第3章习题解答
1. 放大器有那些基本指标？分别叙述它们的含义。
答：放大电路的主要性能指标可以用以下几个参数来描述：增益、输入阻抗、输出阻抗、
频率响应和失真。如下图所示：
Rsiiviio+A+voRLvs
增益有电压增益：Av?vovii；电流增益：Ai?o；跨导：Gm?o；跨阻Rm?o
iiviviiivi。 iivo io输入阻抗是：放大电路的输入电压与输入电流之比：Zi?输出阻抗是：放大电路的输出电压与输出电流之比：Zo?频率响应是放大电路对于不同频率信号的放大作用。 失真是说明输出信号是否忠实地再现了输入信号。
2. 放大电路可以根据输入输出信号的不同分成哪几种类型？试总结不同类型放大电路
之间的相互转换关系。
答：一般而言，线性放大电路可以用一个具有输入阻抗、输出阻抗和受控源的网络进行
描述，如下图所示。
iivizivozoiiviziiozo(a)(b)
由于放大电路中采用的有源器件不同，上图中的受控源可以是VCVS、CCCS、VCCS和CCVS四种形式中的任意一种。例如，图(a)中的受控电压源可以是avvi，也可以是rmii；图(b)中的受控电流源可以是aiii，也可以是gmvi。根据等效电源定理，上述几种形式的受控源均可以互相转换。
3. 简单说明频率失真和非线性失真的区别。
答：频率失真属于线性失真，它仅使信号中各频率分量的幅度和相位发生变化，而不会
产生新的频率分量，非线性失真则一定会产生新的频率分量。 4. 单管放大电路的输出动态范围是由哪些参数决定的？试以共射电路说明之。
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第3章习题解答
答：以共射电路为例，单管放大电路的输出动态范围主要取决于电源电压、静态工作点
以及交流负载电阻RL'?RC//RL
5. 试证明：当负载电阻趋于无穷大时，共射电路的极限电压增益绝对值趋于VA/VT。 证明：共射电路的增益绝对值为：gmrce//RC//RL，若RC//RL??rce，则共射电路的增益
绝对值为gmrce?ICVA??VA/VT VTIC6. 试证明：阻容耦合方式的共射电路的极限电压增益绝对值小于VCC/VT。
证明：共射电路的增益绝对值为：gmrce//RC//RL，对阻容耦合方式，rce??RC，故增益
绝对值近似为：gmRC//RL，如果负载开路，则为：gmRC?VCC?VCEQ?ICQRC，如果VCEQ?0，则RC?ICQVTRC。由于
VVCC，从而gmRC?CC。实际上静态工
VTICQ作点VCEQ?0是一种极限情况，在放大区要求VCEQ?0，则RC还要小，故共射电路的极限电压增益绝对值小于VCC/VT。
7. 下图电路均为工作点温度稳定的晶体管单管放大电路，试定性分析其稳定原理。
RBRCVCCRBRCVCCTRTTRTREIS(a) (b)
解： 图（a）是分压偏置电路，RE是直流负反馈电阻，当温度上升导致ICQ上升，一方
面，由于RE电压上升导致VBE下降，进而使ICQ下降；另一方面由于温度补偿电阻RT下降也导致VBE下降，也使ICQ下降，从而达到稳定工作点的目的。
图（b）是利用反偏二极管反向漏电流随温度升高而增大实现温度补偿作用的，当温度上升导致ICQ上升时，由于二极管反向漏电流随温度升高而增大导致三极管基极电流减小，从而使ICQ下降，达到稳定工作点的目的。
8. 若要求以本章介绍的5种单管放大电路为基础构成两级放大器，电源电压为12V。试
写出满足下面要求的放大器组合方式，并说明理由。 a) 输入电阻大于200k?，电压增益大于500倍。 b) 输出电阻小于300?，电压增益大于150倍。 c) 上截止频率大于50MHz，电压增益大于150倍。 d) 当负载电阻为100?时，电流增益大于20dB。
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第3章习题解答
答：a）输入电阻大于200k?，电压增益大于500倍：输入级采用共源放大器，输出级采用共发射极放大器。利用了共源放大器输入电阻比较高，共发射极放大器电压增益比较高的特点。
