




已閱讀5頁,還剩52頁未讀, 繼續免費閱讀
版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
【例2-1】電路如圖所示,晶體管的100,UBE0.7 V,飽和管壓降UCES0.4 V;穩壓管的穩定電壓UZ4V,正向導通電壓UD0.7 V,穩定電流IZ5 mA,最大穩定電流IZM25 mA。試問:(1)當uI為0 V、1.5 V、25 V時uO各為多少?(2)若Rc短路,將產生什么現象?【相關知識】晶體管工作狀態的判斷,穩壓管是否工作在穩壓狀態的判斷以及限流電阻的作用。【解題思路】(1) 根據uI的值判斷晶體管的工作狀態。 (2) 根據穩壓管的工作狀態判斷uO的值?!窘忸}過程】(1)當uI0時,晶體管截止;穩壓管的電流 在IZ和IZM之間,故uOUZ4 V。 當uI1.5V時,晶體管導通,基極電流 假設晶體管工作在放大狀態,則集電極電流 由于uOUCES0.4 V,說明假設成立,即晶體管工作在放大狀態。 值得指出的是,雖然當uI為0 V和1.5 V時uO均為4 V,但是原因不同;前者因晶體管截止、穩壓管 工作在穩壓區,且穩定電壓為4 V,使uO4 V;后者因晶體管工作在放大區使uO4 V,此時穩壓 管因電流為零而截止。 當uI2.5 V時,晶體管導通,基極電流 假設晶體管工作在放大狀態,則集電極電流 在正電源供電的情況下,uO不可能小于零,故假設不成立,說明晶體管工作在飽和狀態。 實際上,也可以假設晶體管工作在飽和狀態,求出臨界飽和時的基極電流為 IB=0.18 mAIBS,說明假設成立,即晶體管工作在飽和狀態。 (2)若Rc短路,電源電壓將加在穩壓管兩端,使穩壓管損壞。若穩壓管燒斷,則uOVCC12 V。 若穩壓管燒成短路,則將電源短路;如果電源沒有短路保護措施,則也將因輸出電流過大而損壞【方法總結】(1) 晶體管工作狀態的判斷:對于NPN型管,若uBEUon(開啟電壓),則處于導通狀態;若同 時滿足UCUBUE,則處于放大狀態,ICIB;若此時基極電流 則處于飽和狀態,式中ICS為集電極飽和電流,IBS是使管子臨界飽和時的基極電流。 (2)穩壓管是否工作在穩壓狀態的判斷:穩壓管所流過的反向電流大于穩定電流IZ才工作在穩壓 區,反向電流小于最大穩定電流IZM才不會因功耗過大而損壞,因而在穩壓管電路中限流電阻必不 可少。圖示電路中Rc既是晶體管的集電極電阻,又是穩壓管的限流電阻。【例2-6】在圖(a)所示電路中,已知晶體管的=100,rbe=1 k;靜態時UBEQ=0.7 V, UCEQ=6 V,IBQ=20 A;輸入電壓為20 mV;耦合電容對交流信號可視為短路。判斷下列結論是否正確,凡對的在括號內打“”,否則打“”。 (1)電路的電壓放大倍數 () () () () (2)電路的輸入電阻 () () () () (3)電路的輸出電阻 () () () (4)信號源的電壓有效值 () ()【相關知識】放大電路的靜態和動態的概念,放大電路動態參數的物理意義?!窘忸}思路】(1)用直流通路求解靜態工作點。 (2)用交流等效電路求解電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻等動態參數。【解題過程】為了得到正確結論,可首先畫出圖(a)所示電路的交流等效電路,如圖(b)所示;然后按各動態參 數的定義分別求解它們的數值。 由圖可得,, (1)、均用靜態量求解,故不正確;當電路帶負載時,輸出電壓應為考慮了負載作用的 ,為空載時的,故也不正確。結論是:,。 (2)、均用靜態量求解Ri,故不正確;放大電路的輸入電阻Ri是放大電路自身的參數,與信 號源內阻Rs無關,故也不正確。結論是:,。 (3)輸出電阻Ro是放大電路自身的參數,與負載電阻RL無關,故不正確;用靜態量求解Ro, 故也不正確。結論是:,。 (4)從圖(b)可知,是在Rs和Ri回路中Ri所得的電壓,故結論是:,。圖(a)圖(b)【方法總結】在大多數放大電路中,總是直流電源和信號源同時作用。 (1)直流電源決定靜態工作點,需用直流通路求解。 (2)信號源為電路的輸入回路提供動態電流和電壓,通過放大電路對能量的控制和轉換作用使負 載從直流電源獲得放大了的動態信號。電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻均為動態參數,需用 交流等效電路求解?!境R婂e誤】混淆靜態和動態的概念,誤用靜態參數求解動態參數或者不能正確理解各個動態參數的物理意義【例2-7】單級放大電路如圖所示,已知Vcc=15V,, 此時調到,晶體管飽和壓降UCES為1V,晶體管的結電容可以忽略。