高玉良《电路与模拟电子技术》第2版,课后习题答案,第七章

第七章 基本放大电路

7.1 试判断题7.1图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。

-UCC+++UCC+ui-ui-uo-(a)UCC+uo-(b)UCC+++ui-uo-(c)题7.1图ui-uo-(d)解： a、b、c三个电路中晶体管发射结正偏，集电结反偏，故均正常工作，但b图中集电极交流接地，故无交流输出。d图中晶体管集电结正偏，故晶体管不能正常工作，另外，交流输入信号交流接地。因此a、c两电路能放大交流信号，b、d两电路不能放大交流信号。

7.2 单管共射放大电路如题7.2图所示，已知三极管的电流放大倍数50。

（1）估算电路的静态工作点； （2）计算三极管的输入电阻rbe；

（3）画出微变等效电路，计算电压放大倍数； （4）计算电路的输入电阻和输出电阻。 解：（1）IB+ui-题7.2图RB300kRC3kRL3kUCC12V+uo-UCCUBE120.74105A40A 3RB30010 ICIB50401062103A2mA

UCEUCCRCIC12310321036V

（2）rbe300C262630050950 IC2Bib+ui-RBrbeECibRCRL+uo-

（3）放大电路的微变等效电路如图所示 电压放大倍数

AuRC||RL3||35079 rbe0.95（4）输入电阻：riRB||rbe300103||950950

输出电阻 r0RC3k

7.3 单管共射放大电路如题7.3图所示。已知100 （1）估算电路的静态工作点；

（2）计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 （3）估算最大不失真输出电压的幅值；

（4）当ui足够大时，输出电压首先出现何种失真，如何调节RB消除失真？

解：电路的直流通路如图所示，

+ui-RB300kRC2kRL6kUCC15VRE500+uo-RBIBQUBEQRE(1)IBQUCC

IBQUCCUBEQRB(1)RE15mA43A3001010.5RB题7.3图UCC

RCIB+-由此定出静态工作点Q为 ICIEICQIBQ4.3mA，

UCEQUCC

IC(RCRE)154.3(20.5)4.3V

REUCE（2）rbe30010026905 4.3由于RE被交流傍路，因此

AuRC||RL1.5100166 rbe0.90riRB||rbe300||0.9050.9k

RORC2k

（3）由于UCEQ=4.3V，故最大不饱和失真输出电压为 UCEQ0.74.30.73.6V U0最大不截止失真输出电压近似为

ICQRL4.31.56.4V U0因此，最大不失真输出电压的幅值为3.6V。

U0，因此，输入电压足够大时，首先出现饱和失真，要消除此种现象，（4）由于U0

让饱和失真和截止失真几乎同时出现，应增大RB，使静态工作点下移。

7.4 画出题7.4图所示电路的交流通路和微变等效电路，标明电压电流的参考方向。

UCCRBRCUCC+RB1RC+ui-+uo-(a)UCCRB1RB2TCBRE(c)题7.4图CE--ui-RECB(b)RB2RL+uo-UCCRB1RC+TRBRB2RE1RE2(d)CE++uo+ui-uiuo-解：各电路的交流通路和微变等效电路如图所示。

RB++BRBCuiREui--RCibC+++ibE++uiRCuorbeRCuoibRLuorRRCRL-ui--EEbe--iBb(a)(b)+uo-+ui-RB1RB2RC+uo-Bib+ui-RB1rbeECibRB2+RCuo-(c)++Bib+RBrbeEC+ibRBuiRB1-RCRE1RB2uoui-(d)RCuo--RB1RB2RE1

