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1、第3 章多级放大电路3.1 如图3.7所示为两级阻容耦合放大电路，已知V， k， k， k， k，k， ， V。（1）求前、后级放大电路的静态值。（2）画出微变等效电路。（3）求各级电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。图3.7 习题 3.1的图分析两 级 放 大 电 路 都 是 共 发 射 极 的 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 ， 各级电路的静态值可分别计算，动 态 分 析 时 需 注 意第 一 级 的 负 载 电 阻 就 是 第 二 级 的 输 入 电 阻 ， 即 。解（1）各级电路静态值的计算采用估算法。第一级：（V）（mA ）（mA ）（V）第二级：（V）（mA ）（mA ）（V
2、）（2）微变等效电路如图3.8 所示。图3.8 习题 3.1解答用图（3）求各级电路的电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。三极管 V1的动态输入电阻为：()三极管 V2的动态输入电阻为：()第二级输入电阻为：（k）第一级等效负载电阻为：（k）第二级等效负载电阻为：（k）第一级电压放大倍数为：第二级电压放大倍数为：两级总电压放大倍数为：3.2 在 如图3.9所示的两级阻容耦合放大电路中，已知 V， k， k，k， k， k， k ， ，V。（1）求前、后级放大电路的静态值。（2）画出微变等效电路。（3）求各级电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。（4）后级采用射极输出器有何好处？图3.9 习题
3、 3.2的图分析第 一 级 放 大 电 路 是 共 发 射 极 的 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 ， 第 二 级 放 大 电 路 是 射 极 输 出 器 。 射 极 输 出 器 的 输 出电 阻 很 小 ， 可 使 输 出 电 压 稳 定 ， 增 强 带 负 载 能 力 。解（1）各级电路静态值的计算采用估算法。第一级：（V）（mA ）（mA ）（V）第二级：（mA ）（mA ）（V）（2）微变等效电路如图3.10所示。图3.10 习题3.2解答用图（3）求各级电路的电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。三极管 V1的动态输入电阻为：()三极管 V2的动态输入电阻为：()第二级输入电阻为
4、：（k）第一级等效负载电阻为：（k）第二级等效负载电阻为：（k）第一级电压放大倍数为：第二级电压放大倍数为：两级总电压放大倍数为：（4）后级采用射极输出器是由于射 极 输 出 器 的 输 出 电 阻 很 小 ， 可 使 输 出 电 压 稳 定 ， 增 强 带 负 载 能 力 。3.3 在如图3.11所示的两级阻容耦合放大电路中，已知 V， M， k，k， k， k， k， k， 。（1）求前、后级放大电路的静态值。（2）画出微变等效电路。（3）求各级电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。（4）前级采用射极输出器有何好处？图3.11 习题3.3的图分析第 一 级 放 大 电 路 是 射 极 输
5、出 器 ， 第 二 级 放 大 电 路 是 共 发 射 极 的 分 压 式 偏 置 放 大 电 路 。 射 极 输 出 器 的 输 入电 阻 很 高 ， 可 减 小 信 号 源 内 阻 压 降 ， 减 轻 信 号 源 的 负 担 。解（1）各级电路静态值的计算采用估算法。第一级：（mA ）（mA ）（V）第二级：（V）（mA ）（mA ）（V）（2）微变等效电路如图3.12所示。图3.12 习题3.3解答用图（3）求各级电路的电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。三极管 V1的动态输入电阻为：()三极管 V2的动态输入电阻为：()第二级输入电阻为：（k）第一级等效负载电阻为：（k）第二级等效负