試求: (1)靜態工作點,: (2)中頻電壓放大倍數、輸出電阻、輸入電阻; (3)估計上限截止頻率和下限截止頻率; (4)動態范圍=?輸入電壓最大值Ui p=? (5)當輸入電壓的最大值大于Ui p時將首先出現什么失真?【相關知識】(1)共射極放大電路。 (2)放大電路的頻率特性?!窘忸}思路】(1)根據直流通路可求得放大電路的靜態工作點。 (2)根據交流通路可求得放大電路的、。 (3)根據高頻區、低頻區的等效電路可分別求出和。 (4)根據靜態工作點及交流負載線的斜率可求得動態范圍,同時可判斷電路出現失真的狀況(5)根據電壓放大倍數和動態范圍可求出Ui p?!窘忸}過程】(1)采用估算法求解靜態工作點。由圖可知 故 (2)利用微變等效電路法,求解放大電路的動態指標。 (3)當電路中只有一個慣性環節時,電路的截止頻率可以表示為,其中 為電容 所在回路的等效電阻。 在高頻區,根據題意,晶體管的結電容可以忽略,影響電路上限截止頻率的電容只有負載等效電 容。故電路的上限截止頻率為 在低頻區,影響下限截止頻率的電容有、和。可以分別考慮輸入回路電容(、)和 輸出回路電容()的影響,再綜合考慮它們共同作用時對電路下限截止頻率的影響。 只考慮輸出回路電容時 只考慮輸入回路電容和時,為了簡化計算,忽略偏置電阻及射極電阻的影響,把射極旁路電 容折算到基極回路,則有 由于,所以電路的下限截止頻率為 (4)由于,即電路的最 大不失真輸出電壓受截止失真的限制,故電路的動態范圍 輸入電壓最大值 (5)由上述分析可知,當輸入電壓的最大值大于U ip時,電路將首先出現截止失真。【例2-8】 電路如圖所示。晶體管T為3DG4A型硅管,其、rbb=80。電路中的VCC=24V、RB = 96k、RC =RE=2.4k、電容器C1、C2、C3 的電容量均足夠大、正弦波輸入信號的電壓有效值Ui=1V。試求: (1) 輸出電壓Uo1、Uo2的有效值; (2) 用內阻為10k的交流電壓表分別測量uo1、uo2時,交流電壓表的讀數各為多少?【相關知識】 共射極放大電路、共集電極放大電路?!窘忸}思路】 (1)根據共射極、共集電極放大電路的開路電壓放大倍數求。 (2)根據時共射極、共集電極放大電路的電壓放大倍數求?!窘忸}過程】 (1) (2) 設表內阻為RL,則 由以上計算結果可見,信號由發射極輸出時,因電路輸出電阻小而帶負載能力強?!境R婂e誤】 容易忽視電壓表內阻對被測電路的負載效應。【例2-9】放大電路如圖(a)所示,晶體管的輸出特性和交、直流負載線如圖(b)所示。已知,。試求: (1)電路參數、的數值。 (2)在輸出電壓不產生失真的條件下,最大輸入電壓的峰值。圖(a) 圖(b) 【相關知識】 放大電路的靜態、動態圖解分析方法?!窘忸}思路】 (1)由直流負載線可獲得放大電路的靜態工作點; (2)由交流負載線可獲得放大電路的一些動態參數及輸出電壓不失真時最大的輸入電壓?!窘忸}過程】 (1)從輸出特性和直流負載線可以看出, 。由交流負載線可看出最大不失真輸出電壓幅值受截止失真的限制,輸出電壓幅值 的最大值 由 可以算出 由 可以算出 由 可以算出 (2)由圖 (b)看出 , 則 所以 輸出電壓不產生失真時的最大輸入電壓的峰值【另一種解法】在計算最大不失真輸入電壓峰值時,還可通過計算確定,然 后利用的關系 求解。 由圖(b)可知,當輸入信號增大時,放大電路將首先產生截止失真。而電路不產生截止失真的臨 界條件是: 即 而 故【例2-10】圖為一個放大電路的交流通路。試在下列三種情況下寫出電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻的表達式: (1) ,信號從基極輸入,放大后從集電極輸出; (2) ,信號從基極輸入,放大后從發射極輸出; (3) ,信號從發射極輸入,放大后從集電極輸出?!鞠嚓P知識】 共射極、共集電極、共基極放大電路的動態分析?!窘忸}思路】 (1)確定放大電路的類型。 (2)由放大電路的微變等效電路可得出該電路的、和?!窘忸}過程】 (1),信號從基極輸入,從集電極輸出,電路為共射極放大電路。 電壓放大倍數, 輸入電阻 輸出電阻 (2) ,信號從基極輸入,從發射極輸出,電路為集電極放大電路。 電壓放大倍數 輸入電阻 輸出電阻 (3) ,信號從發射極輸入,從集電極輸出。電路為共基極放大電路。 電壓放大倍數 輸入電阻 輸出電阻【例2-12】 某放大電路如圖(a)所示圖示。已知圖中,,。晶體管T的、,。