模拟电子技术5章习题答案

5 放大电路的频率响应

自我检测题

一．选择和填空

1．放大电路对高频信号的放大倍数下降，主要是因为 C 的影响；低频时放大倍数下降，主要是因为 A 的影响。(A. 耦合电容和旁路电容；B. 晶体管的非线性；C. 晶体管的极间电容和分布电容)

2．共射放大电路中当输入信号频率为fL、fH时，电路放大倍数的幅值约下降为中频时

的 A ；或者说是下降了 D dB；此时与中频相比，放大倍数的附加相移约为 G

度。(A. 0.7，B. 0.5，C. 0.9)； (D. 3dB，E. 5dB，F. 7dB)； (G. -45°，H. -90°，I. -180°)

3．某放大电路|Av|的对数幅频响应如图选择题3所示。由图可见，该电路的中频电压增益|AvM|= 1000 ； 上限频率fH= 108 Hz ； 下限频率fL= 102 Hz ；当ffH时电路的实际增益= 57 dB；当ffL时电路的实际增益= 57 dB。

20lgAv/dB806040200+20dB/十倍频程-20dB/十倍频程11021041061081010f/Hz

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图选择题3

4．若放大电路存在频率失真，则当vi为正弦波时，vo D 。（A.会产生线性失真 B.为非正弦波 C.会产生非线性失真 D.为正弦波）

5．放大电路如图选择题5所示，其中电容Ｃ１增大，则导致 D 。（A.输入电阻增大 B. 输出电阻增大 C.工作点升高 D.下限频率降低）

•+VCCR2R1C1•••vs_RLR3••vo_

图选择题5

二．判断题（正确的在括号内画√，错误的画×）

1．改用特征频率fT高的晶体管，可以改善阻容耦合放大电路的高频响应特性。（ √ ）

2．增大分布电容的容量，可以改善阻容耦合放大电路的低频响应特性。（ × ）

3．幅度失真和相位失真统称为非线性失真。（ × ）

4．当某同相放大电路在输入一个正弦信号时产生了频率失真，则输出电压波形将为非正弦。（ × ）

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5．当放大电路输入一个三角波电压时，输出电压波形的上升、下降斜线明显弯曲，因此可以肯定该放大电路的非线性失真较大。（ √ ）

6．当晶体管选定后，在信号频率远大于上限截止频率时，放大电路增益与信号频率乘积近似为一个常数。（ × ）

7．当晶体管和放大电路的结构选定之后，提高放大电路的电压放大倍数，必会牺牲放大电路的频带宽度。（ √ ）

8．在阻容耦合放大电路中，增大耦合电容的容量，有利于高频信号畅通，因此可以改善高频响应特性。（ × ）

习题

5.1某放大电路的fL100Hz，fH1MHz，现输入信号频率为2MHz的正弦波，试问输出

波形是否会产生频率失真？若输入信号是由100kHz和2MHz两种频率分量组成的波形，问此时输出信号波形有无频率失真？

解：（1）输入信号频率为2MHz的正弦波时，输出不会产生频率失真。

（2）若输入信号是由100kHz和2MHz两种频率分量组成的波形，则输出波形有频率失真。

5.2一共射放大电路的通频带为100Hz100kHz，中频电压增益真交流输出电压范围为-4V+4V，试求：

AvM40dB，最大不失

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（1）若输入一个

10sin4103tmV的正弦信号，输出波形是否会产生频率失真和非线性

失真？若不失真，则输出电压的峰值是多大？Vo与Vi间的相位差是多少？

（2）若

vi50sin425103tmV，重复回答（1）中的问题。

（3）若

vi10sin460103tmV，输出波形是否会失真？

解：（1）因为输入信号的工作频率 f2kHz，处于中频区

vomvimAvM10mV1001V4V

所以输出波形不会产生非线性失真，又因为输入信号是单一频率的正弦波，所以输出也不会产生频率失真。根据上述计算可知，输出电压的峰值为1V，因是共射电路，Vo与Vi间的相位差是-180°

