5章模電習題解放大電路的頻率響應(yīng)題解

第 五 章放 大 電路 的 頻 率 響 應(yīng)自測題 一 、（ 四 版 一 ） 選 擇 正 確 答 案 填 入 空 內(nèi) 。（ 1 ） 測 試 放 大 電 路 輸 出 電 壓 幅 值 與 相 位 的 變 化 ， 可 以 得 到 它 的 頻 率 響應(yīng) ， 條 件 是。A. 輸 入 電 壓 幅 值 不 變 ， 改 變 頻 率B. 輸 入 電 壓 頻 率 不 變 ， 改 變 幅 值C. 輸 入 電 壓 的 幅 值 與 頻 率 同 時 變 化（ 2） 放 大 電 路 在 高 頻 信 號 作 用 時 放 大 倍 數(shù) 數(shù) 值 下 降 的 原 因 是， 而低 頻 信 號 作 用 時 放 大 倍 數(shù) 數(shù) 值 下 降 的 原 因 是。A. 耦 合 電 容 和 旁 路 電 容 的 存 在B. 半 導 體 管 極 間 電 容 和 分 布 電 容 的 存 在 。C. 半 導 體 管 的 非 線 性 特 性D. 放 大 電 路 的 靜 態(tài) 工 作 點 不 合 適（ 3 ）當 信 號 頻 率 等 于 放 大 電 路 的 f L或 f H 時 ，放 大 倍 數(shù) 的 值 約 下 降 到 中頻 時 的。A.0.5倍B.0.7 倍C.0.9 倍即 增 益 下 降。A.3dBB.4dBC.5dB（ 4 ） 對 于 單 管 共 射 放 大 電 路 ， 當 f f L 時 ， U o 與 U i 相 位 關(guān) 系 是。A. 45 ?B. 90 ?C. 135 ?當 f f H 時 ， U o 與 U i 的 相 位 關(guān) 系 是。A. 45 ?B. 135 ?C. 225 ?解 ：（ 1 ） A（ 2 ） B ， A（ 3 ） B A（ 4） C C第五章題解 1 二 、（ 四 版 二 ） 電 路 如 圖 T5.2所 示 。 已 知 ： V C C 12V ； 晶 體 管 的 C 4pF ， f T = 50MHz， r 100 ,0 80 。 試 求 解 ：bb（ 1 ） 中 頻 電 壓 放 大 倍 數(shù) Ausm ；（ 2 ） C ；（ 3 ） f H 和 f L ；（ 4 ） 畫 出 波 特 圖 。圖 T5.2解 ：（ 1 ） 靜 態(tài) 及 動 態(tài) 的 分 析 估 算 ：VCCU BEQI BQRbI EQ(1) I BQ22.6 A1.8mAU CEQVCCI CQ Rc3Vrbe(1) 26mV1.17 kI EQrberbbrbe1.27 kRirbe Rb1.27kgmI EQ69.2mA/VU TAusmRsRirbe (gm Rc )178Rirbe（ 2） 估 算 C ：0fT2rbe (CC)0CC214pF2rbe f TC C(1gm Rc )C1602pF第五章題解 2（ 3 ） 求 解 上 限 、 下 限 截 止 頻 率 ：Rrbe (rb bRs Rb ) rbe (rbb Rs ) 567fH1175kHz2 RCfL114 Hz2(RsRi )C（ 4 ） 在 中 頻 段 的 增 益 為20 lg Ausm45dB頻 率 特 性 曲 線 如 解 圖 T5.2所 示 。解 圖 T5.2三 、 （ 四 版 三 ） 已 知 某 放 大 電 路 的 波 特 圖 如 圖 T5.3所 示 ， 填 空 ：（ 1 ） 電 路 的 中 頻 電 壓 增 益 20lg|Au m（ 2 ） 電 路 的 下 限 頻 率 f L Hz（ 3 ） 電 路 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 表 達 式|dB ， Au m 。， 上 限 頻 率 f H kHz.Au 。第五章題解 3圖 T5.3解 ：（ 1 ） 6010 4（ 2 ） 1010（ 3 ）103或100 jf(110)(1j f4 )(1j f5 )(1 j f )(1j f4 )(1j f5 )jf1010101010說 明 ： 該 放 大 電 路 的 中 頻 放 大 倍 數(shù) 可 能 為 “ ”， 也 可 能 為 “ ”。習題5.1 （ 四 版5.1 ）在 圖 P5.1所 示 電 路 中 ， 已 知 晶 體 管 的 rbb 、 C 、 C ，R i r b e。