試求: (1)電路的靜態工作點和; (2) 輸入電阻及輸出電阻; (3)電壓放大倍數及 圖(a)【解題思路】 (1)由放大電路的直流通路確定其靜態工作點。 (2)由放大電路的交流通路確定其輸入、輸出電阻及電壓放大倍數?!窘忸}過程】 (1) 由圖(a)可知,該電路是能夠穩定靜態工作點的分壓式偏置共射極放大電路。畫出放大電路 的直流通路如圖(b)所示。根據戴維寧等效電路法圖(b) 圖(c) 將放大電路的直流通路中的輸入回路(包括、)進行戴維寧等效,其等效電路如圖 (c)所示。圖中: 寫出輸入回路的電流方程有 由上式,可得 (2) 為了計算電路的動態指標,畫出放大電路的微變等效電路,如圖(d)所示。圖(d) 由于 故輸入電阻 根據輸出電阻Ro的定義,令Us = 0,移去RL,且在原來接RL處接入電壓源u,設流入輸出端口的電 流為i??僧嫵銮蠓糯箅娐返妮敵鲭娮璧牡刃щ娐啡鐖D(e)所示。圖(e) 由于Us = 0,且因為受控電流源,當rce可以忽略時,為恒流源,等效內阻為“”,故 : (3) 【例2-13】 電路如圖(a)所示。已知:RB=300k,RE=5.1k,負載電阻RL=5.1k,信號源內阻RS=10k,VCC=12V,C1、C2足夠大,T為硅管,其rbb=100、=50。試求: (1) 電路靜態工作點的數值; (2) 電路動態指標Au、Ri、Aus(=Uo/Us)的數值; (3) 電路輸出電阻Ro的數值。圖(a) 【相關知識】 共集電極電路的靜、動態分析方法?!窘忸}思路】 (1)根據放大電路的直流通路求靜態工作點的數值。 (2)根據放大電路的微變等效電路求Au、Ri、Ro?!窘忸}過程】 (1) 求靜態工作點。畫出直流通路如圖 (b)所示。圖(b) 對于晶體管的發射結組成的回路,有 取UBEQ=0.7V,代入上式,可求得 (2) 畫出放大電路的微變等效電路如圖 (c)所示。圖(c) 因,故 代入數據,得 畫出求Ro的等效電路如圖(d)所示,由于該放大電路所輸入的信號源有內阻,所以在畫求Ro的等效 電路時,將Us短路,但保留RS。圖(d) 由圖可見: 令 ,有 代入上式,得 代入有關參數,可求得電路的輸出電阻 以及并聯后的,如圖(c)所示。圖(c)【例2-20】圖示電路是由共集電極電路與共射極電路組成的共集共射放大電路。這種電路既具有高的輸入電阻,又具有高的電壓放大倍數。已知 , , 。試求電路的電壓放大倍數 、輸入電阻 和輸出電阻 。【解題過程】 阻容耦合放大多級放大電路的動態、靜態分析放大法?!窘忸}思路】 (1)對放大電路進行靜態分析,求出兩個晶體管的輸入電阻 和 。 (2)根據放大電路的微變等效電路可求得放大電路的 、 和 ?!窘忸}過程】 (1)估算兩級電路的靜態工作點,計算兩個晶體管的輸入電阻 和 第一級 第二級 對基極回路進行戴維寧等效,得 故 (2)計算電路的電壓放大倍數及輸入、輸出電阻 因為電路第一級為共集電極放大電路,第二級為共射極放大電路。故 又因為第二級電路的輸入電阻 整個電路的輸入電阻 整個電路的輸出電阻【例3-5】 電路如圖(a)示。其中,,場效應管的輸出特性如圖(b) 所示。試求電路的靜態工作點、和之值。圖(a) 圖(b)【相關知識】 結型場效應管及其外特性,自給偏壓電路,放大電路的直流通路、解析法、圖解法?!窘忸}思路】 根據放大電路的直流通路,利用解析法或圖解法可求得電路的靜態工作點。【解題過程】 由場效應管的輸出特性可知管子的,由式及得與雙極型晶體管放大電路類似,分析場效應管放大電路的靜態工作點,也有兩種方法,解析法和圖解法【另一種解法】 (1)在輸出特性曲線上,根據輸出回路直流負載線方程 作直流負載線MN,如圖(d)所示。MN與不同的輸出特性曲線有不同的交點。Q點應該在MN上。圖(c) 圖(d)(2)由交點對應的、值在坐標上作曲線,稱為控制特性,如圖 (c)所示。(3)在控制特性上,根據輸入回路直流負載線方程代入,可作出輸入回路直流負載線。該負載線過原點,其斜率為,與控制特性曲線的交點即為靜態工作點。由此可得,(4)根據,在輸出回路直流負載線上可求得工作點,再由點可得?!纠?-7】現有基本放大電路: A. 共射電路 B. 共集電路 C. 共基電路 D. 共源電路 E. 共漏電路 輸入電阻為Ri,電壓放大倍數的數值為|,輸出電阻為Ro。根據要求選擇合適電路組成兩級放大電路。(1)要求Ri為1 k3 k, |104,第一級應采用_,第二級應采用_。(2)要求Ri大于10 M,|為500左右,第一級應采用_,第二級應采用_。(3)要求Ri約為150 k,|約為100,第一級應采用_,第二級應采用_。(4)要求|約為10,Ri大于10 M,Ro小于100 ,第一級應采用_,第二級應采用_。