模擬電路：第05章 放大電路的頻率響應(yīng)題解

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1、第五章 放大電路的頻率響應(yīng) 自 測 題 一、選擇正確答案填入空內(nèi)。 （1）測試放大電路輸出電壓幅值與相位的變化，可以得到它的頻率響應(yīng)，條件是 。 A.輸入電壓幅值不變，改變頻率 B.輸入電壓頻率不變，改變幅值 C.輸入電壓的幅值與頻率同時變化 （2）放大電路在高頻信號作用時放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是 ，而低頻信號作用時放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是 。 A.耦合電容和旁路電容的存在 B.半導(dǎo)體管極間電容和分布電容的存在。

2、 C.半導(dǎo)體管的非線性特性 D.放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適 （3）當(dāng)信號頻率等于放大電路的fL 或fH時，放大倍數(shù)的值約下降到中頻時的 。 A.0.5倍 B.0.7倍 C.0.9倍 即增益下降 。 A.3dB B.4dB C.5dB （4）對于單管共射放大電路，當(dāng)f ＝ fL時，與相位關(guān)系是 。 A.＋45? B.－90? C.－135? 當(dāng)f ＝ fH時，

3、與的相位關(guān)系是 。 A.－45? B.－135? C.－225? 解：（1）A （2）B，A （3）B A （4）C C 二、電路如圖T5.2所示。已知：VCC＝12V；晶體管的Cμ＝4pF，fT = 50MHz，＝100Ω, b0＝80。試求解： （1）中頻電壓放大倍數(shù)； （2）； （3）fH和fL； （4）畫出波特圖。 圖T5.2 解：（1）靜態(tài)及動態(tài)的分析估算：

4、 （2）估算： （3）求解上限、下限截止頻率： （4）在中頻段的增益為 頻率特性曲線如解圖T5.2所示。 解圖T5.2 三、 已知某放大電路的波特圖如圖T5.3所示，填空： （1）電路的中頻電壓增益20lg||＝ dB，＝ 。 （2）電路的下限頻率fL≈ Hz，上限頻率fH≈ kHz. （3）電

5、路的電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式＝ 。 圖T5.3 解：（1）20 lg|Am| = 60 dB, |Am| = 103 （2）fL = 10Hz, fH = 10KHz （3）全頻段電壓放大倍數(shù)表達(dá)式： A = 說明：該放大電路的中頻放大倍數(shù)可能為“＋”，也可能為“－”。 習(xí) 題 5.1 在圖P5.1所示電路中，已知晶體管的、Cμ、Cπ，Ri≈rbe。 填空：除要求填寫表達(dá)式的之外，其余各空填入①增大、②基本

6、不變、③減小。 圖P5.1 （1）在空載情況下，下限頻率的表達(dá)式fL＝。 當(dāng)Rs減小時，fL將 增大 ； 當(dāng)帶上負(fù)載電阻后，fL將 不變 。 （2）在空載情況下，若b-e間等效電容為， 則上限頻率的表達(dá)式fH ＝； 當(dāng)Rs為零時，fH將 增大 ； 當(dāng)Rb減小時，gm = ICQ/VT 將 增大 ，將 增大 ，fH將 減小 。 （顯然ICQ增大時r b’e = VT/ IBQ 減小較少） 解:（1）fL＝ 。①；①。 （2）fH ＝ ；①；①，①，③。 5.2 已知某電路的波特圖如圖P5.2所示，試寫出的表達(dá)式。

7、 圖P5.2 解: 設(shè)電路為基本共射放大電路或基本共源放大電路。 （10 30/20 = 32） 5.3 已知某共射放大電路的波特圖如圖P5.3所示，試寫出的表達(dá)式。 圖P5.3 解：觀察波特圖可知，中頻電壓增益為40dB，即中頻放大倍數(shù)為－100；下限截止頻率為1Hz和10Hz，上限截止頻率為250kHz。故電路的表達(dá)式為 20 lg|Am| = 60 dB Am = -103 5.4 已知某電路的幅頻特性如圖P5.4所示，試問： （1）該電路的耦合方式？ -45 o3

