若Ui>80V，则D2截止，输出电压UO被箝位在80V。
根据以上分析，作出输出电压曲线如图P1.7b所示。
1.15晶体管3DG8的输出特性如图P1.15所示，已知它的PCM=200mW，ICM=20mA，V（BR）CEO=15V。
（1）定出安全工作区；
（2）定出放大区；
（3）当VCE=6V时，能否使IC工作在30mA为什么
解：
（1）安全区由PCM=200mW决定的集电结最大功耗曲线、ICM=20mA和V（BR）CEO=15V三条曲线确定，为了较准确地描绘出集电结最大功耗PCM的曲线，在曲线上取相应的三点，即V（BR）CEO=15V时的IC1、ICM=20mA时的VCE1和VCE=12V时的IC2。
把以上三个数据代入PCM=ICVCE=200mW中
PCM=IC1V（BR）CEO=IC1?
15V=200mW，得IC1≈13mA；
PCM=ICMVCE1=20mA?
VCE1=200mW，得VCE1=10V；
PCM=IC2VCE=IC2?
12V=200mW，得IC2≈17mA
根据以上数据绘出安全工作区如图P1.15（a）所示。
（2）放大区的范围是在安全工作区内再剔除截止区和饱区。
如图P1.15（b）所示
（3）当IC=30mA时，有IC>ICM=20mA，三极管处于不安全区，故不能使用。
2.1在图P2.1各电路中的电容对信号可视为短路，试定性分析各电路能否正常放大，为什么？
图P2.1
解：
（1）图P2.1（a）所示电路能否工作与否，与输入vI有很大的关系，如果vi=vI,则放大电路在输入信号负半周时处于截止状态，输出信号将产生严重失真。
但输入信号含有直流成份的话，如vI=0.7V+0.2sin?
t，则电路可能正常工作。
（2）图P2.1（b）所示电路不能正常工作，因直流电源VBB把vI的交流成份短路，令电路无信号放大。
（3）图P2.1（c）所示电路不能正常工作，因为本电路的晶体管是PNP型，集电极电位应是最低的。
（4）图P2.1（d）所示电路不能正常工作，因为电路中的栅源电压不是反偏，不符合这种类型结型场效应管的工作特性。
分别画出图P2.2中各放大电路的直流通路和交流通路。
2.2解：
（1）a图的直流通路和交流通路分别如下所示。
（2）b图的直流通路和交流通路分别如下所示
2.3电路及晶体管的特性P2.3所示。
（1）作负载线，找出静态工作点Q和放大器的动态范围。
若要获得尽可能大的动态范围，RB应取多大的数值？
（2）电路其他参数不变，RC由2k?
变为5.1k?
，Q点移至何处？
（3）电路其他参数不变，RB由16k?
变为32k?
，Q点移至何处？
（4）电路其他参数不变，VCC由9V减至6V，Q点移至何处？
解：
（1）作直流负载线并找出Q点，先求出Q点的IBQ值
找出直流负载线的ICM
找出直流负载线的VCEM
在图上作出直流负载线，得出其Q点值为
IBQ=50?
A，VCEQ=5.4V；ICQ=1.9mA
动态范围
?
VOP-P=2?
3.6V=7.2V
?
IOP-P=2?
1.9mA=3.8mA
若要使动态范围最大，忽略三极管的饱和电压时，工作点Qm应处于直流负载线的中点，即VCEQ=4.5V处，由直流负载线得出对应的IBQ=62.5?
A，
此时的基极电阻值为
（2）当RC=5.1k?
而其他条件均不变化时，此时的IBQ=50?
A、VCEM=VCC=9V不变，但ICM发生变化，其数值为
再作负载线如右图所示，
查得
VCEQ=1V，ICQ=1.6mA
（3）电路其他参数不变，RB由16k?
变为32k?
，Q点移至何处？
此时直流负载线的VCEM=9V不
变，ICM=4.5mA不变，只是IBQ变了。
Q点位置如右图所示，得出
VCEQ=7.2V，ICQ=0.9mA
（4）电路其他参数不变，VCC由9V减至6V，Q点移至何处？
此时直流负载线的ICM和VCEM均发生改变，但IBQ不变仍为50?