(5)設信號源為內阻很大的電壓源,要求將輸入電流轉換成輸出電壓,且|1000,Ro小于100 ,第一級應采用_,第二級應采用_?!鞠嚓P知識】 晶體管及場效應管放大電路三種接法的性能特點,單級放大電路組成多級放大電路后動態參數的相互影響。【解題思路】 (1)通常,實用的(非原理性)基本放大電路動態參數的數量級如下表所示,僅供參考,有些情況也可能超出此范圍。表 實用基本放大電路動態參數的數量級(空載情況下)基本接法|RiRo共射100(幾十至幾百)幾百歐至幾千歐幾百歐至十幾千歐共基100(1)最小可達十幾歐幾百歐至十幾千歐共集11+(幾十至幾百)幾十千歐至100千歐以上最小可達十幾歐共源幾至十幾 1兆歐以上幾百歐至十幾千歐共漏1 1兆歐以上幾百歐至幾千歐(2)根據多級放大電路性能指標要求以及基本放大電路動態參數的特點來組成多級放大電路?!窘忸}過程】 (1)由于Ri1 k3 k,第一級應采用共射放大電路;由于|104,第二級也應采用共射放大電路。 同樣具有較強的電壓放大能力,為什么第二級不能選用共基放大電路呢?因為共基放大電路的輸入電阻很小,使第一級的電壓放大倍數變得很小,甚至完全不能放大,所以若采用共基電路,則不能滿足電壓放大倍數的要求。 (2)由于Ri大于10M,第一級應采用場效應管放大電路,若采用共漏放大電路,只第二級電路具有電壓放大能力,則難于實現|為500左右,故第一級應采用共源放大電路,第二級應采用共射放大電路 (3)由于Ri約為150 k,第一級應采用共集放大電路;由于|約為100,第二級應采用共射放大電路。 (4)由于Ri大于10 M,第一級應采用場效應管放大電路;由于Ro小于100 ,第二級應采用共集放大電路;要求|約為10,第一級應采用共源放大電路,而不能采用共漏放大電路。 (5)由于信號源為內阻很大的電壓源,即近似為恒流源,因此放大電路的輸入電阻應盡可能小,以使信號源電流更多地流入放大電路,故第一級應采用共基放大電路。由于Ro小于100 ,第二級應采用共集放大電路。這樣,第一級實現將輸入電流轉換成電壓,第二級的輸出電壓近似等于第一級的輸出電壓,且具有很強的帶負載能力。 綜上所述,答案為(1)A,A;(2)D,A;(3)B,A;(4)D,B;(5)C,B。第四章【例4-1】三個兩級放大電路如下圖所示,已知圖中所有晶體管的均為100,rbe均為1 k,所有電容均為10 F,VCC均相同。填空: (1)填入共射放大電路、共基放大電路等電路名稱。 圖(a)的第一級為_,第二級為_; 圖(b)的第一級為_,第二級為_; 圖(c)的第一級為_,第二級為_。 (2)三個電路中輸入電阻最大的電路是_,最小的電路是_;輸出電阻最大的電路是_,最小的電路是_;電壓放大倍數數值最大的電路是_;低頻特性最好的電路是_;若能調節Q點,則最大不失真輸出電壓最大的電路是_;輸出電壓與輸入電壓同相的電路是_。【相關知識】晶體管放大電路三種接法的性能特點,多級放大電路不同耦合方式及其特點,多級放大電路動態參數與組成它的各級電路的關系?!窘忸}思路】(1)通過信號的流通方向,觀察輸入信號作用于晶體管和場效應管的哪一極以及從哪一極輸出的信號作用于負載,判斷多級放大電路中各級電路屬于哪種基本放大電路。 (2)根據各種晶體管基本放大電路的參數特點,以及單級放大電路連接成多級后相互間參數的影響,分析各多級放大電路參數的特點?!窘忸}過程】(1)在電路(a)中,T1為第一級的放大管,信號作用于其發射極,又從集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),故第一級是共基放大電路;T2和T3組成的復合管為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T2的基極,又從復合管的發射極輸出,故第二級是共集放大電路。 在電路(b)中,T1和T2為第一級的放大管,構成差分放大電路,信號作用于T1和T2的基極,又從T2的集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),是雙端輸入單端輸出形式,故第一級是(共射)差分放大電路;T3為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T3的基極,又從其發射極輸出,故第二級是共集放大電路。 在電路(c)中,第一級是典型的Q點穩定電路,信號作用于T1的基極,又從集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),故為共射放大電路;T2為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T2的基極,又從其集電極輸出,故第二級是共射放大電路。 