7.5 在题7.5图所示的分压式偏置电路中，三极管为硅管，40，UBE0.7V。 （1）估算电路的静态工作点；

（2）若接入5kΩ的负载电阻，求电压放大倍数，输入电阻和输出电阻； （3）若射极傍路电容断开，重复（2）中的计算。 解（1）用估算法求静态工作点

RB115k+RC2kTUCC12V+uoCE-RB23UBUCC122V

RB1RB2153 IEQui-RB23kUBUBEQRE20.72.6mA，IC=2.6mA 500RE500题7.5图 IBQIE2663A 141 UCEQUCCIC(RCRE)122.6(20.5)5.5V （2）电压放大倍数 AuRC||RL，

rbe其中 rbe300Au402626300407000.7k IC2.62||582 0.7riRB1||RB2||rbe15||3||0.70.55k

r0RC2k

（3）CE断开，工作点不变，电路的微变等效电路如图所示 电压放大倍数

R||RUI0bCLAur(1)IRUIibbebERC||RL402||5

rbe(1)RE0.7410.5Ib+UirbeRB1RB2+RCRLUOIb-RE-2.7输入电阻

riRB1||RB2||[rbe(1)RE]15||3||(0.7410.5)2.2k

输出电阻 r0RC2k

7.6 在图7.4.1所示的共集放大电路中，设UCC=10V，RF=5.6 kΩ，RB=240 kΩ，三极管为硅管，β=40，信号源内阻RS=10kΩ，负载电阻RL=1kΩ，试估算静态工作点，并计算电压放大倍数和输入、输出电阻。

解：基极电路的电压方程为

RBIBQ+0.7+RE（1+β）IBQ=UCC

+UCCRBTRECRL+uo-ui-图7.4.1 共集电极放大电路

由此得

IBQUCC0.7100.719.8ARB(1)RE240103415.6

ICQIBQ4019.80.79mA

UCEQUCCREIE105.60.795.6V

26rbe300401.6103

0.79Au1

riRB||[rbe(1)RE||RL]240||[1.6415.6||1]32k

r0RE||

7.7 题7.4图（a）所示电路为集电极——基极偏置放大电路，设三极管的值为50，VCC=20V，RC=10 kΩ，RB=330 kΩ。

（1）估算电路的静态工作点；

（2）若接上2kΩ的负载电阻，计算电压放大倍数和输入电阻。 解：（1）先画出电路的直流通路，由KVL可得 RC(ICIB)UCEUCC UCERBIBUBEQ 代入数据，解方程得

rbeRS||RB1.610||2405.6||0.27k

141RB+UCCRCIC+UCE-ICQ1.15mA，IBQ23A，UCEQ8.3V

（2）接上负载后的微变等效电路如图所示

IBrbe300261.43k ICUUi0，RBiiBRBi1C+ibuirbeib-ERC+RLuo-rI。另外，流过RB的电流为i显然Uibeb1故

RC||RL） R(ii)R(UiU0I) （RLU0L1bbRB表示，解方程可得 Ib用UiUR(rRB)RAu0LbeL58

RB)rbe(RLrbeUi下面求输入电阻

IiIbI1IbIbAU(1)IbuiRL(1)U0RL

Ui(rbeRB)Ui

RB)rberbe(RLR(1)RL1I1rbeRB1 ， iBriUrRRrrRbeLBbebeBiriRBrbe1.14k RB(1)RL

7.8 题7.4图（b）所示电路为共基极放大电路。 （1）画出直流通路，估算电路的静态工作点；

（2）导出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算公式。

解：（1）先画出电路的直流通路，如右图所示，与分压式偏置电路相同 UBRB2UCC

RB1RB2UCCRB1IEQ1RCIEQUBUBEQREICQ，IBQ

RB2RE UCEQUCCICQ(RCRE) （2）由7.4题所画微变等效电路得

URIb，Au0L UirbeIb，U0RLUirbeUiIIUi(1)Ui IibbRERErberbe1Ii.11rR|| ， 即： i E1riUiRErbe r0RC

7.9 导出题7.9图所示电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算公式，证明

RC//RL。 当RE1rbe时，AuRE1解：电路的微变等效电路如图所示

rI UibebRE1(1)Ib，U0RCIb

URC Au0

r(1)RUbeE1iIbUCC+UiI1I2rbe+IbRCUO+RB1C1RCTRE1C2+RB1RB2-输入电阻

RE1-uiRB2RE2-uoCE-III1Ii111123riUiUiUiUiRB1RB2rbe(1)RE1 riRB1||RB2||[rbe(1)RE1] 输出电阻 r0RC 当RE1rbe时，Au题7.9图RC

