习题解答浙大版集成电路课后答案

第一章 放大电路的动态和频响分析题3.1.1 对于放大电路的性能指标，回答下列问题：(1) 已知某放大电路第一级的电压增益为40dB ，第二级的电压增益为20dB ，总的电压增益为多少dB ？(2) 某放大电路在负载开路时输出电压为4V ，接入3 k Ω的负载电阻后输出电压降为3V ，则该放大电路的输出电阻为多少？(3) 为了测量某CE 放大电路的输出电压，是否可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻？解：(1) 60 dB ；(2) 1 k Ω；(3) 不可以。

题3.1.2 一学生用交流电压表测得某放大电路的开路输出电压为4.8V ，接上24 k Ω的负载电阻后测出的电压值为4V 。

已知电压表的内阻为120 k Ω。

求该放大电路的输出电阻R o 和实际的开路输出电压V oo 。

解：由题意列方程组： 420208.4120120=+⋅=+⋅o DD o BB R V R V解得：V 5k 5=Ω=OO o V R ，题3.1.3 在图题3.1.3所示CS 放大电路中，已知静态工作点为V GSQ ＝-0.5V ，I DQ ＝2mA ，V DSQ＝5V ，R s ＝3k Ω。

设电压放大倍数为vA ＝-20，发生截止失真时输出电压的正向幅值为5V ，发生饱和失真时输出电压的负向幅值为3V 。

(1) 当输入信号为v i =0.1sin ωt (V)时，画出g 、d 点的电压波形v G 、v D ，并标出峰、谷电压的大小；(2) 当输入信号为v i =0.3sin ωt (V)时，画出g 、d 点的电压波形v G 、v D ，并标出峰、谷电压的大小。

图题3.1.3解：(1) 当v i =0.1sin ωt (V)时，栅极的静态电压为：V 5.5325.0=⨯+-=+=s DQ GSQ GQ R I V V栅极的瞬态电压为：(V)t 0.1sin 5.5ω+=+=i GQ G v V v漏极的瞬态电压为：(V) sin 211sin 1.0)20(325t t v A R I V v V v V v iv s DQ DSQ o DQ d DQ D ω-=ω⨯-+⨯+=++=+=+=因此，v G 、v D 电压波形如图3.1.3（a ）所示。

（b ） v i =0.3sin ωt (V)时图3.1.3(2) 当v i =0.3sin ωt (V)时，(V)t 0.3sin 5.5ω+=+=i GQ G v V v(V) sin 611sin 3.02011t t v V v o DQ D ω-=ω⨯-=+=可见，此时输出电压已经产生了截止失真和饱和失真，其电压波形如图 3.1.3（b ）所示。

题3.1.4 一组同学做基本CE 放大电路实验，出现了五种不同的接线方式，如图题3.1.4所示。

若从正确合理、方便实用的角度去考虑，哪一种最为可取？（a ） v i =0.1sin ωt (V)时图题3.1.4解：图(d)最合理。

基极电阻R b由电位器与电阻串联组成，不仅可以调节阻值，从而调节放大电路的静态工作点，而且不会使阻值为0，免得使三极管电流过大而烧毁。

同时图中的耦合电容极性也正确。

题3.1.5试分析图题 3.1.5所示各个电路的静态和动态测试对正弦交流信号有无放大作用，如有正常的放大作用，判断是同相放大还是反相放大。

图题3.1.5解：(a) 没有放大作用。

因为输入端在交流通路中接地，信号加不进去；(b) 有放大作用，属于CC组态，因此为同相放大电路；(c) 没有放大作用，因为输出端交流接地；(d) 有放大作用，属于CB组态，因此为同相放大电路。

题3.1.6有一CE放大电路如图题3.1.6（a）所示。

试回答下列问题：(1) 写出该电路电压放大倍数vA 、输入电阻R i 和输出电阻R o 的表达式。

(2) 若换用β值较小的三极管，则静态工作点I BQ 、V CEQ 将如何变化？电压放大倍数|vA |、输入电阻R i 和输出电阻R o 将如何变化？(3) 若将静态工作点调整到交流负载线的中央，在输入电压增大的过程中，输出端出现如图题3.1.6（b ）所示的失真波形，问该失真是由于什么原因引起的？是饱和失真还是截止失真？(4) 若该电路在调试中输出电压波形顶部出现了“缩顶”失真，问电路产生的是饱和失真还是截止失真？应调整电路中哪个电阻，如何调整（增大或减小）？(5) 若该电路在室温下工作正常，但将它放入60℃的恒温箱中，发现输出波形失真，且幅度增大，这时电路产生了饱和失真还是截止失真？其主要原因是什么？图题3.1.6解：(1) be L c v r R R A )//(β-= , R i =R b ∥r be , R o =R C (2) 若换用β值较小的晶体管，则I BQ 基本不变，V CEQ 增大，|vA |减小，R i 基本不变，R o 不变。