A。
VCEM=VCC=6V
作出直流负载线如右图所示，并查出
VCEQ=2.6V，ICQ=1.8mA
2.4放大电路和晶体管的特性仍如图P2.3所示。
（1）求静态工作点附近的hfe和hfi；
（2）画出简化的h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
解：
（1）可由输出特性曲线直接计算得出hfe，方法如下：
在vCE=4V处找出IB=25?
A和75?
A两条曲线，并读出相应的IC为0.8mA和2.8mA，然后根据hfe的定义得
计算静态工作点必须令信号源vi=0，即将其短路。
（2）画出简化的h参数等效电路如右图所示。
2.5放大电路如图P2.5所示，晶体管为3DG6，其hfe=60。
（1）计算不带负载RL时静态工作点；画出h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro；
（2）计算带上负载RL时静态工作点；画出h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
解：
（1）计算不带负载RL时静态工作点，此时应先将输入端短路。
不带负载时，流经RC的电流就是ICQ，所以
画出h参数等效电路如右图所示，
（2）计算带上负载RL时静态工作点；画出h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
接上负载后，输入回路的静态基极电流仍是IBQ=0.025mA不变，所以相应的晶体管的集电极电流仍为ICQ=1.5mA。
但输出回路由于有了直接连接的负载RL分流，流经RC的电流与流经三极管的电流ICQ是不一样的，所以VCEQ发生了变化，本题还须列出方程组才能计算出现时的VCEQ。
输出回路的静态电流及电压如右图所示。
建立方程如下：
（3）代入
（1）消去IRC得
（4）代入
（2）消去IRL得
解得加入负载后的VCEQ?
4.8V
此时的h参数等效电路如右图所示，其电压放大倍数为
电路的输入、输出电阻仍为Ri?
40k?
、Ro?
5.1k?
。
2.7电路如图P2.7所示，已知hfe=60，电容的容抗可以忽略。
（1）计算静态工作点；
（2）画出简化的h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
解：
（1）计算静态工作点；
（2）画出简化的h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
简化的h参数等效电路如右所示。
其中
2.8阻容耦合射极输出器如图P2.8所示，已知hfe=50。
（1）计算静态工作点；
（2）画出简化的h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
解：
（1）计算静态工作点
变形为可计算出IBQ
（2）画出简化的h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
简化的h参数等效电路如右所示。
其中
求电路的输入电阻Ri时，输入电阻的定义是
对于hie、RE和RL回路有
所以这个回路的等效电阻为
输入回路的等效电路如右上图所示，由此得电路的输入电阻Ri为
求输出电阻RO时必须把信号源短接，如右图所示，先算出hie、RS//RB和电流源回路的等效电阻R’o
电路的输出电阻RO时可看成RE与R’O并联。
2.9电路如图P2.9所示，电容的容抗可以忽略。
（1）画出简化的h参数等效电路，计算AV1=Vo1/Vi、AV2=Vo2/Vi、Ro1和Ro2；
（2）当RC=RE时，两个输出电压Vo1和Vo2在振幅和相位上有何关系？
解：
（1）画出简化的h参数等效电路，计算AV1=Vo1/Vi、AV2=Vo2/Vi、Ro1和Ro2；
对于Ro1，只是相当于带发射极电阻RE的共射电路的输出电阻，所以Ro1=RC。
对于Ro2，等效于是共集电路（射随器）的输出电阻。
等效电路如下图所示，令vS=0,在vo2处加上测试电压VT。
其中
所以
（2）当RC=RE时
由AV1得
由AV2得
两式相除得
物理意义为两输出信号大小相等，但相位相反。
但是输出电阻是不一样的。
2.10电路如图P2.10所示，已知hfe=50，电容的容抗可以忽略。
（1）计算静态工作点；
（2）画出简化的h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
解：
（1）计算静态工作点；
（2）画出简化的h参数等效电路，计算AV、Ri和Ro。
简化的h参数等效电路如右所示。
其中
2.11集电极—基极偏置放大电路如图P2.11所示，T为硅管，其hfe=100。
（1）计算静态工作点；
