中频电压增益为40dB,即中频放大倍数为-100 下限截止频率为1Hz和10Hz,上限截止频率为250kHz。故电路A,的表达式 100 A 10 (1+÷(1+)(1+j 2.5×105 或A1 +10f (1+i1+j1 5.4已知某电路的幅频特性如图P5.4所示,试问: (1)该电路的耦合方式 201glA, /dB (2)该电路由几级放大电路组成; (3)当∫=104Hz时,附加相移为 多少?当∫=105时,附加相移又约为多 解:(1)因为下限截止频率为0 所以电路为直接耦合电路 0104102103104103fHz (2)因为在高频段幅频特性为 60dB/十倍频,所以电路为三级放大电路 (3)当f∫=104Hz时,中=-135°;当∫=105Hz时,中≈-270°。 5.5若某电路的幅频特性如图P54所示,试写出A的表达式,并近似估 算该电路的上限频率∫H 解:A的表达式和上限频率分别为 ≈5.2kHz 11√3 第五章题解一3
第五章题解－3 解 ：观察波 特 图 可知 ，中 频电 压 增益 为 40d B，即中 频 放大 倍 数为 －1 00； 下限 截 止频 率为 1Hz 和 1 0H z， 上 限截 止 频率 为 25 0kH z。故 电 路 Au 的表 达式 为 ) 2.5 10 )(1 j 10 (1 j )(1 j 10 ) 2.5 10 )(1 j j 10 )(1 j 1 (1 100 5 2 5 + + + + = + + + − = f f f f A f f f A u u 或 5.4 已知某电路的幅频特性如图 P 5.4 所示 ， 试问 ： （1）该电路的耦合 方 式； （2）该 电路 由 几级 放 大电 路 组成 ； （3）当 f ＝104 Hz 时 ，附 加 相移 为 多少 ？ 当 f ＝ 105 时 ，附 加 相移 又 约为 多 少？ 解 :（1） 因 为下 限 截 止 频 率为 0， 所以电路为直接耦合电路； （2）因为在高频 段幅 频 特性 为 图 P5.4 －60dB/十倍频， 所 以电 路 为三 级 放大 电 路； （3）当 f ＝104 H z 时 ， φ'＝ －1 35o ； 当 f ＝1 05H z 时， φ' ≈－ 270 o 。 5.5 若 某电 路 的幅 频 特性 如图 P 5.4 所 示， 试 写出 Au 的 表达 式 ，并 近 似估 算该电路的上限频率 f H。 解 ： Au 的表达式和上限频率分别为 5.2kHz 1.1 3 ) 10 (1 j 10 ' H H 3 4 3 + = f f f Au
56已知某电路电压放大倍数 (1+j,。)1+j 试求解 (1)Aa=?f=?f=? (2)画出波特图。 解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出A、f、f Au (1+j。)1+ 100 fL =10Hz fH=10Hz (2)波特图如解图P5.6所示。 20 l/dBA 20dB/十倍频 20dB/十倍频 1010210310410310°f/Hz Hz -225 解图P5.6 第五章题解-4
第五章题解－4 5.6 已知某电路电压放大倍数 ) 10 )(1 j 10 (1 j 10j 5 f f f Au + + − = 试求解： （1） Aum ＝？fL＝？fH ＝? （2）画出波特图。 解 ：（1）变换电压放大倍数的表达式，求出 Aum 、fL 、fH 。 10 Hz 10Hz 100 ) 10 )(1 j 10 (1 j 10 100 j 5 H L m 5 = = = − + + − = f f A f f f A u u （2）波特图如解 图 P5. 6 所示。 解 图 P5.6
5.7已知两级共射放大电路的电压放大倍数 A 200·f t j 5×105 (1)A fL=? H (2)画出波特图。 解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出Am、f、和 A fL =5H f1≈104H (2)波特图如解图P5.7所示 201g A/dB 20dB/十倍频 20dB/十倍频 40dB/十倍频 10101010 -135 解图 第五章题解-5