(1)RE1接有负载时 Au

R||RLRL C(1)RE1RE17.10 在题7.4图（c）所示电路中，设RB175kΩ，RB25kΩ，RC4kΩ，RE1kΩ，三极管的50，UBE0.7V，UCC12V，求

（1）电路的静态工作点；

（2）电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解：（1）先画出电路的直流通路，由KVL可得 RC(IBQICQ)UCEQREIEQUCC (RB1RB2)IBQUBEQUCEQ 由 ICQIBQ和UBEQ0.7V 可得 IBQRB1RB2+URCCCIC+UCE-REIBUCC0.7120.734A

RB1RB2(1)(RCRE)75551(41) ICQIBQ50341031.7mA

UCEQUCCICQ(RCRE)121.7(41)3.5V

（2）rbe3002626300501.06k IC1.7Bib+ui-RB1rbeECib由7.4题的微变等效电路可得

U0(RB2||RC)IbR||RCB2105 AurbeUirbeIb riRB1||rbe75||1.061k r0RB1||RC5||42.2k

RB2+RCuo-7.11 已知某放大电路的输出电阻为2kΩ，负载开路时的输出电压为4V，求放大电路接上3kΩ的负载时的输出电压值。

解：根据戴维宁定理，对负载而言，放大电路和信号源可等效成一电压源与一电阻的串联，电压源的电压为负载开路时的输出电压，即4V，电阻即为输出电阻2kΩ，故接上3 kΩ的负载电阻时，如图所示，输出电压为

ro+4V-RL+UO-U0

342.4V 327.12 将一电压放大倍数为300，输入电阻为4kΩ的放大电路与信号源相连接，设信号源的内阻为1kΩ，求信号源电动势为10mV时，放大电路的输出电压值。

RS+UsUiAuro+UAuoi+-+Uori---解：放大电路的框图如图所示，ri4k U0AuUiAu

7.13 求题7.13图所示两级放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。设

ri4US300102.4V RSri141250。

RB1500k+ui-C1RB2510kT1C2RE12.7k题7.13图RC210kT2UCC24VC3+uo-解：第一级电路为共集放大电路，Au11 第二级电路为共射放大电路，Au2RC2

rbe2对第二级放大电路

IBQ2240.72447A， RB2510ICQ2IBQ22.35mA

26rbe2300500.85k

2.35AuAu1Au2Au25010588 0.85ri2RB2||rbe20.85k

对第一级放大电路

IBQ1UCC0.72437A

RB1(1)RE1510512.7261.0k 1.85 ICQ1IBQ150371.85mA rbe130050输入电阻

riri1RB1||[rbe1(11)RE1||ri2]510||[1.0512.7||0.85]32k

输出电阻 r0r02RC210k

7.14 在题7.14图所示的两级放大电路中，设β1=β2=100，rbe1=6 kΩ，rbe2=1.5 kΩ，求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。

12V91k12kT1+ui30k-5.1k3.6k题7.14图180kT23.6k+uo-

解：第一级电路为分压式射极偏置电路，其负载为第二级的输入电阻，第二级为射极输出器，其输入电阻为

ri2RB2||[rbe2(1)RE2||RL2]180||(1.51013.6||3.6)90k

ri2作为第一级的负载RL1，故有

Au11而 Au21

RC1||RL212||90100176

rbe16因此 AuAu1Au2Au1176

riri1RB1||RB2||rbe191||30||691||54.7k

r01RC112k

r0r02RE2||

rbe2R01||RB21.512||1803.6||0.12k

11017.15 两单管放大电路，Au1=-30，ri1=10 kΩ，ro1=2 kΩ，Au2=-100，ri2=2 kΩ，ro2=2 kΩ，现将它们通过电容耦合。

