模拟电子技术 作业三

模拟电子技术

陆一洲 5140309557 of F1403020

2.5

在下图所示电路中,已知晶体管的 $\beta=80$，$r_\mathrm{be}=1\ \mathrm{k\Omega}$，$\dot U_\mathrm{i}=20\ \mathrm{mV}$，静态时 $U_\mathrm{BEQ}=0.7\ \mathrm{V}$，$U_\mathrm{CEQ}=4\ \mathrm{V}$，$I_\mathrm{BQ}=20\ \mathrm{\mu A}$。判断下列结论是否正确，在括号内打“√”和 “×”表示。

• $\dot A_\mathrm{u}=-\frac{4}{20\times10^{-3}}=-200$ (×)
• $\dot A_\mathrm{u}=-\frac{4}{0.7}=-5.71$ (×)
• $\dot A_\mathrm{u}=-\frac{80\times5}{1}=-5.71$ (×)
• $\dot A_\mathrm{u}=-\frac{80\times2.5}{1}=-200$ (√)
• $R_\mathrm{i}=\frac{20}{20}\ \mathrm{k\Omega}=1\ \mathrm{k\Omega}$ (×)
• $R_\mathrm{i}=\frac{0.7}{0.02}\ \mathrm{k\Omega}=35\ \mathrm{k\Omega}$ (×)
• $R_\mathrm{i}\approx3\ \mathrm{k\Omega}$ (×)
• $R_\mathrm{i}\approx1\ \mathrm{k\Omega}$ (√)
• $R_\mathrm{O}=5\ \mathrm{k\Omega}$ (√)
• $R_\mathrm{O}=2.5\ \mathrm{k\Omega}$ (×)
• $\dot U_\mathrm{S}\approx20\ \mathrm{mV}$ (×)
• $\dot U_\mathrm{S}\approx20\ \mathrm{mV}$ (√)

2.7

电路如下图所示，晶体管的 $\beta=80$，$r_\mathrm{bb'}=100\ \mathrm{\Omega}$。分别计算 $R_\mathrm{L}=\infty$ 和 $R_\mathrm{L}=3\ \mathrm{k\Omega}$ 时的 Q 点、$\dot A_\mathrm{u}$、$R_\mathrm{i}$ 和 $R_\mathrm{o}$。

在空载和带负载情况下，电路的静态电流，$r_\mathrm{be}$ 均相等，它们分别为： $$\begin{align*} I_\mathrm{BQ}&=\frac{V_\mathrm{CC}-U_\mathrm{BEQ}}{R_\mathrm{b}}-\frac{U_\mathrm{BEQ}}{R_\mathrm{s}}\approx22\ \mathrm{\mu A}\\ I_\mathrm{CQ}&=\beta I_\mathrm{BQ}\approx1.76\ \mathrm{m}\\ r_\mathrm{ve}&=r_\mathrm{bb'}+(1+\beta)\frac{26\ \mathrm{mV}}{I_\mathrm{EQ}}\approx1.3\ \mathrm{k\Omega} \end{align*}$$ 空载时，静态管压降，电压放大倍数、输入电阻、输出电阻分别为： $$\begin{align*} U_\mathrm{CEQ}&=V_\mathrm{CC}-I_\mathrm{CQ}R_\mathrm{c}\approx 6.2\ \mathrm{V}\\ R_\mathrm{i}&\approx r_\mathrm{be}\approx1.3\ \mathrm{k\Omega}\\ R_\mathrm{o}&=R_\mathrm{c}=5\ \mathrm{k\Omega}\\ \dot A_\mathrm{u}&=-\frac{\beta R_\mathrm{c}}{r_\mathrm{be}}\approx-308\\ \dot A_\mathrm{us}&=-\frac{r_\mathrm{be}}{r_\mathrm{be}+R_\mathrm{s}}\cdot\dot A_\mathrm{u}\approx-93 \end{align*}$$ $R_\mathrm{L}=3\ \mathrm{k\Omega}$ 时，静态管压降、电压放大倍数非别为： $$\begin{align*} U_\mathrm{CEQ}&=\frac{R_\mathrm{L}}{R_\mathrm{L}+R_\mathrm{c}}V_\mathrm{cc}-I_\mathrm{CQ}(R_\mathrm{c}//R_\mathrm{L})\approx2.3\ \mathrm{V}\\ \dot A_\mathrm{u}&=-\frac{\beta(R_\mathrm{c}//R_\mathrm{L})}{r_\mathrm{be}}\approx-115\\ \dot A_\mathrm{us}&=-\frac{r_\mathrm{be}}{r_\mathrm{be}+R_\mathrm{s}}\cdot\dot A_\mathrm{u}\approx-34.7\\ R_\mathrm{i}&=R_\mathrm{b}//r_\mathrm{be}\approx r_\mathrm{be}\approx 1.3\ \mathrm{k\Omega}\\ R_\mathrm{o}&=R_\mathrm{c}=5\ \mathrm{k\Omega} \end{align*}$$