應當特別指出,電路(c)中T3和三個電阻(8.2 k、1.8 k、1 k)組成的電路構成電流源,等效成T2的集電極負載,理想情況下等效電阻趨于無窮大。電流源的特征是其輸入回路沒有動態信號的作用。要特別注意電路(c)的第二級電路與互補輸出級的區別。 (2)比較三個電路的輸入回路,電路(a)的輸入級為共基電路,它的eb間等效電阻為rbe/(1+),Ri小于rbe/(1+);電路(b)的輸入級為差分電路,Ri大于2rbe;電路(c)輸入級為共射電路,Ri是rbe與10 k、3.3 k電阻并聯,Ri不可能小于rbe/(1+);因此,輸入電阻最小的電路為(a),最大的電路為(b)。 電路(c)的輸出端接T2和T3的集電極,對于具有理想輸出特性的晶體管,它們對“地”看進去的等效電阻均為無窮大,故電路(c)的輸出電阻最大。比較電路(a)和電路(b),雖然它們的輸出級均為射極輸出器,但前者的信號源內阻為3.3 k,后者的信號源內阻為10 k;且由于前者采用復合管作放大管,從射極回路看進去的等效電阻表達式中有1/(1+)2,而后者從射極回路看進去的等效電阻表達式中僅為有1/(1+),故電路(a)的輸出電阻最小。 由于電路(c)采用兩級共射放大電路,且第二級的電壓放大倍數數值趨于無窮大,而電路(a)和(b)均只有第一級有電壓放大作用,故電壓放大倍數數值最大的電路是(c)。 由于只有電路(b)采用直接耦合方式,故其低頻特性最好。 由于只有電路(b)采用VCC兩路電源供電,若Q點可調節,則其最大不失真輸出電壓的峰值可接近VCC,故最大不失真輸出電壓最大的電路是(b)。 由于共射電路的輸出電壓與輸入電壓反相,共集和共基電路的輸出電壓與輸入電壓同相,可以逐級判斷相位關系,從而得出各電路輸出電壓與輸入電壓的相位關系。電路(a)和(b)中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均同相,故兩個電路的輸出電壓與輸入電壓均同相。電路(c)中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均反相,故整個電路的輸出電壓與輸入電壓也同相。 綜上所述,答案為(1)共基放大電路,共集放大電路;差分放大電路,共集放大電路;共射放大電路,共射放大電路;(2)(b),(a);(c),(a);(c);(b);(b);(a),(b),(c)。【例4-5】 差動放大電路及其參數如圖所示。設T1、T2的特性一致,=50,UBE=0.7V,總的差模輸入信號uid =50mV共模干擾信號uic=1V,試求: (1)T1和T2的靜態工作點IC、UC之值; (2)輸出信號電壓uo及共模抑制比KCMR之值; (3)若將負載電阻接在集電極C1對地之間,重新計算UC,再求uo及KCMR之值; (4)差模輸入電阻Rid、共模輸入電阻Ric和輸出電阻Ro之值。【相關知識】 差分放大電路的靜態和動態分析方法?!窘忸}思路】 根據差分放大電路的直流通路求解電路的靜態工作點,雙端輸出時利用電路的對稱性,單端輸出時考慮負載對靜態工作點的影響。根據差模等效電路和共模等效電路分別求解差模電壓放大倍數、差模輸入電阻,共模電壓放大倍數、共模輸入電阻,輸出電阻,共模抑制比等技術指標?!窘忸}過程】 圖中RW是調零電位器,如果電路完全對稱,調零電位器RW可以不要。實際上,電路兩邊參數不可能完全對稱,只能說比較接近而已。因而,實際電路中需要利用調零電位器調整工作點使ui=0時uo=0。為了計算簡單,在估算電路各項技術指標時,一般設RW的滑動端在電位器的中間。 (1)因電路兩邊完全對稱,從直流等效電路可得 因 則有 (2)根據題意,應先算出電壓放大倍數,然后按線性關系計算輸出電壓。 (3)由于電路采用直接耦合方式,當負載電阻接在集電極C1對地之間時,電路的靜態工作點UC將與前面的估算值不同,必須重新估算。根據電路可得以下關系 經整理可得: (4)差模輸入電阻,共模輸入電阻,輸出電阻分別計算如下 雙端輸出時,輸出電阻【例4-6】電路如圖所示,已知各三極管的、,。當輸入信號電壓為、時,求輸出電壓之值?!鞠嚓P知識】 差分放大電路的動態分析方法?!窘忸}思路】 先分別計算單端輸出差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數,并把輸入信號分解成差模和共模信號,然后分別計算差模輸出電壓和共模輸出電壓,并求二者的代數和?!