（1）分别计算A1作为前级和A2作为前级时两级放大电路的电压放大倍数；

U（2）设信号源的内阻为10kΩ，计算上述两种放大电路的源电压放大倍数Auso。

US解：将两放大电路用框图表示，如图所示

RS+UsUi1A1ro1+UA1i1Ui2A2ro2+UA2i2+-+-+Uori1ri2----（1）A1作前级，U0Au2Ui2A2ri2ri2Au1Ui1Au1Au2Ui1

r01ri2r01ri2Au(30)(100)A2作前级，则

21500 22AuAu1Au2ri110(30)(1000)2500

r02ri1210

（2）A1作前级 AusAuA2作前级，则

AusAu

ri1101500750

RSri11010ri222500417

RSri21027.16 一个甲乙类OCL互补对称放大电路，UCC=12V，RL=8Ω，设三极管的饱和压降UCES=0。求：

（1）电路的最大不失真输出功率； （2）直流电源提供的功率； （3）功率管的最小额定功率。

解：UCES=0时，OCL互补对称放大电路的最大输出电压为电源电压，最大不失真输出功率

2UCC122P09W

2RL28（2）直流电源提供的功率

22UCC2122P11.5W URL8（3）最小额定管耗功率

PT0.2P01.8W

7.17 一额定功率为4W，阻值为8Ω的负载，如用OTL互补对称放大电路驱动，忽略三极管的饱和压降，电源电压应不低于多少？

解：忽略晶体管的饱和压降时，OTL互补对称放大电路的最大不失真输出功率

22UCCUCC，因此4W、8的负载正常工作时，应有4，UCC16V。 P0888RL

7.18 在上题中，设三极管的饱和压降UCES=1V，求电源电压及电源提供的功率。

U解：考虑晶体管的饱和压降UCES时，OTL电路的最大输出电压U0mCCUCES，故

2有

UCCUCES)224

2RL(

UCC2(8RLUCES)2(881)18V 由式（7.5.2）得

UCCUCC(UCES)2218(91)2PU5.7W RL87.19 图7.7.2所示差动放大电路中，设UCC=UEE=12V，RB=10 kΩ，RC=4 kΩ，RP=100Ω，RE=3kΩ，RL=10kΩ，β1=β2=50。计算电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

解：静态工作点

IBQUEE1240A

2(1)RE2513ICQIBQ2mA

UCEQUCCRC412124V 2RE23 rbe300差模放大倍数

262630050950 IC2Ad(RC||RL)RBrbe(1)RP21250(4||5)8.2

100.95510.05求差模输入电阻的微变等效电路如图所示

RBii1+ui1-ibrbeibRP2RCRLu2o+- ridui2ui1uR2i12[RBrbe(1)P]27k iiii1ib2 rod2RC8k

7.20 证明：单端输出时，长尾式差动放大电路的共模放大倍数和输出电阻分别为 ACRC//RL1RBrbe(1)RP2RE2

roRC

证明：共模输入ui1ui2，因此ib1ib2，

+RBib1rbeie1RP2ib1ie1ie2，流过RE的电流为2ie1，RE上的压降为2ie1RE，折算到电流为ie1的回路中，折合电阻为2RE。ui1因此，单端输出时，微变等效电路如图所示。

RC+RLuo-u0(RC||RL)ib

-2RE1ui1(RBrbe)ib1(1)RP2REib1

2共模放大倍数

ACu0i1uRC||RL1RBrbe(1)RP2RE2

7.21 试证明图7.7.7(d)所示单端输入，单端输出差分电路的差模电压放大倍数和输入电阻分别为

Ad1(RC//RL)

2RBrbe rid2(RBrbe)

（提示：由iE1iE2I可得iE1iE20，恒流源对输入信号相当于开路）。

证明：由于T1与T2相同，故rbe1rbe2，由iE1iE2I得

iE1iE20，即ie1ie20

理想电流源对交流信号相当于开路，放大电路的微变等效电路如图所示。

RB+uiib1rbeEib1ib2RC+RLuo--RiBb2由ie1ie20得

rbeRCib1ib1，ui2(RBrbe)ib1 u0(RC||RL)ib1 Adu0(RC||RL)ib1(RC||RL) ui2(RBrbe)ib12(RBrbe)