6、载电阻为：（k）第一级电压放大倍数为：第二级电压放大倍数为：两级总电压放大倍数为：（4）前级采用射极输出器是由于射 极 输 出 器 的 输 入 电 阻 很 高 ， 可 减 小 信 号 源 内 阻 压 降 ， 减 轻 信 号 源 的 负 担 。3.4 如图3.13所示是两级放大电路，前级为场效应管放大电路，后级为晶体管放大电路。已知mA/， ， 。（1）求前、后级放大电路的静态值。（2）画出微变等效电路。（3）求各级电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。（4）求放大电路的输入电阻和输出电阻。图3.13 习题3.4的图分析本 题 电 路 为 包 含 有 场效应管和晶体管的混合型放大电路，两 级 电
7、 路 均 采 用 分 压 式 偏 置 。 由 于 场 效 应 管 具有 很 高 的 输 入 电 阻 ， 对 于 高 内 阻 信 号 源 ， 只 有 采 用 场 效 应 管 才 能 有 效 地 放 大 。解：（1）各级电路静态值的计算采用估算法。第一级：（V）（mA ）（V）第二级：（V）（mA ）（mA ）（V）（2）微变等效电路如图3.14所示。（3）求各级电路的电压放大倍数 、 和总电压放大倍数 。三极管 V2的动态输入电阻为：()第二级输入电阻为：（k）第一级等效负载电阻为：（k）第二级等效负载电阻为：（k）第一级电压放大倍数为：第二级电压放大倍数为：两级总电压放大倍数为：（4）求放大电
8、路的输入电阻和输出电阻。（k）（k ）图3.14 习题3.4解答用图3.5 如图3.15所示双端输入双端输出差动放大电路，V， V， k， k， ， V，输入电压 mV，mV。（1）计算放大电路的静态值 IB、 IC 及 UC。（2）把输入电压 ui1、 ui2分解为共模分量 uic 和差模分量 uid。（3）求单端共模输出 uoc1和 uoc2（共摸电压放大倍数为 ） 。（4）求单端差模输出 uod1和 uod2。（5）求单端总输出 uo1和 uo2。（6）求双端共摸输出 uoc、双端差模输出 uod 和双端总输出 uo。分析本 题 是 对 双端输入双端输出差动放大电路进行静态分析和动态分析
9、。静态分析时，由于电路对称，计算一个管子的静态值即可。解（1）计算放大电路的静态值 IB、 IC 及 UC。静态时由于 ，由直流通路列 KVL 方程，得：所以：（mA ）（mA ）（V）图3.15 习题3.5的图（2）把输入电压 ui1、 ui2分解为共模分量 uic 和差模分量 uid，为：（mV ）（mV ）（3）求单端共模输出 uoc1和 uoc2。（mV ）（4）求单端差模输出 uod1和 uod2。（）（mV ）（mV ）（5）求单端总输出 uo1和 uo2。（mV ）（mV ）（6）求双端共摸输出 uoc、双端差模输出 uod 和双端总输出 uo。（mV ）（mV ）（mV ）或：
10、（mV ）3.6 如图3.16所示为单端输入单端输出差动放大电路， V， V， k，k， ， V，试计算静态值 IC、 UC 和差模电压放大倍数 。图3.16 习题3.6的图分析本 题 是 对 单端输入单端输出差动放大电路进行静态分析和动态分析。由于差动放大电路的对称性，信号从单端输入时，只要 RE 阻值足够大，作用在两个晶体管 V1和 V2的发射结上的电压仍是差模信号，即，与双端输入时一样，同样具有电压放大作用。解（1）计算静态值 IC、 UC。静态时 ，由直流通路列 KVL 方程，得：所以：（mA ）（V）（2）计算差模电压放大倍数 Ad。（）3.7 OCL 电路如图3.17 所示，已知