窘忸}過程】 由已知條件可得,差模電壓放大倍數 共模電壓放大倍數 則,電路的輸出信號電壓【例4-7】差分放大電路如圖所示。若忽略的影響。 (1)試寫出輸出電壓的表達式。 (2)若要求等效共模信號引起輸出電壓的誤差小于10%,試求共模抑制比應滿足的關系式?!窘忸}過程】 差分放大電路的動態分析。【解題思路】 (1)先把輸入信號分解成差模和共模信號,并分別寫出差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數的表達式,然后分別寫出差模輸出電壓和共模輸出電壓與輸入信號的關系,并求二者的代數和。 (2)先推導等效共模信號引起輸出電壓誤差的關系,并用共模抑制比表示,再根據題目給定的誤差條件,求出共模抑制比應滿足的關系式?!窘忸}過程】 (1)由圖可知,本題電路是單端輸入、單端輸出的差分放大器。所以 差模信號 共模信號 輸出電壓 式中 故 (2)由題意可知,共模信號引起輸出電壓的誤差為 若要求共模信號引起的誤差小于10%,則應有 由于 代入上式得 故 共模抑制比應滿足關系式【例5-2】在括號內填入“”或“”,表明下列說法是否正確。 (1)若從放大電路的輸出回路有通路引回其輸入回路,則說明電路引入了反饋。 (2)若放大電路的放大倍數為“”,則引入的反饋一定是正反饋,若放大電路的放大倍數為“”,則引入的反饋一定是負反饋。 (3)直接耦合放大電路引入的反饋為直流反饋,阻容耦合放大電路引入的反饋為交流反饋。 (4)既然電壓負反饋可以穩定輸出電壓,即負載上的電壓,那么它也就穩定了負載電流。 (5)放大電路的凈輸入電壓等于輸入電壓與反饋電壓之差,說明電路引入了串聯負反饋;凈輸入電流等于輸入電流與反饋電流之差,說明電路引入了并聯負反饋。 (6)將負反饋放大電路的反饋斷開,就得到電路方框圖中的基本放大電路。 (7)反饋網絡是由影響反饋系數的所有的元件組成的網絡。 (8)阻容耦合放大電路的耦合電容、旁路電容越多,引入負反饋后,越容易產生低頻振蕩?!鞠嚓P知識】 反饋的有關概念,包括什么是反饋、直流反饋和交流反饋、電壓負反饋和電流負反饋、串聯負反饋和并聯負反饋、負反饋放大電路的方框圖、放大電路的穩定性【解題思路】 正確理解反饋的相關概念,根據這些概念判斷各題的正誤?!窘忸}過程】 (1)通常,稱將輸出量引回并影響凈輸入量的電流通路為反饋通路。反饋是指輸出量通過一定的方式“回授”,影響凈輸入量。因而只要輸出回路與輸入回路之間有反饋通路,就說明電路引入了反饋,而反饋通路不一定將放大電路的輸出端和輸入端相連接。例如,在下圖所示反饋放大電路中,R2構成反饋通路,但它并沒有把輸出端和輸入端連接起來。故本題說法正確。 (2)正、負反饋決定于反饋的結果是使放大電路的凈輸入量或輸出量的變化增大了還是減小了,若增大則為正反饋,否則為負反饋;與放大電路放大倍數的極性無關。換言之,無論放大倍數的符號是“”還是“”,放大電路均可引入正反饋,也可引入負反饋。故本題說法錯誤。 (3)直流反饋是放大電路直流通路中的反饋,交流反饋是放大電路交流通路中的反饋,與放大電路的耦合方式無直接關系。本題說法錯誤。 (4)電壓負反饋穩定輸出電壓,是指在輸出端負載變化時輸出電壓變化很小,因而若負載變化則其電流會隨之變化。故本題說法錯誤。 (5)根據串聯負反饋和并聯負反饋的定義,本題說法正確。 (6)本題說法錯誤。負反饋放大電路方框圖中的基本放大電路需滿足兩個條件,一是斷開反饋,二是考慮反饋網絡對放大電路的負載效應。雖然本課程并不要求利用方框圖求解負反饋放大電路,但是應正確理解方框圖的組成。 (7)反饋網絡包含所有影響反饋系數的元件組成反饋網絡。例如,在上圖所示電路中,反饋網絡由R1、R2和R4組成,而不僅僅是R2。故本題說法正確。 (8)在低頻段,阻容耦合負反饋放大電路由于耦合電容、旁路電容的存在而產生附加相移,若滿足了自激振蕩的條件,則產生低頻振蕩。根據自激振蕩的相位條件,在放大電路中有三個或三個以上耦合電容、旁路電容,引入負反饋后就有可能產生低頻振蕩,而且電容數量越多越容易產生自激振蕩。故本題說法正確。 綜上所述,答案為:(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)【常見錯誤】 (1)正反饋、負反饋概念不清楚,將正反饋使輸出量的變化增大理解為放大倍數為正,將負反饋使輸出量的變化減小理解為放大倍數為負。 (2)直流反饋與交流反饋概念不清楚,將直流反饋理解為直接耦合放大電路引入的反饋,將交流反饋理解為阻容耦合放大電路引入的反饋。 (3)在分析負反饋放大電路的基本放大電路時,沒有考慮反饋網絡對放大電路的負載效應?!