8、 = -135o （2）該電路由幾級放大電路組成？ 9dB 3dB -90 o3 = -270o -60 dB / 10 倍頻 （3）當(dāng)f ＝104Hz時，附加相移為多少？當(dāng)f ＝105時，附加相移又約為多少？ 解:（1）因為下限截止頻率為0，所以電路為直接耦合電路； （2）因為在高頻段幅頻特性為 圖P5.4 －60dB/十倍頻，所以電路為三級放大電路； （3）當(dāng)f ＝104Hz時，φ＝－135o；當(dāng)f ＝105Hz時，φ≈－270o 。 5.5 若某電路的幅頻特性如圖P5.4所示，試寫出的表達(dá)式，并近似估算該

9、電路的上限頻率fH。 解：的表達(dá)式和上限頻率分別為 5.6 已知某電路電壓放大倍數(shù) 試求解： （1）＝？fL＝？fH ＝? （2）畫出波特圖。 解：（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出、fL、fH。 （2）波特圖如解圖P5.6所示。 解圖P5.6 5.7 已知兩級共射放大電路的電壓放大倍數(shù) （1）＝？fL＝？fH ＝? （2）畫出波特

10、圖。 解：（1）變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式，求出、fL、fH。 （2）波特圖如解圖P5.7所示。 解圖P5.7 C1: τL = (Rs + r be) C1 C2: τL = (Rc + RL) C2 5.8 電路如圖P5.8所示。已知：晶體管的b、、Cμ均相等，所有電容的容量均相等，靜態(tài)時所有電路中晶體管的發(fā)射極電流IEQ均相等。定性分析各電路，將結(jié)論填入空內(nèi)。( fL依次由：Ce、C1、C2決定) Rs + r be Ce: τL = [------------ || Re ] Ce

11、 f L 最高（有Ce） 1 +β f L 最低（只有輸出電容） τH = [ (Rs + Rb1 + r bb’ ) || r b’e ] [ C b’e + (1 + g m R’L)Cb’c ] < τH = [ (Rs + r bb’ ) || r b’e ] [ C b’e + (1 + g m RC)Cb’c ] f H 最低（密勒電容最大） 圖P5.8 （1）低頻特性最差即下限頻率最高的電路是 a ; （2）低頻特性最好即下限頻率最低的電路是 c ; （3）高頻特性最差即上限頻率最低的電路

12、是 d ; 解：（1）（a） （2）（c） （3）（d） 5.9 在圖P5.8（a）所示電路中，若b ＝100，rbe＝1kΩ，C1＝C2＝Ce＝100μF，則下限頻率fL≈? 解：由于所有電容容量相同，而Ce所在回路等效電阻最小，所以下限頻率決定于Ce所在回路的時間常數(shù)。 5.10 在圖P5.8（b）所示電路中,若要求C1與C2所在回路的時間常數(shù)相等,且已知rbe=1kΩ，則C1:C2＝? 若C1與C2所在回路的時間常數(shù)均為25ms，則C1、C2各為多少？下限頻率fL≈? 解：（1）求解C1:C2

13、 因為 C1（Rs＋Ri）＝C2（Rc＋RL），將電阻值代入上式，求出 C1 : C2＝5 : 1。 （2）求解C1、C2的容量和下限頻率 5.11 在圖P5.8（a）所示電路中，若Ce突然開路，則中頻電壓放大倍數(shù)、fH和fL各產(chǎn)生什么變化（是增大、減小、還是基本不變）？為什么？ 解：將減小，因為在同樣幅值的作用下，將減小，隨之減小，必然減小。 fL減小，因為少了一個影響低頻特性的電容。 fH增大。因為會因電壓放大倍數(shù)數(shù)值的減小而大大減小，所以雖然所在回落的等效電阻有所增大，但時

