第5章 放大电路的频率响应
自测题
一、选择正确答案填入空内。
(1)测试放大电路输出电压幅值与相位的变化,可以得到它的频率响应,条件是( A )。
A.输入电压幅值不变,改变频率 B.输入电压频率不变,改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化
(2)放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( B ),而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是( A )。
A.耦合电容和旁路电容的存在 C.半导体管的非线性特性
B.半导体管极间电容和分布电容的存在 D.放大电路的静态工作点不合适 (3)当信号频率等于放大电路的fL或fH时,放大倍数的值约下降到中频时的( B )。
A. 0.5倍; B. 0.7 倍; C. 0.9 倍 即增益下降( A )。
A. 3dB B. 4dB; C. 5dB
(4)对于单管共射放大电路,当f =fL时,Uo与Ui相位关系是( C )。
A . + 45o B. ?90o C. ?135o
当f =fH时,Uo与Ui相位关系是( C )。
A . ? 45o B. ?135o C. ?225o 二、电路如图T5.2 所示。已知:VCC=12V;晶体管的Cμ=4pF,fT=50MHz , rbb'?100?,β0
'=80 。试求解:(1)中频电压放大倍数Ausm;(2) C?;(3)fL和fH;(4)画出波特图。
图T5.2 解图T5.2
解:(1)静态及动态的分析估算:
IBQ?VCC?UBEQRb?22.6?A; IEQ?(1??)IBQ?1.8mA
UCEQ?VCC?ICQRc?3V; rb'e?(1??)?26mV?1.17k? IEQrbe?rbb'?(1??)IEQUT'26mV?1.27k?; Ri?rbe//Rb?1.27k? IEQRir?b'e(?gmRc)??178
Ri?Rsrbegm??69.2mA/V; Ausm?(2)估算C? fT??02?rb'b(C??C?); C???02?rb'efT?C??214pF;
' C??C??(1?gmRcC)??160pF2
(3)求解上限、下限截止频率:
R?rb'e//(rb'b?Rs//Rb)?rb'e//(rb'b?Rs)?567?。
fH?11?175kHzf??14Hz。 ; L'2?RC?2?(Rs?Ri)C(4)在中频段的增益:20lgAusm?45dB。
频率特性曲线如解图T5.2 所示。
三、已知某放大电路的波特图如图T5.3 所示,填空:
(l) 电路的中频电压增益20lgAum?( 60 )dB,Aum?( 103 )。 (2)电路的下限频率fL?( 10 )Hz,上限频率fH?( 10 ) kHz。 (3) 电路的电压放大倍数的表达式
?103?100jf?( Au? )。
10fffff(1?)(1?j4)(1?j5)(1?j)(1?j4)(1?j5)jf1010101010
图T5.3
说明:该放大电路的中频放大倍数可能为“+” ,也可能为“?”。
习题
5.1 在图P5.1所示电路中,已知晶体管的rbb'、C?、C?,Ri?rbe。
填空:除要求填写表达式的之外,其余各空填入① 增大、② 基本不变、③ 减小。
(1)在空载情况下,下限频率的表达式fL?(
1 )。当RS 减小时,
2?(Rs?Rb//rbe)C1fL将( ① );当带上负载电阻后,fL将( ② )。
(2)在空载情况下,若b-e 间等效电容为C?,则上限频率的表达式
'fH?(
1 );当RS 为零时,fH将( ① );当Rb 减小时, gm '2?[rb'e//(rbb'?Rb//Rs)]C?'将( ① ), C?将( ① ), fH将( ③ )。
图P 5.1 图P 5.2
5. 2 已知某电路的波特图如图P5.2 所示,试写出Au的表达式。
解:设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。 Au??32(1?10f)(1?j5)jf10??3.2jf
ff(1?j)(1?j5)10105.3 已知某共射放大电路的波特图如图P5.3 所示,试写出Au的表达式。
图P5.3 图P5.4
解:观察波特图可知,中频电压增益为40dB ,即中频放大倍数为?100 ; 下限截止频率为1Hz和10Hz,上限截止频率为250kHz。故电路Au的表达式为:
?100?10f2? Au?110fff(1?)(1?)(1?j)(1?jf)(1?j)(1?j)55jfjf2.5?101010
5.4 已知某电路的幅频特性如图P5.4 所示,试问:(1)该电路的耦合方式;(2)该电路由
几级放大电路组成;(3)当f =104HZ时,附加相移为多少?当f =105HZ时,附加相移又约为多少?(4)该电路的上限频率fH为多少?
解:(1)因为下限截止频率为0 , 所以电路为直接耦合电路;
(2)因为在高频段幅频特性为?60dB/十倍频,所以电路为三级放大电路; (3)当f =104Hz时,???45?3??135;
当f =105Hz时,???90?3??270。
'fH?103?5.2kHz (4)该电路的Au?; 上限频率为fH?f31.13(1?j4)10'oo'005.5已知某电路电压放大倍数:Au??10jf
ff(1?j)(1?j5)1010试求解:(1)Aum?? fL?? fH?? (2)画出波特图。
解:(1)变换电压放大倍数的表达式,求出Aum、fL和fH。
∵Au??10jf ?ffff(1?j)(1?j5)(1?j)(1?j5)10101010?100?jf105∴Aum??100; fL?10Hz; fH?10Hz。
(2)波特图如解图P5.5所示。
解图P5.5 解图P5.6
5.6已知两级共射放大电路的电压放大倍数 Au?200jf
fff(1?j)(1?j4)(1?j)5102.5?105(1)Aum?? fL?? fH?? (2)画出波特图。 解:(1) 变换电压放大倍数的表达式,求出Aum、fL和fH。
Au?200jf ?ffffff(1?j)(1?j4)(1?j)(1?j)(1?j)(1?j)5545102.5?105102.5?10103?jf534∴Aum?10; fL?5Hz; fH?10Hz。
(2)波特图如解图P5.6 所示。
5.7 电路如图P5.7所示。已知:晶体管的β、rbb'、C?均相等,所有电容的容量均相等,静态时所有电路中晶体管的发射极电流IEQ均相等。定性分析各电路,将结论填入空内。
(a) (b)