2.9

已知下图所示电路中，晶体管 $\beta=100$，$r_\mathrm{be}=1.4\ \mathrm{k\Omega}$。
(1) 现已测得静态管压降 $U_\mathrm{CEQ}=6\ \mathrm{V}$，估算 $R_\mathrm{b}$；
(2) 若测得 $\dot U_\mathrm{i}$ 和 $\dot U_\mathrm{o}$ 的有效值分别为 $1\ \mathrm{mV}$ 和 $100\ \mathrm{mV}$，则负载电阻 $R_\mathrm{L}$ 为多少？

(1) $$I_\mathrm{C}=\frac{V_\mathrm{CC}-U_\mathrm{CE}}{R_\mathrm{c}}=2\ \mathrm{mA},\ \ I_\mathrm{B}=I_\mathrm{C}/\beta=20\ \mathrm{\mu A}\Rightarrow R_\mathrm{b}=\frac{V_\mathrm{CC}-U_\mathrm{BE}}{I_\mathrm{B}}=565\ \mathrm{k\Omega}$$ (2) $$\dot A_\mathrm{u}=-\frac{U_\mathrm{o}}{U_\mathrm{i}}=-\frac{\beta(R_\mathrm{c}//R_\mathrm{L})}{r_\mathrm{be}}=-100\Rightarrow R_\mathrm{L}=2.625\ \mathrm{k\Omega}$$

2.11

电路如下图所示，晶体管 $\beta=100$， $r_\mathrm{bb'}=100\Omega$。
(1) 求电路的 Q 点、$\dot A_\mathrm{u}$、$R_\mathrm{i}$ 和 $R_\mathrm{o}$；
(2) 若改用 $\beta=200$ 的晶体管，则 Q 点如何变化？
(3) 若电容 $C_\mathrm{e}$ 开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？

(1) 静态分析： $$U_\mathrm{BQ}=\frac{R_\mathrm{b1}}{R_\mathrm{b1}+R_\mathrm{b2}}\cdot V_\mathrm{CC}=2\ \mathrm{V}, I_\mathrm{EQ}=\frac{U_\mathrm{BQ}-U_\mathrm{BEQ}}{R_\mathrm{f}+R_\mathrm{e}}=1\ \mathrm{mA},\\ I_\mathrm{BQ}=\frac{I_\mathrm{EQ}}{1+\beta}=10\ \mathrm{\mu A}, U_\mathrm{CEQ}=5.7\ \mathrm{V}$$ 动态分析： $$r_\mathrm{be}\approx 2.73\ \mathrm{k\Omega},\dot A_\mathrm{u}=-7.7,R_\mathrm{i}\approx=3.7\ \mathrm{k\Omega},R_\mathrm{o}=5\ \mathrm{k\Omega}$$ (2) $\beta=200$ 时， $U_\mathrm{BQ}$、$I_\mathrm{EQ}$ 和 $U_\mathrm{CEQ}$ 不变，$I_\mathrm{BQ}$ 减小为 $5\ \mathrm{\mu A}$
(3) $C_\mathrm{e}$ 开路时，$\dot A_\mathrm{u}$ 减小为 $-1.92$，$R_\mathrm{i}$ 增大为 $4.1\ \mathrm{k\Omega}$，$R_\mathrm{o}$ 不变。