（2）因为输入信号的工作频率 f50kHz，处于中频区

vomvimAvM50mV1005V4V

所以输出波形会产生非线性失真，但因输入是单一频率的正弦波，故不会产生频率失真。

（3）因为输入信号的工作频率 倍数，即

f120kHz，处于高频区，电压放大倍数小于中频放大

vomvimAvM10mV1001V

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所以输出即不会产生非线性失真。又因为输入信号是单一频率的正弦波，输出不会产生频率失真。

5.3已知某放大电路电压放大倍数的频率特性为

f101000jAvff1j1j10106 试求该电路的上、下限频率，中频电压增益的分贝数，输出电压与输入电压在中频区的相位差。

解：将Av的表达式分子、分母同时除以

f10jf10，可得：

1000jAvff1j1j61010100010f1j1j6f10

对比简单RC高通、低通滤波电路的放大倍数表达式，可知：上限频率fH1000kHz，下

限频率fL10Hz，中频电压增益|AvM|100060dB，输入电压与输出电压在中频区的相位差为0°

5.4已知某放大电路的电压放大倍数的频率特性为

Av10520f(1j)(1j5)f10

试画出该电路的幅频响应波特图，并求出中频增益、上限频率fH和下限频率fL。

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解：将Av的表达式与简单RC高通、低通滤波电路的放大倍数表达式进行对比，可知：

|AvM|105100dB，上限频率fH100kHz，下限频率fL20Hz。

该电路的幅频响应波特图如下：

20lgAv/dB100-20dB/十倍频程80604020001020+20dB/十倍频程102103104105106f/Hz

5.5一个高频晶体管，在IEQ2mA时，其低频H参数为：rbe1.5k，0100，晶体管的特征频率fT100MHz，Cbc3pF'，试求混合π型模型参数：gm、rbe、rbb、Cbe。

'''解：

gmIEQVT2mA77mS26mV，

rbe1'VT2611001.3kIEQ2，

rbb'rb'erbb'1.51.30.2k，

Cbe'gm77103123pF2fT23.14100106

5.6放大电路如图题5.6所示，已知三极管为3DG8D，50，RSRc2k，RL10k，Cb110F，Cb220F

'2k，Rb220k，

'，VCC5V，gm38.5ms，Cbe41pF，rbb141

100，Cbc4pF，

'

VBE0.6V，试求：

（1）画出电路的高频小信号等效电路，估算其上限频率fH；

（2）画出电路的低频小信号等效电路，估算其下限频率fL。

RbCb1RsvsRc+VCC (+5V)Cb2Rb360k Rc+VCC (+12V)C2 10FRLvoC1vivo

图题5.6

+VCC解：（1）高频小信号等效电路如下：

cRbCb1++Rs+vs_vi_+Cb2.+Tvo_RLRs.bIbrbb'b'Cb'c.cIc+_Rbrb'eeCb'e.RcRLVsgmVb'e

(a) 原理图(b)高频小信号等效电路rb'egm501.3k38.5mS

rberbb'rb'e0.11.31.4k

R(RRr)r22020.11.30.8ksbbbbe

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CC1gRC41138.51024302pFbemLbc

fH112RC23.140.81030210312659kHz

（2）低频小信号等效电路如下：

Cb1Ib.Cb2+RsVs_.+RbrbeIb.RcRLVo._

fL11114.68Hz2R1Cb12(RsRb//rbe)Cb12(2220//1.4)103105

fL21122RC2(RR)C221010201032b2cLb260.66Hz

ffL1L2

ff4.68Hz

LL15.7已知图题5.7所示放大电路中，晶体管的50，rbe1k，要求中频增益为40dB，

下限截止频率为fL10Hz，试确定Rc和C1的大小。

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RbCb1RsvsRc+VCC (+5V)Cb2Rb360k Rc+VCC (+12V)C2 10FRLvoC1vivo