填 空 ： 除 要 求 填 寫 表 達 式 的 之 外 ， 其 余 各 空 填 入 增 大 、 基 本 不 變 、 減 小 。第五章題解 4圖 P5.1（ 1 ） 在 空 載 情 況 下 ， 下 限 頻 率 的 表 達 式 f L 。 當 Rs 減 小 時 ，f L 將； 當 帶 上 負 載 電 阻 后 ， f L 將。（ 2 ） 在 空 載 情 況 下 ， 若 b-e 間 等 效 電 容 為 C ，則 上 限 頻 率 的 表 達式 f H；當 R s 為 零 時 ，fH 將；當 Rb 減 小 時 ，g m 將， 將，Cf H 將。解 : （ 1）1。 ； 。2(Rs Rb rbe ) C1（ 2 ）1； ； ， ， 。 rbe ( rbb Rb Rs )C 25.2 （ 四 版 5.2 ）已 知 某 電 路 的 波 特 圖 如 圖 P5.2 所 示 ， 試 寫 出 Au 的 表 達式 。第五章題解 5圖 P5.2解 : 設(shè) 電 路 為 基 本 共 射 放 大 電 路 或 基 本 共 源 放 大 電 路 。Au32或 Au3.2j f10 )(1j ff )(1j f(1)(1 j)j f1051010 55.3（ 四 版 5.3 ） 已 知 某 共 射 放 大 電 路 的 波 特 圖 如 圖 P5.3 所 示 ，試 寫 出 Au的 表 達 式 。圖 P5.3解 ：觀 察 波 特 圖 可 知 ，中 頻 電 壓 增 益 為 40dB ，即 中 頻 放 大 倍 數(shù) 為 100 ；下 限 截 止 頻 率 為 1Hz 和 10Hz ， 上 限 截 止 頻 率 為 250kHz 。 故 電 路 Au 的 表 達 式為第五章題解 6Au1001 )(110)(1f(1j105 )j fjf2.5或Au10 f 2j f )(1f(1jf )(1j105)102.55.4 （ 四 版 5.4 ）已 知 某 電 路 的 幅 頻 特 性 如 圖 P5.4 所 示 ， 試 問 ：（ 1 ） 該 電 路 的 耦 合 方 式 ；（ 2 ） 該 電 路 由 幾 級 放 大 電 路 組 成 ；（ 3 ）當 f 10 4 Hz 時 ，附 加 相 移 為多 少 ？ 當 f 10 5 時 ，附 加 相 移 又 約 為 多少 ？解 : （ 1） 因 為 下 限 截 止 頻 率 為 0 ，所 以 電 路 為 直 接 耦 合 電 路 ；（ 2） 因 為 在 高 頻 段 幅 頻 特 性 為圖 P5.4 60dB/ 十 倍 頻 ， 所 以 電 路 為 三 級 放 大 電 路 ；（ 3 ） 當 f 10 4 Hz 時 ， 135 o ； 當 f 10 5Hz 時 ， 270 o 。5.5 若 某 電 路 的 幅 頻 特 性 如 圖 P5.4所 示 ， 試 寫 出 Au 的 表 達 式 ， 并 近 似 估算 該 電 路 的 上 限 頻 率 f H 。解 ： Au 的 表 達 式 和 上 限 頻 率 分 別 為Au103f Hf Hf5.2kHz)31.1 3(1 j410第五章題解 7 5.6 （ 四 版 5.5 ）已 知 某 電 路 電 壓 放 大 倍 數(shù)Au10 j ff )(1j f(1 j)10105試 求 解 ：（ 1 ） Aum ？ f L ？ f H ?（ 2 ） 畫 出 波 特 圖 。解 ：（ 1 ） 變 換 電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 表 達 式 ， 求 出 Aum 、 f L 、 f H 。100 jfAu10(1 jf )(1j f)10105Aum100fL10HzfH105 Hz（ 2） 波 特 圖 如 解 圖 P5.6所 示 。解 圖 P5.65.7 （ 四 版 5.6 ）已 知 兩 級 共 射 放 大 電 路 的 電 壓 放 大 倍 數(shù)第五章題解 8Au200j ff1 j ff1 j1 j51042.5105（ 1 ） A ？ f L ？ f H ?u m（ 2 ） 畫 出 波 特 圖 。解 ：（ 1 ） 變 換 電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 表 達 式 ， 求 出 A、 f L 、 f H 。u m103jfAuff5f4 )(1 j(1 j)(1 j5 )5102.510Aum103f L5Hzf H104 Hz（ 2 ） 波 特 圖 如 解 圖 P5.7 所 示 。