(3) 由三极管的非线性特性引起的失真，不是饱和失真，也不是截止失真。

(4) 截止失真，应减小R b 。

(5) 饱和失真，主要原因是由于温度升高，晶体管的V BE ↓、β↑、I CEQ ↑,使三极管的静态工作点升高。

题3.1.7 双极型晶体管组成的基本放大电路如图题 3.1.7(a)、(b)、(c)所示。

设各BJT 的r bb'＝200Ω，β＝50，V BE ＝0.7V 。

(1) 计算各电路的静态工作点；(2) 画出各电路的微变等效电路，指出它们的放大组态；(3) 求电压放大倍数vA 、输入电阻R i 和输出电阻R o 。

(4) 当逐步加大输入信号时，各放大电路将首先出现哪一种失真（截止失真或饱和失真），其最大不失真输出电压幅度为多少？图题3.1.7解：图(a)电路：(1) 求静态工作点A 7335117.012)1(7.012μ≈⨯+-=β++-=e s BQ R R ImA 65.3=β=BQ CQ I I[]V 65.5)23(24-=+--=CQ CEQ I V(2) CE 组态，微变等效电路为：(3) 动态指标计算Ω=+=β++=k 56.0073.026200)1('EQ Tbb be I V r r17956.0250-=⨯-=β-=be cv r R A64)179(56.0156.0-=-+=+=v i s i vs A R R R AR i =r be =0.56 k ΩR o =R c =2 k Ω(4) 当截止失真时，V om1=I CQ ·R c =7.3 V当饱和失真时，V om2=｜V CEQ ｜－｜V CES ｜=5.65-0.7≈5.0 V所以，首先出现饱和失真。

V om =5.0V图(b)电路：(1) 求静态工作点A 181515.47.07.1)1(//7.01521211μ=⨯+-=β++-+⨯=e b b b b b BQ R R R R R R I I CQ =βI BQ =0.9 mAV CEQ =15-(R c +R e )I CQ =9.5 V(2) CB 组态，微变等效电路为：(3) 动态指标计算Ω=+=β++=k 64.1018.026200)1('EQ T bb be I V r r 7.7764.1)1.5//1.5(50)//(=⨯=-β-==beb Lc b i o v r I R R I V V A Ω==β+== 315164.1//11//be e ii i r R I V R R o ≈R c =5.1 k Ω(4) 当截止失真时，V om1=I CQ ·R L ′=0.9×(5.1∥5.1)=2.3 V当饱和失真时，V om2=V CEQ -V CES =9.5-0.7=8.8 V所以，首先出现截止失真，V om =2.3 V图(c)电路：(1) 求静态工作点A 5.403512007.015)1(7.015μ=⨯+-=β++-=e b BQ R R I I CQ =βI BQ =2 mAV CEQ =1.5-I CQ ·R e =15-2×3=9 V(2) CC 组态，微变等效电路为：(3) 动态指标计算Ω=+=β++=k 85.004.026200)1('EQ T bb be I V r r 99.05.15185.05.151)//()1()//()1(=⨯+⨯=β++β+==Lc b be b L c b i o v R R I r I R R I V V A [][]Ω=⨯+=β++==k 8.555.15185.0//200)//)(1(//L e be b ii i R R r R I V R Ω=+=β++==∞== 5451200//285.0//31////0''b s be e R V o oo R R r R IV R L s 96.099.08.5528.55=⨯+=+=v i s i vs A R R R A (4) 当截止失真时，V om1=I CQ ·R L ′=2×1.5=3 V当饱和失真时，V om2=V CEQ -V CES =9-0.7=8.3 V所以，首先出现截止失真，V om =3 V题3.1.8 在图题3.1.8所示的放大电路中，三极管的β＝40，r be ＝0.8k Ω，V BE ＝0.7V ，各电容都足够大。

试计算：(1) 电路的静态工作点；(2) 求电路的中频源电压放大倍数so vs V V A =； (3) 求电路的最大不失真输出电压幅值。

图题3.1.8解：(1) 求电路的静态工作点：V 0.4121392020211'=⨯++=++=CC d b b b B V R R R R V Ω==+=k 3.1340//20)//(21'd b b b R R R RμA 6.342413.137.00.4))(1(21''=⨯+-=+β++-=e e b BEB BQ R R R V V I mA 4.10346.040=⨯=β=BQ CQ I IV 4.6)22(4.112)(21=+⨯-=++-=e e c CQ CC CEQ R R R I V V(2) 微变等效电路为：4.42.0418.0140)1()//()1()//(11-=⨯+⨯-=β++β-=β++β-==e be L c e b be b L c b i o v R r R R R I r I R R I V V A Ω=⨯+=β++=k 4.5)2.0418.0//(39//20])1(//[//121e be b b i R r R R R0.44.55.04.54.4-=+⨯-=+=i s i v vs R R R A A (3) 考虑截止失真时，V 4.114.1'1=⨯=⋅=L CQ om R I V考虑饱和失真时，V 8.412.01)7.04.6()('1'2=+-=+-=L e LCES CEQ om R R R V V V 所以，首先出现截止失真，最大不失真输出电压为：4.1=om V V 。