纠?-4】 電路如圖所示,圖中耦合電容器和射極旁路電容器的容量足夠大,在中頻范圍內,它們的容抗近似為零。試判斷電路中反饋的極性和類型(說明各電路中的反饋是正、負、直流、交流、電壓、電流、串聯、并聯反饋)?!鞠嚓P知識】 反饋放大電路?!窘忸}思路】 根據反饋的判斷方法判斷電路中反饋的極性和類型?!窘忸}過程】 圖示電路是兩級阻容耦合放大電路。電阻接的射極與“地”之間,它把第一級放大電路的輸出信號(射極電流近似等于集電極電流)引入第一級的輸入回路,構成了第一級放大電路的本級反饋;并且,無論在直流通路還是在交流通路,這一反饋都存在,故它是本級交直流反饋;由于的射極電位(本級反饋電壓)與的集電極電流成正比,所以該反饋是電流反饋;的基極電位與反饋電壓(電阻的壓降)相減后作用到的基極與射極之間,所以它是串聯反饋;當集電極電流增大時,反饋電壓會隨之而增大,基極與射極之間的電壓(凈輸入信號)會減小,集電極電流會減小,故該反饋是本級電流串聯負反饋。 電路中的電阻網絡和接在的射極和的基極之間,該網絡將的射極電流(近似等于集電極電流)傳送到的基極。因此,電阻網絡和將放大電路的輸出量(集電極電流)返送到電路的輸入回路,構成了級間反饋。由于放大電路的第一級與第二級之間有耦合電容“隔直”,因此該反饋對電路的靜態工作點沒有影響,即不存在直流反饋,僅有交流反饋。 反饋極性判別:利用瞬時極性法。 當給放大電路輸入端加上對地記性為的輸入信號時,集電極和發射極信號極性均為,電阻反饋網絡不會產生相移,反饋到輸入回路的信號極性也為,輸入電流信號與反饋電流信號相減作為放大電路的凈輸入電流信號(的基極電流)。所以該反饋是負反饋。判斷過程如圖所示。 電壓反饋和電流反饋判別: 當令輸出電壓信號等于零時(負載電阻短路),發射極電壓信號(與集電極電流成正比)不等于零,因此反饋信號電流不為零,即反饋電流與輸出電壓無關。因此可知該反饋是電流反饋。實際上,該反饋網絡的輸入信號來自發射極電流,反饋網絡的輸出信號(即反饋信號)與集電極電流成正比,該負反饋能穩定集電極電流。分立元件構成的反饋放大電路往往把輸出級集電極電流作為輸出電流來分析。 串聯反饋和并聯反饋判別: 由于放大電路的凈輸入電流(的基極電流)是由輸入電流和反饋電流(流過的電流)疊加而成,所以該反饋是并聯反饋。 總結上述判別可知,圖示電路是交流電流并聯負反饋。 【例5-6】判斷圖示各電路中是否引入了反饋;若引入了反饋,則判斷是正反饋還是負反饋;若引入了交流負反饋,則判斷是哪種組態的負反饋,并指出反饋系數是哪兩個量的比值,設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。【相關知識】 負反饋放大電路?!窘忸}思路】 一般極間反饋極性的判定采用瞬時極性法,用瞬時極性法時,先找到反饋環路,并假想斷開環路(且令輸入交流信號為零)根據電路的特點,從假想斷開處開始標注瞬時極性,沿環路標回到斷開處,若斷開處兩邊為“+”“-”這個反饋為負反饋,否則為正反饋。【解題過程】 圖(a)所示電路的反饋判斷過程如圖(e)所示。由判斷可知,電路中引入了電流串聯負反饋。反饋系數 圖(b)所示電路的反饋判斷過程如圖(f)所示。由判斷可知,電路中引入了電壓并聯負反饋。反饋系數 圖(c)所示電路中輸出電壓就是反饋電壓,反饋電壓削弱了出入電壓的作用,使晶體管的輸入盡電壓ube減小,引入了電壓串聯負反饋。反饋系數 圖(d)所示電路的反饋判斷過程如圖(g)所示。由判斷可知,該電路引入了正反饋?!纠?-10】電路如圖所示,試合理連線,引入合適組態的反饋,分別滿足下列要求。 (1)減小放大電路從信號源索取的電流,并增強帶負載能力; (2)減小放大電路從信號源索取的電流,穩定輸出電流?!鞠嚓P知識】雙極型管放大電路和單極型管放大電路各種接法的分析及其極性分析,反饋的基本概念,負反饋對放大電路性能的影響,放大電路中引入負反饋的一般原則?!窘忸}思路】(1)分析圖中兩個放大電路的基本接法。 (2)設定兩個放大電路輸入端的極性為正,分別判斷兩個放大電路其它輸入端和輸出端的極性。 (3)根據要求引入合適的負反饋。【解題過程】圖示電路的第一級為差分放大電路,輸入電壓uI對“地”為“”時差分管T1的集電極(即)電位為“”,T2的集電極(即)電位為“”。第二級為共射放大電路,若T3管基極(即)的瞬時極性為“”,則其集電極(即)電位為“”,發射極(即)電位為“”;若反之,則的電位為“”,的電位為“”。 (1)減小放大電路從信號源索取的電流,即增大輸入電阻;增強帶負載能力,即減小輸出電阻;故應引入電壓串聯負反饋。 