模拟电子书后习题答案第5章

【5-1】填空

1. 为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用 耦 合方式。

2. 为了使放大电路的信号与负载间有良好的匹配，以使输出功率尽可能加大，放大电路应采用 耦合方式。

3. 若两个放大电路的空载放大倍数分别为20和30，则将它们级连成两级放大电路，则其放大倍数为 （a. 600，b. 大于600，c. 小于600）

4. 在三级放大电路中，已知|A u1|=50，|A u2|=80，|A u3|=25，则其总电压放大倍数|A u |= ，折合为 dB 。

5. 在多级放大电路中，后级的输入电阻是前级的 ；而前级的输出电阻则也可视为后级的 。

6．功率放大电路的主要作用是 。

7．甲类、乙类、甲乙类放大电路的是依据晶体管的 大小来区分的，其中甲类放大 ；乙类放大 ；甲乙类放大 。 8．乙类推挽功率放大电路的 较高，这种电路会产生特有的失真现象称 ；为消除之，常采用 。

9．一个输出功率为10W 的扩音机电路，若用乙类推挽功率放大，则应选至少为 W 的功率管 个。

10．理想集成运算放大器的放大倍数A u ＝ ，输入电阻R i ＝ ，输出电阻R o ＝ 。

11．通用型集成运算放大器的输入级大多采用 电路，输出级大多采用 电路。

1. 直接

2. 变压器

3. c 小于600

4. 105，100

5. 负载，后级的信号源，信号源内阻

6. 向负载提供足够大的功率；

7. 导通角，导通角为360°，导通角为180°，大于180°而小于360°； 8. 效率，交越失真，甲乙类工作状态； 9. 2，2。 10. ∞，∞，0

11. 差分放大，互补功率输出

【5-2】电路如图5.12.1所示

1．写出i o u U U

A =及R i ，R o 的表达式，设β1、β2、r be1、r be2及电路中各电阻均为已知。

2．设输入一正弦信号时，输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的Q 点不合适，问第一级产生了什么失真如何消除若原因是第二级Q 点不合适，问第二级产生了什么失真又如何消除 解： 1． o 1c1b2be22e2L 2e2L u i be11e1be22e2L ////[(1)(//)](1)(//)

(1)(1)(//)U R R r R R R R A U r R r R R βββββ-?+++=

=?++++ i b11b12be11e1////[(1)]r R R r R β=++

be2c1b2

o e22

////1r R R r R β+=+

2．输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的Q 点不合适，第一级产生了截止

失真，可以通过减小R b12或增加R b11的方法消除；若原因是第二级Q 点不合适，第二级产生了饱和失真。可以通过增加R b2的方法消除。

【5-3】 某差分放大电路如图5.12.2所示，设对管的β=50，r bb ′=300Ω,U BE =，R W 的影响可以忽略不计，试估算：

1．VT 1，VT 2的静态工作点。 2．差模电压放大倍数A ud 。 3．仿真验证上述结果。

-

++++

-

i u o u CC

+V VT 1

VT 2

b12

R b11

R c1R e1

R 1

C 3

C e

C +e1

R +2C b2

R e2

R L

R

V EE (-12V)

图5.12.1 题5-2电路图 图 题5-3电路图

解：

1．静态工作点计算，令I1I20U U == EE BE

B1B2b e

10.9μA 2(1)V U I I R R -==

=++β

C1C2B10.54mA I I I ===β

CE1CE 2CC EE C C e ()(2)7.70V U U V V I R R ==+-+≈ 2．be bb'E

26mV

(1) 2.69k r r I =++?

≈Ωβ o C

ud I1I2b be

22.0U R A U U R r =

=-≈--+β

【5-4】在图5.12.3所示的差分放大电路中，已知两个对称晶体管的β=50，r be =Ω。

1．画出共模、差模半边电路的交流通路。 2．求差模电压放大倍数ud A 。

3．求单端输出和双端输出时的共模抑制比K CMR 。 解：

1. 在共模交流通路中，电阻R 开路，故其半边电路的射极仅接有电阻R e ；在差模交流通路中，电阻R 的中点电压不变，相当于地，故其半边电路的发射极电阻为R e 和R/2的并联。

+

-

1

图3-5 （a ）共模 （b ）差模 2．od C

ud I1I2

be e 3.5(1)()

2

U R A R U U r R ββ=

=-=--++P

3．双端输出条件下：

ud 3.5A =-，uc 0A = ，CMR K =∞

单端输出条件下： ud 1.75A =-， OC C

uc IC be e

0.4(1)U R A U r R ββ==-=-++ ud

CMR uc

|

| 4.2A K A == 【5-5】分析图5.12.4中的电路，在三种可能的答案（a ：增大；b ：减小；c ：不变）中选择正确者填空，设元件参数改变所引起的工作点改变不致于造成放大管处于截止或饱和状态。

1．若电阻R e 增大，则差模电压放大倍数 ，共模电压放大倍数 。

2．若电阻R 增大，则差模电压放大倍数 ；共模电压放大倍数 。

3．若两个R C 增大同样的数量，则差模电压放大倍数 ；共模电压放大倍数 。

V EE

EE

图5.12.3题5-4电路图 图题5-5电路图

解：

提示：e R 增加，导致E I 减少，be r 增加，故O O C

ud Id I b be

12U U R A U U R r =

==?+β减少，切记不要简单的从ud A 的表达式中无e R 确定e R 增加ud A 不变。

1. b ，b ；

2. c ，a ；

3. a ，a 。

【5-6】 在图5.12.5所示的放大电路中，各晶体管的β均为50，U BE =，r be1=r be2=3kΩ，r be4=r be5=Ω，静态时电位器R W 的滑动端调至中点，测得输出电压U o =+3V ，试计算：