解 圖 P5.7第五章題解 95.8 （ 四 版 5.7 ）電 路 如 圖 P5.8 所 示 。 已 知 ： 晶 體 管 的、 rbb 、 C 均 相等 ，所 有 電 容 的 容 量 均 相 等 ，靜 態(tài) 時 所 有 電 路 中 晶 體 管 的 發(fā) 射 極 電 流 I E Q 均 相等 。 定 性 分 析 各 電 路 ， 將 結(jié) 論 填 入 空 內(nèi) 。圖 P5.8（ 1 ） 低 頻 特 性 最 差 即 下 限 頻 率 最 高 的 電 路 是;（ 2 ） 低 頻 特 性 最 好 即 下 限 頻 率 最 低 的 電 路 是;（ 3 ） 高 頻 特 性 最 差 即 上 限 頻 率 最 低 的 電 路 是;解 ：（ 1 ）（ a）（ 2 ）（ c）（ 3 ）（ c ）5.9在 圖P5.8 （ a） 所 示 電 路 中 ， 若 100 ， r b e 1k ， C 1 C2 C e 100 F ， 則 下 限 頻 率 f L ?解 ：由 于 所 有 電 容 容 量 相 同 ，而 C e 所 在 回 路 等 效 電 阻 最 小 ，所 以 下 限 頻率 決 定 于 C e 所 在 回 路 的 時 間 常 數(shù) 。R Re r beRs RbrbeRs2011180Hzf L2 RCe第五章題解 105.10 （ 四 版 5.8 ）的 時 間 常 數(shù) 相 等 , 且 已 知數(shù) 均 為 25ms ， 則 C 1、 C 2在 圖P5.8 （ b ） 所 示 電 路 中 , 若 要 求C 1 與C2 所 在 回 路r b e=1k ，則 C 1 : C 2 ? 若 C 1 與 C 2 所 在 回 路 的 時 間 常各 為 多 少 ？ 下 限 頻 率 f L ?解 ：（ 1 ） 求 解 C 1 : C 2因 為C 1 （ Rs Ri ） C 2 （ Rc RL ）將 電 阻 值 代 入 上 式 ， 求 出C1 : C25 : 1。（ 2 ） 求 解 C 1 、 C 2 的 容 量 和 下 限 頻 率C1Rs12.5FRiC2Rc2.5 FRLf L1f L216.4Hz2f L1.12 fL1 10Hz5.11 （ 四 版 5.9 ）在 圖 P5.8 （ a） 所 示 電 路 中 ， 若C e 突 然 開 路 ， 則 中 頻電 壓 放 大 倍 數(shù) Ausm 、f H 和 f L 各 產(chǎn) 生 什 么 變 化（ 是 增 大 、減 小 、還 是 基 本 不 變 ）？為 什 么 ？解 ： Ausm 將 減 小 ， 因 為 在 同 樣 幅 值 的 U i 作 用 下 ， I b 將 減 小 ， I c 隨 之減 小 ， U o 必 然 減 小 。f L 減 小 ， 因 為 少 了 一 個 影 響 低 頻 特 性 的 電 容 。f H 增 大 。因 為 C 會 因 電 壓 放 大 倍 數(shù) 數(shù) 值 的 減 小 而 大 大 減 小 ，所 以 雖 然 C 所 在 回 落 的 等 效 電 阻 有 所 增 大 ， 但 時 間 常 數(shù) 仍 會 減 小 很 多 ， 故 f H 增 大 。5.12在 圖 P5.8 （ a） 所 示 電 路 中 ， 若C 1 C e ， C 2 C e， 100 ， r b e1k ， 欲 使 f L 60Hz ， 則 C e 應(yīng) 選 多 少 微 法 ？解 ：下 限 頻 率 決 定 于 C e 所 在 回 路 的 時 間 常 數(shù) ， f L1。 R 為 C e 所 在2RCe回 路 的 等 效 電 阻 。R 和 C e 的 值 分 別 為 ：第五章題解 11R Re rbeRs RbrbeRs2011Ce1133 F2 RfL5.13 在 圖 P5.8 （ d ）所 示 電 路 中 ，已 知 晶 體 管 的 rbb 100 ， r be 1k ，靜 態(tài) 電 流 I E Q 2mA ， C 800pF ；Rs 2k ，Rb 500 k ，RC 3.3 k ，C =10 F。試 分 別 求 出 電 路 的 f H 、 f L ， 并 畫 出 波 特 圖 。