11、V， ，若晶体管处于临界饱和状态时集电极与发射极之间的电压为 V，求电路可能的最大输出功率。分析功 率 放 大 电 路 的 输 出 功 率 Po等 于 负 载 RL上 的 电 压 有 效 值 Uo与 电 流 有 效 值 Io的 乘 积 ， 由 于 ， 所 以 ：可见，要使功 率 放 大 电 路 的 输出功率达到最大，就必须使负 载 RL上 的 电 压 有 效 值 Uo达到最大。解根据 KVL，负 载 RL上 的 电 压 为 ：显然，晶体管处于临界饱和状态时 uCE 最小，为：这 时 负 载 RL上 的 电 压 有 效 值 Uo达到最大，为：所以，电路的最大输出功率为：（W）3.8 OTL 电路
12、如图3.18 所示，已知 V， ，若晶体管处于临界饱和状态时集电极与发射极之间的电压为 V，求电路可能的最大输出功率。分析 OTL 功 率 放 大 电 路 由 单 电 源 供 电 ， 且 在 工 作 过 程 中 输 出 电 容 C 上的电压基本维持在 UCC/2不变。解根据 KVL，负 载 RL上 的 电 压 为 ：显然，晶体管处于临界饱和状态时 uCE 最小，为：这 时 负 载 RL上 的 电 压 有 效 值 Uo达到最大，为：所以，电路的最大输出功率为：（W）图3.17 习题3.7的图图3.18 习题3.8的图3.9 一负反馈放大电路的开环放大倍数 A 的相对误差为25时，闭环放大倍数 A
13、f 的相对误差为1001，试计算开环放大倍数 A 及反馈系数 F。解由 得：由 得：解得：3.10 一负反馈放大电路的开环放大倍数 ，反馈系数 ，若 A 减小了10%，求闭环放大倍数 Af 及其相对变化率。解反馈深度为：闭环放大倍数为：闭环放大倍数的相对变化率为：3.11 指出如图3.19所示各放大电路中的反馈环节，判别其反馈极性和类型。图3.19 习题3.11的图分析在判别放 大 电 路 的 反馈极性和类型之前，首先要判断放大电路是否存在反馈。如果电路中存在既同输入电路有关，又同输出电路有关的元件或网络，则电路存在反馈，否则不存在反馈。在运用瞬时极性法判别反馈极性时，注意晶体管的基极和发射极
14、瞬时极性相同，而与集电极瞬时极性相反。解对 图 3.19（ a） 所 示 电 路 ， 引 入 反 馈 的 是 电 阻 RE， 为 电 流 串 联 负 反 馈 ， 理 由 如 下 ： 首 先 ， 如 图 3.20（ a） 所 示 ，设 ui 为 正 ， 则 uf 亦 为 正 ， 净 输 入 信 号 与没有反馈时相比减小了，故为负反馈。其次，由于反馈电路不是直接从输出端引出的，若输出端交流短路（即 ） ，反馈信号 uf 仍然存在（） ，故为电流反馈。此外，由于反馈信号与输入信号加在两个不同的输入端，两者以电压串联方式叠加，故为串联反馈。对图3.19（b）所示电路，引入反馈的是电阻 RE，为电压串联
15、负反馈，理由如下：首先，如图3.20（b）所示，设 ui 为正，则 uf 亦为正，净输入信号 与没有反馈时相比减小了，故为负反馈。其次，由于反馈电路是直接从输出端引出的，若输出端交流短路（即 ） ，反馈信号 uf 消失（ ） ，故为电压反馈。此外，由于反馈信号与输入信号加在两个不同的输入端，两者以电压串联方式叠加，故为串联反馈。图3.20 习题3.11解答用图对图3.19（c）所示电路，引入反馈的是电阻 RB，为电压并联负反馈，理由如下：首先，如图3.20（c ）所示，设 ui 为正，则 ii 为正， uo 为负， if 为正，净输入信号 与没有反馈时相比减小了，故为负反馈。其次，由于反馈电路
16、是直接从输出端引出的，若输出端交流短路（即 ） ，反馈信号 if 消失（） ，故为电压反馈。此外，由于反馈信号与输入信号加在同一个输入端，两者以电流并联方式叠加，故为并联反馈。3.12 指出如图3.21所示各放大电路中的反馈环节，判别其反馈极性和类型。 图3.21 习题3.12的图分析本题电路由两级运算放 大 器 组 成 ， 反馈极性和类型的判别方法与晶体管放大电路的判别方法一样，反馈极性运用瞬时极性法判别，电压反馈和电流反馈的判别看反馈电路是否直接从输出端引出，并联反馈和串联反馈的判别看反馈信号与输入信号是否加在同一个输入端。解对图3.21（a）所示电路，引入反馈的是电阻 R4，为电流串联负反馈，理由如下：首先，如图3.22（a）所示，设 ui 为正，则第一级运放的输出为负，第二级运放的输出为正， uf 亦为正，净输入信号与没有反馈时相比减小了，故为负反馈。其次，由于反馈