（2）如果要求VCE=6.5V,RB的值应为多大？
（3）画出简化的h参数等效电路，并用密勒定理作进一下简化；
（4）推导AV、Ri和Ro的表达式，并算出它们的数值。
解：
（1）计算静态工作点；
列出下面两个回路方程，
解得：
（2）如果要求VCE=6.5V,RB的值应为多大？
由
（1）、
（2）式可解得：
（3）画出简化的h参数等效电路，并用密勒定理作进一下简化；
经密勒定理化简后的h参数等效电路中的RB1和RB2分别为
（5）推导AV、Ri和Ro的表达式，并算出它们的数值。
由密勒定理化简后的h参数等效电路可知，本电路可直接代入共射电路电压放大倍数的表达式求AV。
其中hie为
整理后得
经密勒变换后的两个等效电阻分别为
电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro分别为
4.3判断图P4.2所示各电路中各交流负反馈分别是什么类型。
解：
图（a）没有交流反馈，因为C对交流短路令R2、R3交流接地，使该回路不起交流反馈作用，但对直流有反馈，R2、R3对输出的直流电位取样反馈，反馈后的信号与净输入电压串联，并由瞬时极性法可判断出属正反馈。
属直流电压串联正反馈。
图（b）的反馈回路由R1、R2、R3组成，对vo分压后反馈回输入端，对输入电流分流，并通过瞬时极性法判断出属负反馈，所以属交直流电压并联负反馈。
图（c）的反馈回路由C7、R6（R7、R4同时亦起作用）组成，该回路有电容隔直流，只对交流反馈，并对输出电压取样，反馈信号与输入回路的净输入电压串联，由瞬时极性法可判断得属正反馈，所以图（c）电路属交流电压串联正反馈。
图（d）的反馈回路由R6、R8、R3组成，没有电容，所以对交直流均有反馈作用，反馈回路对输出电流取样反馈，反馈后的信号与净输入电压串联，并通过瞬时极性法判断出属负反馈，所以该电路属交直流电流串联负反馈电路。
4.7当放大器AV改变20%时，如果要求AVF=100而且AVF的变化不大于1%。
（1）试计算AV和F值。
（2）如果无反馈时的fH=20kHz，求引入反馈后的通频带BWF。
解：
（1）由题意可列出以下方程
…………………………①
…………………………②
解②式得1+AVF≥20
③代入①解得AV≥2000
④代入③得F≥0.0095
（2）无反馈时fh=20kHz，直接耦合电路的下限频fl=0，所以有BW=fh=20kHz。
引入负反馈后有BWF=BW|1+AVF|=20?
20=400kHz
4.10在图P4.10所示电路中，设运算放大器为理想运放。
（1）合理连线，将信号源vs与RF正确地接入电路，使电路有尽可能高的输入电阻；
（2）保证放大倍数|AVF|=100，问应选用多大的反馈电阻RF？
解：
（1）要使闭环放大电路有较高的输入电阻，必须采用串联负反馈型式，再根据两级放大电路的型式知应采用如图所示的连接方式。
连接后用瞬时极性法检验知符合负反馈的要求。
（2）由深度负反馈的特点及闭环电压放大倍数的定义得
由“虚短”和“虚断”得右图所示等效电路及以下两式。
联立以上三式解得
4.11在图P4.11所示的放大器中，为了分别实现下面几方面的要求，应引入何种类型的负反馈？
请画上反馈电路。
（1）要求元件参数的改变对T3的静态集电极电压影响较小；
（2）要求T3集电极电流的交流分量ic3基本不受RC3改变的影响；
（3）要求在接上外加负载RL以后，电压放大倍数基本不变；
（4）要求输入端向信号源索取的电流比较小。
解：
（1）要求元件参数的改变对T3的静态集电极电压影响较小,应采取直流电压负反馈，反馈连接如图4.11
（1）所示。
（2）要求T3集电极电流的交流分量ic3基本不受RC3改变的影响，应采用交流电流负反馈，反馈连接如图4.11
（2）所示。
（3）要求在接上外加负载RL以后，电压放大倍数基本不变；应采用交流电压负反馈，反馈连接如图4.11（3）（4）所示。
（4）要求在接上外加负载RL以后，电压放大倍数基本不变；应采用交流电压负反馈，反馈连接如图4.11（3）（4）所示。
4.12负反馈放大电路如图P4.12所示，设这些电路满足深度负反馈条件，试运用近似计算法计算它们的电压放大倍数。
解：
（1）图a放大电路是电流并联负反馈，反馈由R5、R3组成，交流等效电路如图a’所示。
由“虚短”和“虚断”画出输入回路和反馈回路的交流等效电路如下所示和列出下式
观察输入回路得（并把上式代入得）
由输出回路得
由反馈回路知这是一个并联电路，ie2与if是总电流与支路电流的关系，显然if与所设的方法相反，根据分流原理有
联立以上三式把利用闭环电压放大倍数的定义得
（1）图b放大电路是电压并联负反馈，反馈由R7组成，与反馈有关的交流等效电路如图b’所示，其中使用了“虚短”和“虚断”概念。
因为“虚断”，有Ib?