1．各级静态工作点：I C1、U C1、I C2、U C2、I C4、U C4、I C5、U C5（其中电压均为对地值）以及R e 的阻值。

2．总的电压放大倍数o

u I1

u A u =

（设共模抑制比极大）。

(+6V)

(-6V)

图5.12.5题5-6电路图

解：

1．静态工作点计算： e3Z BE3

E3e3

e3

1mA R U U U I R R -=

=

=

E3

C1C20.5mA 2

I I I === CC C4

C4C5C4

1mA V U I I R -==

=

C5

B4B5I I I ==

β

=20 μA

RC1RC2C1B4()I I I I ==+= mA C1C2CC RC1C1U U V I R ==-≈ V

因为 C1BE4EE

E4e

()2U U V I R -+=

所以, C1BE4EE

e E4

()2U U V R I -+=

≈ k Ω

2. 在不考虑共模输出的条件下，第一级差分电路单端输入，双端输出。定义

O1U 的参考方向1C 端为 + 。

O1C1be41W O2

b be1()

(1)2

u U R r A R U R r =

=-

+++?

ββ∥＝ － 第二级为双端输入，单端输出

O C4

2O1be4

12u U R A U r =

=?β＝ 12u u u A A A =?＝ －

【5-7】在图5.12.6功放电路中，已知V CC =12V ，R L =8Ω。u i 为正弦电压，求： 1．在U CES =0的情况下，负载上可能得到的最大输出功率； 2．每个管子的管耗P CM 至少应为多少

3．每个管子的耐压(BR)CEO U 至少应为多少 解：

1. P Omax =V CC 2/2R L =9W ；

2. P CM ≥=，| U ＜BR ＞CEO |≥2V CC =24V 。

【5-8】电路如图5.12.7所示，已知VT 1，VT 2的饱和压降为2V ，A 为理想运算放大器且输出电压幅度足够大，且能提供足够的驱动电流。u i 为正弦输入电压。 1．计算负载上所能得到的最大不失真功率； 2．求输出最大时输入电压幅度值U im ；

3．说明二极管VD 1，VD 2在电路中的作用。

CC

L u o

u o Ω

图5.12.6 题5-7电路图 图 题5-8电路图

解：

1. U om =[V CC -U CE （sat ）]R L /（R e +R L ）=

P omax =2om

L

2U R ≈；

2. A u ≈- R F /R 1= -12，

故U im =U om /| A u |=；

3. 为T 1、T 2提供一定的静态偏置电压，以克服输出信号的交越失真。

【5-9】单电源乙类互补OTL 电路如图5.12.8所示，已知V CC =12V ，R L =8Ω，U i 为正弦电压。 1. 求U CES =0的情况下，电路的负载上可能得到的最大输出功率P om 是多少

2. 如何选择图中晶体管

3. 在负载电阻不变的情况下，如果要求P om =9W ，试问V CC 至少应该多大

i U o

U

图5.12.8 例5-9电路图

[解]

1. 求最大输出功率P om 、效率η和管耗P T 最大输出功率P om

为:

CC

CES

2om L 1 2.25W V U P R -==

2. 晶体管必须满足的条件

最大集电极电流

L CC CM 12

0.75A 216

V I R ≥

== 反向击穿电压

BR(CBO)CC 12V U V ≥=

最大管耗

TM om 0.20.45W P P ≥=

3. 由2

CC om L

8V P R ≈，可求得CC 24V V ≥==

【5-10】OTL 互补对称式功率放大电路如图5.12.9所示，试分析与计算 1. 该电路VT 1、VT 2管的工作方式为哪种类型

2. 静态时VT 1管射极电位U E 是多少负载电流I L 是多少

3. 电位器R W 的作用

4. 若电容C 足够大，V CC =15V ，晶体管饱和压降U CES =1V ，R L =8Ω，则负载R L 上得到的最大不失真输出功率P om 为多大

o

L

1

i

U

图5.12.9 例5-10电路图

[解]

1. 功率放大电路按其晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类和丁类。该电路中在输入信号周期内，管子导通时间大于半个周期而小于整个周期，属于甲乙类工作方式。

2. 二级管VD 1、VD 2产生的压降为VT 1、VT 2管提供一个适当的静态偏压，使VT 1、VT 2

管处于微导通状态。由于电路对称，静态时没有输出电压。动态时，由于电路工作在甲乙类，即使输入信号很小（VD 1、VD 2的交流电阻也小），基本上可以线性地进行放大，有效地消除了交越失真。

3. 静态时，VT 1管射极电位E CC 2U V =。由于电容C 的隔直作用，负载R

L 上没有电流，即I L =0。

4. 调解电位器R W ，使VT 1、VT 2管基极间有一个合适的电流I D 和压降U B1B2，电流I D 通常远大于I B1、I B2，而压降U B1B2确保VT 1和VT 2管在静态时处于微导通状态。另外调节电位器R W 可以使电容C 2两端的电压为CC 2V 。

5. 电路的最大不失真输出功率P om 为

CC

CES

2om L 1V U P R -=

代入所有参数，得om 2.64W P =。