第五章题解－5 5.7 已知两级共射放大电路的电压放大倍数 2.5 10 1 j 10 1 j 5 1 j 200 j 4 5 + + + = f f f f Au （1） Au m ＝？fL＝？fH ＝? （2）画出波特图。 解 ：（1）变换电压放大倍数的表达式，求出 Au m 、fL 、fH 。 10 Hz 5Hz 10 ) 2.5 10 )(1 j 10 )(1 j 5 (1 j 5 10 j 4 H L 3 m 4 5 3 = = + + + = f f A f f f f A u u （2）波特图如解 图 P5. 7 所示。 解 图 P5.7
58电路如图P.8所示。已知:晶体管的β、b、C均相等,所有电容 的容量均相等,静态时所有电路中晶体管的发射极电流lεQ均相等。定性分析 各电路,将结论填入空内。 Rb kel 100k9 500k9 T T I kQ t 5ks R「uo1kua c (a) (b) R,n 5kQ2 Rh 5k92 100kg 500kg T R I kQ I ks (c) (d) 图P58 (1)低频特性最差即下限频率最高的电路是 (2)低频特性最好即下限频率最低的电路是」 (3)高频特性最差即上限频率最低的电路是 解:(1)(a) (2)(c) 59在图P58(a)所示电路中,若B=100,rb=1k9,C1=C2=C 100uF,则下限频率f≈? 解:由于所有电容容量相同,而Cε所在回路等效电阻最小,所以下限频 率决定于C所在回路的时间常数。 R=R∥5s+R∥R2≈ts+Rs200 B 1+B f L ≈80Hz 第五章题解-6
第五章题解－6 5.8 电路如 图 P5. 8 所 示 。已 知 ：晶 体 管的、 ' bb r 、C μ 均 相等 ，所有 电 容 的容 量 均相 等 ，静态 时 所有 电 路中 晶 体管 的 发射 极 电 流 IE Q 均 相 等 。定 性 分析 各电路，将结论填入空内。 图 P5.8 （1）低频特性最差 即 下限 频 率最 高 的电 路 是 ; （2）低频特性最好 即 下限 频 率最 低 的电 路 是 ; （3）高频特性最差 即 上限 频 率最 低 的电 路 是 ; 解 ：（1）（a） （2）（c） （3）（c） 5.9 在图 P5.8（a）所 示 电路 中 ， 若 ＝1 00，rb e＝1kΩ ，C1 ＝ C2＝ Ce ＝100μF，则下限 频 率 fL ≈? 解 ：由于所 有 电容 容 量相 同 ，而 Ce 所 在回 路 等效 电 阻最 小 ，所以 下 限频 率决定于 Ce 所在 回 路的 时 间常 数 。 80Hz 2π 1 20 1 1 e L be s b be s e + + + + = RC f r R R r R R R ∥ ∥
5.10在图P58(b)所示电路中,若要求C1与C2所在回路的时间常数相 等,且已知mc=lkg,则C1:C2=?若C1与C2所在回路的时间常数均为25ms, 则C1.C2各为多少?下限频率f≈? 解:(1)求解C1:C2 因为 CI(Rs+Ri=C?(Rc+RL) 将电阻值代入上式,求出 (2)求解C1、C2的容量和下限频率 CI Rs+R MI l25μF C 2.5μF +R1 fLI= La ≈6.4Hz f≈1.1√2f1≈10Hz 5.11在图P58(a)所示电路中,若Cε突然开路,则中频电压放大倍数 Am、和丘各产生什么变化(是增大、减小、还是基本不变)?为什么? 解:|Am将减小,因为在同样幅值的0作用下,|将减小,[随之 减小,引必然减小 几减小,因为少了一个影响低频特性的电容 f增大。因为Cx会因电压放大倍数数值的减小而大大减小,所以虽然Cx 所在回落的等效电阻有所增大,但时间常数仍会减小很多,故和增大。 5.12在图P58(a)所示电路中,若C1>Ce,C2>Ce,B=100,rbe lk,欲使∫=60Hz,则Cε应选多少微法? 解:下限频率决定于C所在回路的时间常数,f1≈ R为C:所在 回路的等效电阻。 R和Ce的值分别为: R B∥+R∥ Rb。+R ≈2002 B 第五章题解一7
