图4-36 题4-2图
解:ri?RB1//??rbe1??1???RE1???376//?1?101?7.5??251.4k?
ri2?RB2//RB3//?rbe2??1???RE2???400//200//?1?101?0.065??7.16k?
??ro=3k?
?1?β1??RC1//ri2?β2?RC2//RL???100?3//1?????1???Aus?Au1Au2???????10rbe1??1?β1??RC1//ri2??rbe2??1???RE2???1?101?0.065???4-3 放大电路见图4-37,场效应管3DO1的gm=2 mS,晶体管3DG6的??50,静态
UBE?0.7 V, 要求:(1) 计算第二级的静态工作点;(2) 写出总电压放大倍数Au 的表达
式;(3)第一级的输入电阻ri和第二级的输出电阻ro等于多少?(4) 说明第一级电路的名称,
在输入级采用此电路有何好处?
?12VRC2k?20k?R1C1++RG10M?RSC2+3DG6RE1RE215.k?C3+RL5k?uo-uiR210k?05.k?+CE-图4-37 题4-3图
解:(1) 计算第二级的静态工作点
VB?104?0.71.65?12?4V IE??1.6mA5?IC IB??0.0mA3
20?10251UCE?12?(2?2)?1.65?5.4V
rbe2?300??(1??)26mV?1103.6??1.1k? IEmA(2)总电压放大倍数Au 的表达式
ri2?20//10//?1.1?51?0.5??5.33k?
Au1?gm(RS//ri2)?11?gm(RS//ri2)RC//RL2//5??50??2.7 ?rbe2??1???RE11.1?51?0.5Au2???Au?Au1?Au2??2.7ro?RC?2 k? (3) ri?RG?10 M?,(4) 第一级为源极跟随器,具有很高的输入阻抗,减少对信号源电压的影响。
.
4-4 两级交流放大电路见图4-38,已知场效应晶体管的 gm=2 mA/V,晶体管的??50,
rbe?600? 。要求:(1) 画出放大电路的微变等效电路;(2) 计算Us?10 mV 时uo?? (3)
计算第一级的输入、输出电阻;(4) 说明前级采用场效应晶体管,后级采用射极输出放大电路的作用。
Rd
Rs
图4-38 题4-4图
1) 放大电路的微变等效电路
ib+?ugs?Rs+RG?rbegmuGSRCRB?ib?RL+?us--?RG1?RG2?RE????uo-
(2)ri2?47//??0.6?51??0.47//0.75????11.56k?
Au1??gm(RD//ri2)??7.54Au2??1????RE//RL??1
rbe2??1????RE//RL?ri??7.54ri?RSro1?RD?5.6 k?
Aus?Au1?Au2Uo?74.5 mV
(3) ri?RG?RG1//RG2?10 M?(4) 前级采用场效应晶体管可以提高电路的输入电阻,后级采用射极跟随器可以降低输出电阻,提高带负载能力。
4-5 电压放大电路和功率放大电路的要求有何不同?
解:电压放大器与功率放大器的区别1) 任务不同。电压放大——不失真地提高输入信号的幅度,以驱动后面的功率放大级,通常工作在小信号状态。 功率放大——信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率,通常工作在大信号状态。
2) 分析方法不同,电压放大采用微变等效电路法和图解法,功率放大采用图解法。
4-6 甲类功率放大电路效率低的原因何在?
解:甲类功率放大电路,将放大电路的静态工作点Q选在其交流负载线中点附近,在整个输入信号周期内,始终有电流流过晶体管,虽然放大的信号不失真,但管耗太大,电路的效率很低。
4-7 甲乙类互补对称功率放大电路为什么可以减小交越失真
解:乙类互补对称功率放大电路中,静态时V1和V2均处于截止状态,当输入信号小于晶体管的死区电压时,基极电流iB基本上等于零。因此,在两管交替工作前后都存在一个由输入特性的死区电压而引起的截止工作区,导致输出电压、电流波形产生信号失真,这种失真称为交越失真。为了消除交越失真,可在晶体管上加一很小的直流偏压,将静压工作点设置在稍高于截止点,使两个功放管在静止时处于于导通状态,即可避开输入特性曲线上的死区电压。这时两只晶体管都工作在甲乙类放大状态。
4-8 单电源互补对称电路中,负载电阻RL=150Ω,要求最大输出功率Pom=120mW, 求电源VCC的值。
解:由于电路为单电源互补对称电路
VCC 2输出电压的有效值为 Uo?Uom/2?VCC/22 22输出功率的最大值 Pom?Uo/RL?VCC/8RL
输出电压的最大值为 Uom =
所以VCC?Pomax?8RL?12V
4-9 在图4-39功放电路中,已知VCC=12V,RL=8Ω。ui为正弦电压,求:(1) 负载上可能得到的最大输出功率; (2) 每个管子的管耗PCM至少应为多少?
