模电试卷和答案

1 (2) 电路如图（a）所示。设输入信号试分别画出输出电压

的波形。

，，二极管导通压降可以忽略不计，

图 (a)

【解题过程】

在图（a）所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压等于 当 当

时，二极管截止，时，二极管导通，

。所以

由此画出输出电压的波形如图（b）所示。

图 (b)

2 电路如图所示，晶体管的β＝100，UBE＝0.7 V，饱和管压降UCES＝0.4 V；稳压管的稳定电压UZ＝4V，正向导通电压UD＝0.7 V，稳定电流IZ＝5 mA，最大稳定电流IZM＝25 mA。试问： （1）当uI为0 V、1.5 V、2.5 V时uO各为多少？ （2）若Rc短路，将产生什么现象？

【相关知识】

晶体管工作状态的判断，稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。 【解题思路】

（1） 根据uI的值判断晶体管的工作状态。 （2） 根据稳压管的工作状态判断uO的值。 【解题过程】

（1）当uI＝0时，晶体管截止；稳压管的电流

在IZ和IZM之间，故uO＝UZ＝4 V。 当uI＝1.5V时，晶体管导通，基极电流

假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流

由于uO＞UCES＝0.4 V，说明假设成立，即晶体管工作在放大状态。

值得指出的是，虽然当uI为0 V和1.5 V时uO均为4 V，但是原因不同；前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区，且稳定电压为4 V，使uO＝4 V；后者因晶体管工作在放大区使uO＝4 V，此时稳压管因电流为零而截止。

当uI＝2.5 V时，晶体管导通，基极电流

假设晶体管工作在放大状态，则集电极电流

在正电源供电的情况下，uO不可能小于零，故假设不成立，说明晶体管工作在饱和状态。 实际上，也可以假设晶体管工作在饱和状态，求出临界饱和时的基极电流为

IB=0.18 mA＞IBS，说明假设成立，即晶体管工作在饱和状态。

（2）若Rc短路，电源电压将加在稳压管两端，使稳压管损坏。若稳压管烧断，则uO＝VCC＝12 V。

若稳压管烧成短路，则将电源短路；如果电源没有短路保护措施，则也将因输出电流过大而损坏

3 试问图示各电路能否实现电压放大？若不能， 请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。

图(a) 图(b)

图(c) 图(d)

【相关知识】

放大电路的组成原理。 【解题思路】

放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力，又要不产生失真。因此，首先要检查电路中的晶体管（非线性器件）是否有合适的直流偏置，是否工作在放大状态（线性状态），其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通，并具有电压放大的能力。 【解题过程】

图(a)电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻端没有交流电压信号。

，动态时电源

相当于短路，输出

图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻，动态时电源相当于短路，输入交流电压信号也被短路。

图(c) 电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压，静态电流

，放大电路工作在截止状态。

图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真（截止、饱和），当输入信号为正时，应不足以使三极管饱和；当输入信号4 单级放大电路如图所示，已知Vcc=15V，

，，

压降UCES为1V，晶体管的结电容可以忽略。试求： （1）静态工作点，： （2）中频电压放大倍数 （3）动态范围 （4）当输入电压

、输出电阻

为负时，应不会使三极管截止。

，，

,

，

,

此时调到

，

，晶体管饱和

、输入电阻；

=？输入电压最大值Ui p=？

的最大值大于Ui p时将首先出现什么失真？

【解题思路】

（1）根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。 （2）根据交流通路可求得放大电路的

、

、

。

，同时可判断电路出现失真的状况

（3）根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围（4）根据电压放大倍数

和动态范围

可求出Ui p。

【解题过程】

（1）采用估算法求解静态工作点。由图可知

故

（2）利用微变等效电路法，求解放大电路的动态指标。

（3）由于

电压受截止失真的限制，故电路的动态范围

输入电压最大值

（4）由上述分析可知，当输入电压

的最大值大于U ip时，电路将首先出现截止失真。

，即电路的最大不失真输出

5 电路如图所示。rbb'=80Ω。RB = 96kΩ、晶体管T为3DG4A型硅管，其、电路中的VCC=24V、

RC =RE=2.4kΩ、电容器C1、C2、C3 的电容量均足够大、正弦波输入信号的电压有效值Ui=1V。试求： (1) 输出电压Uo1、Uo2的有效值；

(2) 用内阻为10kΩ的交流电压表分别测量uo1、uo2时，交流电压表的读数各为多少？

【解题思路】

（1）根据共射极、共集电极放大电路的开路电压放大倍数求 （2）根据【解题过程】 (1)