第五章题解－7 5.10 在图 P5.8（b） 所示 电 路中, 若 要求 C1 与 C2 所 在 回路 的 时间 常 数相 等,且已知 rb e= 1kΩ ，则 C1 : C2 ＝? 若 C1 与 C2 所 在 回路 的 时 间常 数 均为 25m s， 则 C1 、 C2 各为多 少 ？下 限 频率 fL≈ ? 解 ：（1）求解 C1 :C2 因为 C1（Rs＋Ri）＝C2（Rc＋RL ） 将电阻值代入上式，求出 C1 : C2＝5 : 1。 （2）求解 C1 、 C2 的 容量 和 下限 频 率 1.1 2 10Hz 6.4Hz 2π 1 2.5μ F 12.5μF L L1 L1 L2 c L 2 s i 1 = = + = + = f f f f R R C R R C 5.11 在图 P5. 8（ a）所 示 电路 中 ，若 Ce 突然 开 路，则 中频 电 压放 大 倍数 Ausm 、fH 和 fL 各产生什么 变 化（ 是 增 大、 减 小、 还 是基 本 不变 ） ？为 什 么？ 解： Ausm 将减小，因为在同样幅值的 Ui 作用下， b I 将减小， c I 随之 减小， Uo 必然减小。 fL 减小，因为少了一个影响低频特性的电容。 fH 增大。因 为 ' Cπ 会因 电 压放 大 倍数 数 值的 减 小而 大 大减 小，所 以虽 然 ' Cπ 所在回落的等效电阻有所增大，但时间常数仍会减小很多，故 fH 增大。 5.12 在图 P5.8（ a） 所 示电 路 中， 若 C1＞ Ce， C2 ＞Ce， ＝10 0， rb e＝ 1kΩ，欲使 fL ＝60Hz，则 Ce 应 选 多少 微 法？ 解 ：下限频 率 决定 于 Ce 所 在回 路 的时 间 常 数， e L 2π 1 RC f 。R 为 Ce 所在 回路的等效电阻。 R 和 Ce 的值分别为 ： + + + + = 20 1 1 be s b be s e r R R r R R R ∥ ∥
133uF 2t RfL 513在图P58(d)所示电路中,已知晶体管的rb=1009,rbe=1k9 静态电流lQ=2mA,Cx=800pF;Rs=2kΩ,Rb=500k9,Rc=3.3k9,C=10 F 试分别求出电路的f1、几,并画出波特图。 解:(1)求解f fL ≈5.3Hz 2(R+R1)(R3+e) (2)求解f和中频电压放大倍数 0.9k9 2x[rbe∥(b+Rb∥R3)C2x[rbe∥(rb+R,)C R i 8mR) (gmR R3+R1 R 20图g/m=37 其波特图参考解图P5.6。 5.14电路如图P5.14所示,已知C SpF,gm= 5mS 试求f、f各约为多少,并写出An的表达式 10 R 1/ 第五章题解-8
第五章题解－8 133 2π 1 L e Rf C μF 5.13 在图 P5.8（ d）所示 电 路中 ，已 知 晶体 管 的 ' bb r ＝100Ω ，rb e＝1 kΩ ， 静态 电 流 IE Q ＝2m A， ' C ＝8 00pF ；Rs＝ 2kΩ，Rb ＝50 0 kΩ，R C＝ 3.3 kΩ，C=1 0 μF。 试分别求出电路的 f H、fL ， 并 画出 波 特图 。 解 ：（1）求解 fL 5.3Hz 2π ( ) 1 2π ( ) 1 s i s be L + + = R R R r f （2）求解 fH 和中频 电 压放 大 倍数 20 lg 37.6dB ( ) ( ) 76 77mA / V 316kHz 2π [ ( )] 1 2π [ ( )] 1 0.9k s m ' m L s b e ' b 'e m L b e b 'e s i i s m T E Q m ' b 'e b 'b s π ' b 'e b 'b b s π H b 'e b e b 'b − − + − + = + + = = − = u u A g R R r r g R r r R R R A U I g r r R R C r r R C f r r r ∥ ∥ ∥ 其波特图参考解 图 P5.6。 5.14 电路 如 图 P5.1 4 所 示，已 知 Cgs＝ Cgd ＝5pF，g m＝ 5mS，C1 ＝ C2＝ CS ＝10μF。 试求 fH、fL 各约为多 少， 并 写 出 Aus 的 表 达式 。 图 P5.14