解 ：（ 1 ） 求 解 f Lf L115.3Hz2(RsRi ) 2(Rsrbe )（ 2 ） 求 解 f H 和 中 頻 電 壓 放 大 倍 數(shù)rberberbb0.9kf H11316kHzRb Rs )C2 rbe (rbbRs )C2r be ( rb bI EQ77mA / Vg mU TAu smRirbe( g m RL )rb e( gm RL )76RsRirbeRsr be20 lg Ausm37.6dB其 波 特 圖 參 考 解 圖 P5.6 。5.14 （ 四 版 5.10 ）電 路 如 圖 P5.14所 示 ，已 知 C gs C g d 5pF ， g m 5mS ，C 1 C 2 C S 10 F 。試 求 f H 、 f L 各 約 為 多 少 ， 并 寫 出 Aus 的 表 達 式 。第五章題解 12圖 P5.14解 ： f H 、 f L 、 Aus 的 表 達 式 分 析 如 下 ：AusmRsRi(g m RL )g m RL12.4Rif L116Hz2 RsCsC Cgs(1gmR)Cgd72pFgsLf H111.1MHz2(Rs Rg )Cgs2RsCgs12.4( jf )Aus16(1j f)(1jf)106161.1 5.15 （ 四 版 5.11 ） 在 圖 5.4.7 （ a） 所 示 電 路 中 ， 已 知Rg 2M ， R dR L 10k ， C 10 F； 場 效 應(yīng) 管 的 C g s C g d 4pF ， g m 4mS （ 10mS ）。試 畫 出 電 路 的 波 特 圖 ， 并 標 出 有 關(guān) 數(shù) 據(jù) 。解 ：Aumgm RL20, 20 lg Aum 26dBCgsCgs (1gm RL )Cgd 88pFf L10.796Hz2(RdRL )Cf H1904Hz2RgCgs其 波 特 圖 參 考 解 圖 P5.6 。第五章題解 135.16 （ 四 版 5.12 ）已 知 一 個 兩 級 放 大 電 路 各 級 電 壓 放 大 倍 數(shù) 分 別 為U o125 j fAu 1ffU i1j1 j5410UAu 2Uo2 jfi 21 j f1j f5010 5（ 1 ） 寫 出 該 放 大 電 路 的 表 達 式 ；（ 2 ） 求 出 該 電 路 的 f L 和 f H 各 約 為 多 少 ；（ 3 ） 畫 出 該 電 路 的 波 特 圖 。解 ：（ 1 ） 電 壓 放 大 電 路 的 表 達 式Au Au1 Au 250 f 2f )(1j f )(1j f) 2(1 j450105（ 2 ） f L 和 f H 分 別 為 ：f L50Hz11， fH64.3kHzf H1.1 2105第五章題解 14（ 3 ） 根 據(jù) 電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 表 達 式 可 知 ， 中 頻 電 壓 放 大 倍 數(shù) 為 10 4 ， 增 益為 80dB 。 波 特 圖 如 解 圖 P5.16 所 示 。解 圖 P5.165.17 （ 四 版 5.13 ）電 路 如 圖 P5.17所 示 。試 定 性 分 析 下 列 問 題 ，并 簡 述理 由 。（ 1 ） 哪 一 個 電 容 決 定 電 路 的 下 限 頻 率 ；（ 2 ） 若 T 1 和 T 2 靜 態(tài) 時 發(fā) 射 極 電 流 相 等 ， 且 rbb 和 C相 等 ， 則 哪 一 級 的上 限 頻 率 低 。圖 P5.17解 ：（ 1 ） 決 定 電 路 下 限 頻 率 的 是 C e， 因 為 它 所 在 回 路 的 等 效 電 阻 最 小 。第五章題解 15（ 2 ） 因為 R2 R3 R4 R1 Rs， C2 所 在 回 路 的 時 間 常 數(shù) 大 于 C1所 在回 路 的 時 間 常 數(shù) ， 所 以 第 二 級 的 上 限 頻 率 低 。5.18若 兩 級 放 大 電 路 各 級 的 波 特 圖 均 如 圖 P5.2所 示 ， 試 畫 出 整 個 電 路 的波 特 圖 。解 ： 20 lg Aum60dB 。 在 折 線 化 幅 頻 特 性 中 ， 頻 率 小 于 10Hz 時 斜 率 為 40dB/十 倍 頻 ， 頻 率 大 于 10 5Hz 時 斜 率 為 40dB/十 倍 頻 。 在 折 線 化 相 頻 特性 中 ， f 10Hz 時 相 移 為 90 o ， f 10 5 Hz 時 相 移 為 90 o 。 波 特 圖 如 解 圖P5.18所 示 。第五章題解 16解 圖 P5.18第五章題解 17