时共射极、共集电极放大电路的电压放大倍数求

。

。

(2) 设表内阻为RL，则

由以上计算结果可见，信号由发射极输出时，因电路输出电阻小而带负载能力强。 【常见错误】

容易忽视电压表内阻对被测电路的负载效应。

6 放大电路如图(a)所示，晶体管的输出特性和交、直流负载线如图(b)所示。已知

。试求：

（1）电路参数、、的数值。

（2）在输出电压不产生失真的条件下，最大输入电压的峰值。

，

图(a) 图(b)

【解题思路】

（1）由直流负载线可获得放大电路的静态工作点；

（2）由交流负载线可获得放大电路的一些动态参数及输出电压不失真时最大的输入电压。 【解题过程】 （1）从输出特性和直流负载线可以看出，，，，。由交流负载线可看出最大不失真输出电压幅值受截止失真的限制，输出电压幅值的最大值 由

可以算出

由

可以算出

由

可以算出

（2）由图 (b)看出 则

，

，

【另一种解法】

在计算最大不失真输入电压峰值解

时，还可通过计算

确定

，然 后利用

的关系求

。

由图（b）可知，当输入信号增大时，放大电路将首先产生截止失真。而电路不产生截止失真的临界条件是： 而

故

即

所以 输出电压不产生失真时的最大输入电压的峰值

7 电路如图(a)所示。已知：RB=300kΩ，RE=5.1kΩ，负载电阻RL=5.1kΩ，信号源内阻RS=10kΩ，－VCC=－12V，C1、C2足够大，T为硅管，其rbb'=100Ω、=β=50。试求： (1) 电路静态工作点的数值；

(2) 电路动态指标Au、Ri、Aus（=Uo/Us）的数值； (3) 电路输出电阻Ro的数值。

图(a)

【相关知识】

共集电极电路的静、动态分析方法。

【解题思路】

（1）根据放大电路的直流通路求静态工作点的数值。 （2）根据放大电路的微变等效电路求Au、Ri、Ro。 【解题过程】

(1) 求静态工作点。画出直流通路如图 (b)所示。

图(b)

对于晶体管的发射结组成的回路，有

取UBEQ=－0.7V，代入上式，可求得

(2) 画出放大电路的微变等效电路如图 (c)所示。

图(c)

因，故

代入数据，得

画出求Ro的等效电路如图(d)所示，由于该放大电路所输入的信号源有内阻，所以在画求Ro的等效电路时，将Us短路，但保留RS。

图(d)

由图可见： 令 代入上式，得

，有

代入有关参数，可求得电路的输出电阻

8 有一共基极放大电路如图所示。其中VCC= 24V、RB1 = 90kΩ、RB2=48kΩ、RC =RE=2.4kΩ、负载电阻RL=2.2kΩ，电容器C1、C2、C3 的电容量均足够大。晶体管T为3DG4A型硅管，其rbb'=80Ω、

。

(1) 试估算静态工作点ICQ、UCEQ值； (2) 计算

、Ri及Ro值。

【相关知识】

共基极放大电路、戴维宁定理。 【解题思路】

（1）根据放大电路的直流通路求静态值。

（2）根据放大电路的微变等效电路求Au、Ri、Ro。 【解题过程】

(1) 本题电路中，基极电流算静态工作点。

较大，应利用戴维南定理等效，并考虑偏置电阻的影响后，计

UCEQ≈VCC－ICQ (RC +RE)=24－1.87×(2.4+2.4)=15V (2)