0，所以Ie1?
0，得Ii?
If
因为“虚短”，有Vbe?
0，所以T1的b极交流电位Vb=0，得输入回路、输出回路和反馈回路的等效电路如右图所示。
观察输入回路得（并把上式代入得）
由输出回路得
由输出和反馈回路知这是一个并联电路，IC与If是总电流与支路电流的关系，
所以有
利用闭环放大倍数的定义得
4.13电路如图P4.13所示，A是放大倍数为1隔离器（缓冲器）。
（1）指出电路中级间交流反馈通路，并说明是什么类型的交流负反馈；
（2）试运用近似计算法计算中频时的电压放大倍数；
（3）试简述该电路要使负反馈效果显着，对R1有何要求。
解：
（1）级间交流反馈通路由R5、R3组成，本电路的反馈类型是交直流电压串联负反馈。
（2）试运用近似计算法计算中频时的电压放大倍数；
画出与反馈有关的交流等效电路如图4.13a所示。
如果是深度负反馈，可利用“虚短”和“虚断”概念。
由“虚短”概念可得vI?
vf
由“虚断”概念可得ie1?
0
以及
解上三式并利用闭环电压放大倍数的定义得
（3）试简述该电路要使负反馈效果显着，对R1有何要求。
如图P4.13b所示，Rif是闭环电路的输入电阻，由图知，若R1小的话，vI就可以大一些，引入的负反馈深度也可以深一些，负反馈效果也比较显着。
因为Avf=vo/vi和Avfs=vo/vs
其中
把上式代入Avf式得
把Avfs代入上式得
由式可知，负反馈深必然是Avf小，亦即R1必须要小。
4.14电路如图P4.14所示。
（4）要使电路中引入的反馈为负反馈，开关S应置于（a）还是置于（b）
（5）这个负反馈属于何种类型的负反馈？
（6）设电路满足深度负反馈的条件，电压放大倍数AVF大约是多少？
解：
（1）要使电路中引入的反馈为负反馈，开关S应置于（a）还是置于（b）
由瞬时极性法可判断出开关S应打向（a），才能产生负反馈。
（2）这个负反馈属于何种类型的负反馈？
这个反馈属于交、直流电压串联负反馈。
（3）设电路满足深度负反馈的条件，电压放大倍数AVF大约是多少？
观察电路知，反馈回路由R5、R8组成，反馈电压vf由两电阻分压后由R5取出，如果是深度负反馈，必有
且由分压原理可得
利用闭环电压放大倍数的定义得
注；本电路中R6、R7的分压作用是为了保证运放在输入电压vI=0时，输出电压vO也为0。
原理为：
电源电压经这两个电阻分压后使运放的V+端的直流电位与T1的集电极电位相同，静态时，运放的净输入Vid=0，所以vO=0。
4.15负反馈放大器如图P4.15所示，假设运算放大器的差模输入电阻为无穷大，输出电阻为零。
（1）写出电压反馈系数FV的表达式；
（2）如果基本放大器的开环增益|AV|为103，闭环电压增益|AVF|为102，计算反馈系数|FV|，求出R2/R1的值；
（3）如果开环放大倍数减小20%，那么闭环放大倍数将减少多少？
解：
（1）写出电压反馈系数FV的表达式；
本电路的反馈类型为交直流电压串联负反馈。
在深度负反馈的条件下，由“虚短”和“虚断”的概念可得出反馈电压Vf由R2、R1把输出电压VO分压后在R1上产生并馈回输入端。
所以反馈系数
………
（1）
（2）如果基本放大器的开环增益|AV|为103，闭环电压增益|AVF|为102，计算反馈系数|FV|，求出R2/R1的值；
根据
得
再由
（1）式得
（3）如果开环放大倍数减小20%，那么闭环放大倍数将减少多少？
把开环放大倍数减少的比率代入下式即可求出闭环放大倍数减少的比率。