图4-39 题4-9图
解:(1)输出功率的最大值 PW om?Uo/RL?VCC/2RL?12/?2?8??9222两个直流电源供给的最大总功率PEmax22VCC2?122???11.46W πRL3.14?8(2) 两个管子的管耗PCM Pcmax?PEmax?Pomax?11.46?9?2.46W
Pcmax?单管??1.23W
4-10 某OCL电路见图4-40a,试回答以下问题。
+Vcc
-Vcc
a) b)
图4-40 题4-10图
(1)当VCC?15V,V1、V2管的饱和压降UCES?2V, RL?8?时,负载RL上得到的输出功率Po应为多大?(2)若VCC?18V,RL?16?,忽略V1、V2管上的饱和压降,当输入ui?102sin?tV时,计算负载RL上得到的输出功率Po为多大?电源提供的功率
PE为多大?单管管耗PC为多大?(3)动态情况下测得负载RL上的电压波形uo(t)见图
4-40b,试判断这种波形失真为何种失真?应调哪个元件?如何调整可以消除失真?(4)静态情况下,若R1、VD1、VD23个元件中有一个开路,你认为会出现什么问题?
解:(1) Pomax(VCC?2)2132???10.56W,
2RL2?8102Uom(2) P??6.5W o?2RL2?162??2输出电流的幅值 Iom?Uom/RL?102/16?0.884A 电源供给的电流 IC?Iom/π?0.28A
电源输入功率 PE?IC?2VCC?0.28?2?18?10.08W 两个管子的管耗PCM Pc?PE?Po?10.08?60.25?3.83W
Pc?单管??1.92W
(3)动态情况下测得负载RL上的电压波形uo(t)这种波形失真为交越失真,应调整电阻R1,
使其增大。
(4)静态情况下,若R1、VD1、VD23个元件中有一个开路,输出波形将只有一半。
*讨论:在功率放大器的分析中,应明确下列几点:
1.功率放大器的输出功率、管耗、电源提供的功率、效率均为输出电压幅值Uom的函数。当Uom不同时,它们的值是不同的。
2. 电路的最大输出功率是指输出电压处于极限状态时的输出功率,公式
2Pom1VCC只有在输出电压达到极限值,并且忽略管子的饱和压降时才可以用。 ?2RL3.互补对称功放中的互补对称输出级属于射级跟随器,所以当已知输入信号的有效值
Ui时,则Uom=Uim=2Ui。
4-11 电路见图4-41,设VCC?20V,RL?8?,管子的饱和压降为2V,求输出功率Po。
+Vcc
RL
图4-41 题4-11图
解:Pomax??UCC?2?/(8RL)??20?2?/(8?8)?5.06W
4-12 在图4-16电路中,已知V1管供给复合管功放级的最大集电极电流和电压分别为Icm1=10mA,Ucem1=10V, 所有管子的β=30,求负载上最大功率Pom。
22
输出电压的幅值Uom不超过10V,相应的输出功率为
Pomax?U?1?10V?1??om????6.25W ??2?RL?2?8?224-13 晶体管3DG6D的极限参数如下:Pcm=100mW,Icm=20mA,UCEO=30V如将它接成变压器耦合单管功率放大电路图4-17,试问:
(1)工作在理想极限状态,最大输出功率Pom是多少?(2)电源电动势应该多大?集
?应该多大?(4)如果负载电阻电极静态电流IC应该多大?(3)最合适的交流等效电阻RL为16Ω,输出变压器的电压变比K应该多大?
解: (1) PEmax?2ECIC/??191mW,Pom= PEmax -Pcm=91mW
(2) EC=30V, IC=10mA , (3) R?L?EC/IC?3kΩ, (4) K?4-14 什么是零点漂移?交流放大器是否也有零点漂移?
R?L/RL?0.433