图题5.7

Rcrbe解：

AvM40dB100

RcAvMrbe1001032k50

fL12(Rr)Cbbe110Hz

C112(Rr)fbbeL116F2360k1k10

500，VBE0.7V120，其中晶体管参数为：

5.8电路如图题5.8所示，设信号源内阻RSrbb'50，

，fT500MHz，Cbc1pF；其余参数如图中所示。试求：

'（1）混合π型模型参数：gm、rbe、Cbe；

''（2）电路的上限频率fH；

（3）中频区电压增益；

（4）增益带宽积。

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Rb1Rc4.7kTC2 1+VCC (+15V)+VDD(+15V)RdC1C2 33kC1Rsvs1FRb21FvoRLCe22k3.9kRe4kviRgvoRL20k10F

图题5.8

解：（1）

IEQVVBQBEQReRVVRRRb2CCb1b2eBEQ22150.733221.4mA3.9

gmIEQVT1.4mA53.8mS26mV

rbe1'VT2611202.2kIEQ1.4

rberbb'rb'e0.052.22.25k

Cb'egm53.810317pF2fT23.14100106

（2）

R(RRr)r33220.50.052.20.44ksbbbbeCC1gRC17153.84.741133pFbemLbc

fH112RC23.140.4410133103122.72MHz

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（3）

AvsMRLrbeRbrbeRsRbrbe1204.742.2533222.25940.533222.25

（4）

Af942.7210vsMH6255.68MHz

5.9已知晶体管电路如图题5.8所示，设信号源内阻为RSrbb'50，VBE0.7V500，已知晶体管100，

，估算电路的下限频率fL。

解：

Re1jCe，Re可视为开路

（1）输入回路：

C1Cb1Ce1010.09F11100

fL1112(Rr)C20.52.25100.09103sbe165Hz

（2）输出回路：

fL2122(RR)C24.74101103cLb2618Hz

ffL1L2

ff5Hz

LL1100k、5.10有一个N沟道耗尽型MOS场效应管（IDSS＝1mA），三个电阻（分别为1M、

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10k）和两个电容（分别为0.1μF 、10μF ），要求从中选择合适的电阻、电容组装一个如

图题5.10所示的放大电路（其负载电阻为20k），并希望该放大电路有较高的输入电阻和尽量低的下限截止频率。

Rb2C1RcC2 T1VCC (+15V)+VDD(+15V)RdC1C2 RsRb1vsRevoCeRLviRgvoRL20k

图题5.10

解：（1）为使电路有尽可能高的输入电阻，

Rg必须取大值，所以应取1M。

（2）在此电路中，VRdGS0，则IIDDSS1mA，所以，为保证电路具有合适的静态工作点，

应取10k。

因为

fL111,f2RC2RRCL2g1dL2，若f、f两者相差4倍以上，电路最终的下限截止频

L1L2率取决于两者中较大的下限频率，所以要使下限截止频率尽可能低，C1应取0.1F，C2取

10F。

5.11已知图题5.11所示电路中，两个晶体管的和rbe相同，12rbe22k，试分析：

50，rbe1＝

（1）定性分析C1、C2、C3中哪一个电容对放大电路的下限截止频率fL起决定性作用？

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（简要说明理由）

（2）估算该放大电路的下限截止频率fL。

Rb1620kC1Rs100vsRc13kRb2620kC2 T1Rc23kVCC (+9V)C3T2Rb1750kC1Rc16.8kRb2300kC2 T1+VCC (+12V)10F10Fvo10FRs1kvs10FRe29.1kT210FC3vo10F 图题5.11

解：（1）因为负载开路，所以C3构成的回路时间常数为∞；T2管为共集电路，输入电阻Ri2很大，因此C2与Ri2构成的回路时间常数也较大；T1为共射电路，输入电阻Ri1较小，信号源内阻Rs又不大，所以C1构成的回路时间常数最小，对整个放大电路的fL起决定作用。

（2）

ffLL1112(RrR)C2127501010103sbe1b1165.3Hz

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