4.16负反馈放大器如图P4.16所示。
（1）利用近似计算法计算|AVF|；
（2）若基本放大器的开环电压增益|AVo|为102，利用负反馈一般表达式计算|AVF|。
解：
（1）利用近似计算法计算|AVF|；
本电路的反馈类型是交直流电压串联负反馈。
由“虚断”得v-=vo
v+=vI
由“虚短”得v+=v-由上三式得vo=vI所以有
所以本电路是缓冲器，没有电压放大，只有电流放大，作为末端功率输出级。
（2）若基本放大器的开环电压增益|AVo|为102，利用负反馈一般表达式计算|AVF|。
由电路图可得出vf=vo
由反馈系数的定义得
所以
5.1用集成运放构成一正弦波相移器，如图P5.1所示。
设Z1=R1=1.4k?
正弦波频率f=1kHz，
。
要求输出超前输入?
+45?
，试计算阻抗ZF中的电阻值和电抗元件值。
解：
令
和
由题意可得
因为
显然AVF=1，所以有ZF=R1=1.4k?
由题意知ZF应呈感抗性质，设ZF由一个纯电阻R2和一个纯电感线圈XL串联组成。
根据输入输出电压的相位及电阻和电感的性质画出相量图如右图所示。
由相量图得
R2=XL
所以
解得
又因为XL=2?
fL
所以电感元件的电感量为
5.2已知加法器的运算关系为vo=-（5vI1+10vI2+0.2vI3），且反馈电阻RF=100k?
，画出电路图，并计算电路中各电阻的值。
解：
要实现题目所要求的加法运算关系，可使用基本加法电路，具体如右图所示。
根据加法运算的一般关系式可计算出电路中各电阻R1、R2、R3的值。
加法运算电路的加法运算关系如下式所示
由式得
RP=R1//R2//R3//RF=20//10//500//100=6.17kΩ
5.3同相加法电路如图P5.3所示，试推导其输出电压与输入电压之间的函数关系式。
解：
由“虚断”得两个输入端的两个节点方程
负反馈回路的方程（0-vN）/R=（vN-vo）/RF————
（1）
因为“虚断”，所以iP=0所以有iP=i1+i2+i3=0
根据上式得同相输入端的电路方程为
[（vI1–vp）/R1]+[（vI2-vp）/R2]+[（vI3-vp）/R3]=0————
（2）
由
（1）得
由
（2）得
由虚短得vN=vp
所以
解得
是一个同相比例加法器。
或
5.4按下列要求各设计一个运放电路（要求画出电路图，并计算出各元件值）。
（1）vo=-5v1，放大器的输入电阻大于20k?
；
（2）vo=-100v1，输入电阻等于200k?
，电路中各电阻值不得超过1M?
。
解：
以上两种运算均为比例运算，可采用反相放大电路实现。
（1）根据题目的要求及一般反相放大电路的电压放大倍数的关系式（Avf=-RF/R1,显然本题中的|Avf|=5）得（其中规定输入电阻R1>20k?
）
采用反馈电阻大于100k?
的反相放大器可实现题目要求的运算关系，电路如上图所示。
（2）假设仍使用与解决第一个问题时所使用的电路，计算RF的大小（本题要求AVF=-100）
此时的反馈电阻RF>1M?
=1000k?
，不合题意，应使用带T型反馈网络的反相放大电路，用T型网络的电阻值替代RF，以减少电路中各电阻的阻值。
带T型网络的反相放大器的电压放大倍数公式如下式所示（详见教科书《电子线路》第四版第五章P242—梁明理主编）
为方便设计起见，令RF1=RF2，与基本反相放大器比较，显然有
取RF3=
升级会员 