因為要引入電壓負反饋,所以應從引出反饋;因為要引入串聯負反饋,以減小差分管的凈輸入電壓,所以應將反饋引回到,故而應把電阻Rf接在、之間。Rb2上獲得的電壓為反饋電壓,極性應為上“”下“”,即的電位為“”。因而要求在輸入電壓對“地”為“”時的電位為“”,由此可推導出的電位為“”,需將接到。 結論是,需將接、接、接。 (2)減小放大電路從信號源索取的電流,即增大輸入電阻;穩定輸出電流,即增大輸出電阻;故應引入電流串聯負反饋。 根據上述分析,Rf的一端應接在上;由于需引入電流負反饋,Rf的另一端應接在上。為了引入負反饋,要求的電位為“”,由此可推導出的電位為“”,需將接到。 結論是,需將接、接、接?!痉椒偨Y】(1)減小放大電路從信號源索取的電流,即增大輸入電阻,應引入串聯負反饋。 (2)增強帶負載能力,即減小輸出電阻,應引入電壓負反饋;穩定輸出電壓,即減小輸出電阻,應引入電壓負反饋。 (3)穩定輸出電流,即增大輸出電阻,應引入電流負反饋?!境R婂e誤】在引入反饋時只注意保證引入的反饋組態正確,但沒有保證引入的反饋為負反饋?!纠?-11】用集成運放和若干電阻分別完成以下功能,要求畫出電路來,并求出它們的反饋系數。 (1)具有穩定的電壓放大倍數的放大電路; (2)具有穩定的電流放大倍數的放大電路; (3)實現電壓電流轉換; (4)實現電流電壓轉換。【相關知識】 負反饋放大電路的四種組態及其放大倍數的特點,放大電路中引入負反饋的一般原則。【解題思路】 (1)根據信號源是電壓源或電流源來決定應引入串聯負反饋還是并聯負反饋。 (2)根據負載電阻對放大電路輸出信號的要求(穩定的電壓或者穩定的電流)來決定應引入電壓負反饋還是電流負反饋。【解題過程】 要求(1)的輸入量和輸出量均為電壓,故應引入電壓串聯負反饋,如圖(a)所示。要求(2)的輸入量和輸出量均為電流,故應引入電流并聯負反饋,如圖(b)所示。要求(3)的輸入量為電壓,輸出量為電流,故應引入電流串聯負反饋,如圖(c)所示。要求(4)的輸入量為電流,輸出量為電壓,故應引入電壓并聯負反饋,如圖(d)所示。各電路的瞬時極性如圖中所標注。在理想信號源情況下,圖(a)和(c)中的Rs為零,圖(b)和(d)中的Rs為無窮大。 在圖(a)所示電路中,R1和R2組成反饋網絡,反饋系數為 在圖(b)所示電路中,R1和R2組成反饋網絡,反饋系數為 在圖(c)所示電路中,R1、R2和R3組成反饋網絡,輸出電流通過R1和R2、R3兩個支路分流,在R1上的壓降就是反饋電壓。因而反饋系數為 在圖(d)所示電路中,Rf組成反饋網絡,反饋系數為 應當指出,圖示電路不是唯一的答案?!痉椒偨Y】 (1)信號源有電壓源和電流源之分,對于前者,放大電路應具有比信號源內阻大得多的輸入電阻,以獲取更大的輸入電壓,因而應引入串聯負反饋;對于后者,放大電路應具有比信號源內阻小得多的輸入電阻,以獲取更大的輸入電流,因而應引入并聯負反饋。 (2)負載電阻對放大電路輸出信號的要求有兩種,一種為穩定的電壓,即希望放大電路的輸出為近似恒壓源,輸出電阻盡可能小,因而需引入電壓負反饋;一種為穩定的電流,即希望放大電路的輸出為近似恒流源,輸出電阻盡可
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025江蘇揚州人才集團下屬企業招聘6人筆試備考試題及1套參考答案詳解
- 2025江蘇徐州市中心醫院招聘高層次衛生人才31人筆試備考題庫附答案詳解
- 2025江蘇揚州寶應縣“鄉村振興青年人才”招聘67人筆試備考題庫及參考答案詳解1套
- 2025廣東選拔汕頭市市級鄉村振興人才80人筆試備考題庫參考答案詳解
- 2025河北邯鄲市峰峰礦區招聘農村黨務(村務)工作者157人筆試備考試題及1套參考答案詳解
- 2025年部編版語文四年級下冊第一次月考測試題附答案
- 2025年寶雞市公務員考試行測試卷歷年真題參考答案詳解
- 2025年注冊環保工程師之注冊環保工程師專業基礎能力提升試卷A卷附答案
- 幼兒故事淡藍的元旦旅程
- 房地產項目管理中的安全隱患控制
- 整體施工勞務服務方案
- DBJT13-119-2010 福建省住宅工程質量分戶驗收規程
- 2025年貴州盤江精煤股份有限公司招聘筆試參考題庫含答案解析
- GB/T 26718-2024城市軌道交通安全防范系統技術要求
- 馬工程《藝術學概論》課件424P
- 2025屆上海交大附屬中學高三第三次模擬考試英語試卷含解析
- 胃十二指腸潰瘍瘢痕性幽門梗阻病因介紹
- 安全管理知識培訓課件
- 月亮姑娘做衣裳
- 汽車教練員測試題(含參考答案)
- 中控室安全生產制度模版(3篇)
評論
0/150
提交評論