14、間常數(shù)仍會減小很多，故fH增大。 r bb’ C b’c r bb’ Vs Rs C b’e r b’e g m V b’e r b’e C b’e Rs (1+|Am| R’L)Cb’c Vs RL Ce開路 (1 +βo) Re Re Am Ce未開路前的fH 由τH 決定： τH = [ (Rs + r bb’ ) || r b’e ] [ C b’e + (1 + |Am| R’L) Cb’c ] τH = (Rs + r bb’ ) (1 + |Am| R’L) Cb’c ∵ |Am| < |A

15、m| ∴τH↓ fH↑ 5.12 在圖P5.8（a）所示電路中，若C1＞Ce，C2＞Ce，b ＝100，rbe＝1kΩ，欲使fL ＝60Hz，則Ce應(yīng)選多少微法？ 解：下限頻率決定于Ce所在回路的時間常數(shù)，。R為Ce所在回路的等效電阻。 R和Ce的值分別為： μF 5.13 在圖P5.8（d）所示電路中，已知晶體管的＝100Ω，rbe＝1kΩ，靜態(tài)電流IEQ＝2mA，＝800pF；Rs＝2kΩ，Rb＝500 kΩ，RC＝3.3 kΩ，C=10μF。 試分別求出電路的fH、fL，并畫出波特圖。 解：（1）求解f

16、L （2）求解fH和中頻電壓放大倍數(shù) 其波特圖參考解圖P5.6。 5.14電路如圖P5.14所示，已知Cgs＝Cgd＝5pF，gm＝5mS，C1＝C2＝CS＝10μF。 試求fH、fL各約為多少，并寫出的表達(dá)式。 τH = Rx C’gs 1 τL = ( --- || Rs ) Cs g m x x 圖P5.14 解：fH、fL、的表達(dá)式分析如下： 5.15在圖5.4.7（a）所示電路中，已知Rg＝2MΩ，Rd＝RL＝10kΩ，C ＝10μF；

17、場效應(yīng)管的Cgs＝Cgd＝4pF，gm＝ 4mS。試畫出電路的波特圖，并標(biāo)出有關(guān)數(shù)據(jù)。 解： 其波特圖參考解圖P5.6。 5.16 已知一個兩級放大電路各級電壓放大倍數(shù)分別為 （1）寫出該放大電路的表達(dá)式； （2）求出該電路的fL和fH各約為多少； （3）畫出該電路的波特圖。 解：（1）電壓放大電路的表達(dá)式 （2）fL和fH分別為： （3）根據(jù)電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式可知，中頻電壓放大倍數(shù)為104，增益為80d

18、B。波特圖如解圖P5.16所示。 解圖P5.16 5.17 電路如圖P5.17所示。試定性分析下列問題，并簡述理由。 （1）哪一個電容決定電路的下限頻率； （2）若T1和T2靜態(tài)時發(fā)射極電流相等，且和相等，則哪一級的上限頻率低。 τH1 = [ (Rs || R1 + r bb’ ) || r b’e ] C’π < τH 2 = [ (R2 || R3 || R4 + r bb’ ) || r b’e ] C’π fH主要由耦合處決定，因前級輸出電阻大、后級輸入端有密勒電容。 圖P5.17 R2 || R3 || R4 + r be2

19、 τL = ( ------------------------ || Re ) Ce 1 +β2 解：（1）決定電路下限頻率的是Ce，因為它所在回路的等效電阻最小。 （2）所在回路的時間常數(shù)大于所在回路的時間常數(shù)，所以第二級的上限頻率低。 5.18 若兩級放大電路各級的波特圖均如圖P5.2所示，試畫出整個電路的波特圖。 解：。在折線化幅頻特性中，頻率小于10Hz時斜率為＋40dB/十倍頻，頻率大于105Hz時斜率為－40dB/十倍頻。在折線化相頻特性中，f ＝10Hz時相移為＋90o，f ＝105Hz時相移為－90o。波特圖如解圖P5.18所示。 解圖P5.18 第五章題解－17