b）输出电阻小于300?，电压增益大于150倍：输入级采用共发射极放大器，输出级采用共集电极放大器，利用了共集电极放大器输出电阻低、输入电阻高，共发射极放大器电压增益比较高的特点。
c）上截止频率大于50MHz，电压增益大于150倍：输入级采用共发射极放大器，输出级采用共基极放大器，利用了共基极放大器频率特性好，共基极放大器输入电阻小，有效减小前级共发射极放大器密勒效应，共基极放大器电流接续作用等特点。
d）当负载电阻为100?时，电流增益大于20dB：输入级采用共集电极放大器，输出级采用共基极放大器，利用了共基极放大器输出电阻高，共集电极放大器输出电阻低以及共集电极放大器电流增益高的特点。
9. 试分析下图各电路的输入电阻、输出电阻以及电压增益，其中所有晶体管的? =100，
VBEQ = 0.7V，其余参数均可忽略。电路中所有电容都足够大。
R130kR31kVCC= +6VR1100kR3300kviR2200kVCC= +12VviR233kR41.5kRL1kvoR44.3kRLvo10k
(a) (b)
R11.5kR233kVEE= +6V
R1270kR21kVCC= +6VvivoR330kR41kRL1kvoviRL1k(c)
(d)
解：图（a）所示电路：
输入电阻=R1//R2//rb'e，其中rb'e?VCCVT，而 IBQR2?0.7?IBQ(R1//R2)?(1??)IBQR4 R1?R2输出电阻=R3
?R//RL电压增益=?3
rb'e图（b）所示电路：
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第3章习题解答
先计算静态工作点，VCC求得：IB?0.01mA 得：rb'e?VT?2.6K? IBR2?IB(R1//R2)?IBR3?(1??)IBR4?0.7 R1?R2其交流等效电路如下图所示：
b+R3ibrbeec?ib+vi-RLvoR1R2R4200k100k4.3k10k- 由于R3??rb'e，故忽略R3上的电流。
Au?ri?vo(1??)ibR1//R2//R4//RL??0.9915 viibrb'e?(1??)ibR1//R2//R4//RLvivi??rb'e?(1??)R1//R2//R4//RL?305.6K? iiib?iR3ro?rb'e 1??图（c）所示电路是一个共基极放大电路，静态偏置属于分压偏置电路：
Vr输入电阻=R1//b'e，其中rb'e?T，而
IBQ1??VEER2?0.7?IBQ(R3//R2)?(1??)IBQR1
R3?R2输出电阻=R4
?R//RL电压增益=4
rb'e图（d）所示电路是一个共发射极放大电路，
R1270kR21kVCC= +6VvoviRL1k
首先计算静态工作点：
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第3章习题解答
IBQR1?0.7?VCEQVCEQ?(IBQ?ICQ)R2?VCEQ?(1??)IBQR2?VCC
由计算求得：IBQ?0.0143mA
rb'e?VT?1.82K? IBQR1b+c+该电路的交流等效电路为：
+vivb'erb'eegmvb'eR2RLvo 列节点C的方程如下：
1111vo(??)?vi??gmvi R2RLR1R1得：Av?vo1?gmR1 ?R1vi1?R2//RLvivirb'eR1 ??vivi?vovivi?AvviR1?(1?Av)rb'e??rb'eR1rb'eR1ri?对输出电阻的求解方法可以用外加电源法，也可以用开路电压除短路电流法。这里
我们用后一种方法：
根据上面节点C的方程可求得RL??时的开路电压为： 1?gmR1vi
1?(R1/R2)而短路电流为：
vi?gmvi R1得输出电阻为：R1//R2
10. 试分析下图所示电路的输入电阻、输出电阻以及电压增益。其中MOSFET参数为
21W?nCOX＝0.5mA/V，VGS(th)＝2.5V；JFET参数为IDSS＝5mA，VGS(off)＝－2.5V。电2L路中所有电容都足够大。
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第3章晶体管放大器习题答案