解:f、f、An的表达式分析如下: R 代+(-gnR)≈-8mR1≈-124 fi=r RSC ≈16Hz Ces =Ces +(1+gm ru)Ced s 72pF fH ≈1.IMHz 2(R∥R2)Cg RC 124(j 16 (1+161+1×10 5.15在图547(a)所示电路中,已知Rg=2MQ,Rd=R1=10k9,C 10μF;场效应管的Cgs=Cgd=4pF,gm=4mS。试画出电路的波特图,并标 出有关数据 解 lm=-gmR1=-20,20g-|≈26dB Ces+(1+gmRuCed =88pF f ≈0.796HL 2(R4+R1)C fH 2Rc≈904Hz 其波特图参考解图P5.6。 第五章题解一9
第五章题解－9 解 ： fH、fL、 Aus 的表达式分析 如 下： ) 1.1 10 )(1 j 16 (1 j ) 16 12.4 (j 1.1MHz 2π 1 2π( ) 1 (1 ) 72pF 16Hz 2π 1 ( ) 12.4 6 s ' s gs ' s g gs H gd ' gs m L ' gs s s L ' m L ' m L s i i s m + + − = = + + − − − + = f f f A R R C R C f C C g R C R C f g R g R R R R A u u ∥ 5.15 在图 5.4.7（ a）所 示电 路 中，已知 R g＝2 MΩ，Rd ＝RL＝ 10kΩ，C ＝ 10μF；场 效 应管 的 Cgs＝ Cgd ＝4p F，g m＝ 4 mS。试画 出 电路 的 波特 图 ，并标 出有关数据。 解 ： 904Hz 2π 1 0.796Hz 2π( ) 1 (1 ) 88pF 20, 20lg 26dB ' g gs H d L L gd ' gs m L ' gs m ' m m L = + = + + = = − = − R C f R R C f C C g R C Au g R Au 其波特图参考解 图 P5.6
5.16已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为 A,= (1)写出该放大电路的表达式 (2)求出该电路的f和f各约为多少 (3)画出该电路的波特图 解:(1)电压放大电路的表达式 +14X1+130X+10 (2)f和f分别为 f1≈50Hz f11210s,f1≈643kHz (3)根据电压放大倍数的表达式可知,中频电压放大倍数为104,增益 为80dB。波特图如解图P5.16所示 20 gla l/dBA 40dB/十倍频 20dB/十倍频 40dB/十倍频 |1010101010m/Hz 0 解图P5.16 第五章题解-10
第五章题解－10 5.16 已知一个两级放 大电 路 各级 电 压放 大 倍数 分 别为 + + − = = + + − = = 5 2 o 2 5 o1 1 10 1 j 50 1 j 2j 10 1 j 4 1 j 25j f f f U U A f f f U U A i u i u （1）写出该放大电 路 的表 达 式； （2）求出该电路 的 fL 和 fH 各约 为 多少 ； （3）画出该电路的 波 特图 。 解 ：（1）电压放大电路的表达式 2 5 2 1 2 ) 10 )(1 j 50 )(1 j 4 (1 j 50 f f f f Au Au Au + + + − = = （2）fL 和 fH 分别为： 64.3kHz 1.1 210 1 1 50Hz 5 H H L f f f ， （3） 根 据电 压 放 大 倍数 的 表 达 式可 知 ， 中频 电 压 放 大倍 数 为 104 ， 增益 为 80dB。波特图 如 解图 P5.1 6 所示。 解 图 P5.16