输入电阻 ri

uiui2(RBrbe) iiib17.22 已知CF741运算放大器的电源电压为±15V，开环电压放大倍数为2×105，最大输出电压为±14V，求下列三种情况下运放的输出电压。

（1）u15V，u5V； （2）u10V，u20V； （3）u0，u2mV

解：运放在线性工作区时u0A0d(uu)，由此得运放在线性工作区时

|uu|maxu0max1470V，|uu|超过70V时，输出电压不再增大，5A0d210仍为最大输出电压。

（1）uu15510V70V,故 u0A0d(uu)2V （2）uu102030V70V,u06V

（3）|uu|2mV70V，输出为饱和输出，由于反相端电位高于同相端电位，故为负饱和输出，u014V

7.23 已知某耗尽型MOS管的夹断电压UP2.5V，饱和漏极电流IDSS0.5mA，求UGS1V时的漏极电流ID和跨导gm。

UGS，代入数据得 解：耗尽型MOS管的转移特性为IIDDSS1UP2U ID0.51GSmA

2.5由跨导的定义gm2dID得 dUGSgm1UGS1 2.52.5因此，UGS1V时

1ID0.510.18mA

2.5 gm

1110.24mS 2.52.52

7.24 题7.24所示电路为耗尽型场效应管的自给偏压放大电路，设场效应管的夹断电压Up=-2V，饱和漏极电流IDSS=2mA，各电容的容抗均可忽略。

（1）求静态工作点和跨导；

（2）画出微变等效电路，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 （3）若CS=0，重复（2）的计算。 解：（1）求静态工作点。转移特性：

RD6.8kUDD10V++ui-RG5MRS2k题7.24图uo-ID2(1UGS2) 2UGSRSID2ID 由此解得

IDQ=0.5mA，UGSQ=-1V（舍去ID=2mA，UGS=-4V）， 由KVL方程：RDID+UDS+RSID=UDD，可得

UDSQ=UDD-（RD+RS）IDQ=10-（6.8+2）×0.5=5.6V gm2IDQIDSSUP20.521mS 2+ui-iiGRGS(a)G+uigmugsDRDgmugs+uo-（2）放大电路的微变等效电路如图（a）所示（RS被旁路）

RgmUUgsD0 AugmRD16.86.8

UiUgsU输入电阻 riiRG5M

Ii输出电阻 r0RD6.8k

（3）C3断开时，放大电路的微变等效电路如图（b）所示 URgU UGSSmGS 故 UGSD+uo-Ui

1gmRs-RGSRSRD(b)URDgmUgR6.80GS AumD2.27

1gmRS12UiUi输入电阻、输出电阻不变

7.25 在图7.9.7所示的分压式自偏共源放大电路中，RG=1MΩ，RG1=40kΩ，RG2=10Ω，RD=RS=2.5kΩ，RL=10kΩ，UDD=20V，各电容的容抗均可忽略，已知场效应管的夹断电压Up=-2V，饱和漏极电流IDSS=8mA。

（1）求静态工作点和跨导；

uiRG2-图7.9.7 分压式自偏共源放大电路+RGRSRLRG1+UDDRD+uo-

（2）画出微变等效电路，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解：（1）转移特性输入回路的KVL方程为

U IDIDSS1GSUPUGS81 222 UGSUGRSIS解联立方程得

RG2UDDRSID42.5ID

RG1RG2IDQ2mA，UGSQ1V

72（UGS应大于UP，故舍去 IDmA，UGS3.2V）

25 UDSQUDDIDQ(RDRS)202(2.52.5)10V gm2IDQIDSSUP2284mS 2（2）微变等效电路如图所示

G+RGUiD++UgsRDRLUORG1-RG2gmUgs--S放大倍数

(R||R)UgmU0GSDLAugm(RD||RL)4(2.5||10)8

UUiGS输入电阻

U riiRGRG1||RG2100040||101008k

Ii输出电阻

r0R02.5k