Ro=RC = 2.4 kW 9 放大电路如图所示，已知晶体管

＝100，

。

，

，

。试求放大电

路的输入电阻、输出电阻及电压放大倍数

【相关知识】

共集－共射和共射－共集组合放大电路。 【解题过程】

该电路为共集、共射和共集三级直接耦合放大电路，也可看作共集－共射－共集组合放大电

路。

为了保证输入和输出端的直流电位为零，电路采用了正、负电源，并且用稳压管Dz和二极管D1分别垫高T2、T3管的射极电位。在动态分析时，因Dz和D1的动态电阻很小，可视为短路。 （1）多级放大电路的输入电阻由第一级电路的输入电阻决定。

（2）多级放大电路的输出电阻由最后一级电路的输出电阻决定。

（3）电压放大倍数Aus等于各级电路电压放大倍数的乘积。

10 电路如图所示。已知晶体管T1、T2、T3为特性相同的同型号硅管，它们的UBEQ均为0.7V，rbb'均R1 = 10kΩ、R2= 5.1kΩ、R3= 1kΩ、R4= 1.2kΩ、R5 = 3kΩ、为80Ω，均为50；电路中的VCC= 12V，

R6= 12kΩ、R7 = 20kΩ、R8= 1.2kΩ、R9= 12kΩ、R10 = 5kΩ、R11 = 1.2kΩ、RL=10kΩ；各电容器的电容量均足够大。试求该多级放大电路的 (1) 电压放大倍数 ； (2) 输入电阻Ri及输出电阻Ro值。

【解题思路】

（1）对放大电路进行静态方法，求得各晶体管的输入电阻rbe。

、Ri及Ro。 （2）根据多级放大电路的动态分析方法，求得 【解题过程】

(1) 先求各级的IEQ 及rbe

【例2-24】某共射极放大电路如图(a)所示，已知晶体管的 三极管的结电容等效输入电容 （1）试计算中频电压放大倍数

（2）试计算上、下限截止频率 、 （3）画出幅频、相频特性曲线。

；

，等效输出电容

；

，

忽略不计。

，

，

图(a)

【相关知识】

放大电路的频率特性。 【解题思路】

（1）根据放大电路中频区的微变等效电路可求得

。

。

（2）根据放大电路的高频、低频微变等效电路可求得 、 （3）根据放大电路的频率特性可画出幅频、相频特性曲线。 【解题过程】

（1）画出放大电路的微变等效电路如图(b)所示。

图(b) 由微变等效电路图可求得

故

（2）分别由输入、输出回路求出耦合电容

、

分别单独作用时的下限截止频率

、

由于

，所以放大电路的下限截止频率

由三极管的结电容决定的，高频等效电路的输入回路如图(c)所

由于电路的上限截止频率 示。

图 (c) 由此可得：

（3）由以上分析可以认为该电路在高频区和低频区分别近似为一阶电路，并且已算出

、

线如图(d)所示。

和

的数值，画出相应的幅频、相频特性曲

图 (d)

【例2-25】电路及其参数如图(a)所示。

(1) 若把Ce短路，并要求C1与C2所在回路的时间常数相等,且已知rbe=1kΩ，则C1:C2＝? (2) 若C1与C2所在回路的时间常数均为25ms，则C1、C2的电容值各为多少？下限频率fL≈?

(3) 若C1和C2对电路下限截止频率的作用可以忽略，b ＝100，rbe＝1kΩ，欲使fL ＝60Hz，则Ce应选多少微法?

图(a)

【相关知识】

单管共射极放大电路频率响应的分析方法。 【解题思路】

根据放大电路的低频等效电路对电路进行分析。 【解题过程】

放大电路的低频等效电路如图(b)所示。

图(b)

（1）求解C1:C2

由题意可知，C1与C2所在回路的时间常数相等。即

C1（Rs＋Ri）＝C2（Rc＋RL）

代入有关数据，得

C1 : C2＝5 : 1

25ms。由此可得 （2）已知C1与C2所在回路的时间常数

由C1与C2所决定的下限截止频率

电路的下限截止频率

（2）若C1和C2对电路下限截止频率的作用可以忽略，下限频率决定于Ce所在回路的时间常

数。

Ce所在回路的低频等效电路如图(c)所示。

图(c)

Ce所决定的下限频率

式中R为Ce所在回路的等效电阻。R的值为

由此可得

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