电路分析习题课——非线性电路部分2
作图法 正规做法
– 二极管
理想折线模型 导线,电压源 稳压管
张诚
北京大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室
– 三极管
关键位置 关键路径 模型转换 输出特性 静态工作点 判断组态,小信号流向 动态等效电路,阻抗变化,电流变化,增益 失真类型,修正方法
2009.12.31
2009-12-31
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习题8.14
二极管稳压电路如图所示,其输入信号为(10+0.5cost)V.稳压二 极管在反向电流为5～50mA时保证稳定电压为6V(忽略其内阻), 而负载RL可以为不小于600Ω的任意电阻,试计算保证稳压输出的限 流电阻R的取值范围.
Vi max = 10.5V Vi min = 9.5V I D max = 50mA I D min = 5mA I L max = I L min = Vw 6V = = 0.01A = 10mA RL min 600Ω 6V Vz = = 0 A = 0mA RL max ∞Ω
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习题9.5
共射放大器电路如右图所示.其中VCC=10伏,Rb1=8千欧,Rb2=2 千欧,Re=500欧,RC=2千欧,BJT的rb=100欧,β=100,rc >> R C. (1)请计算BJT的静态工作点; (2)请画出电路的动态等效电路; (3)如果RS=0,RL=无穷大,请计算RL上的电压; (4)如果RS=500欧,RL=无穷大,请计算RL上的电压; (5)如果RS=0,RL=2千欧,请计算RL上的电压
VCC Rb1 VS RS Rb2 Re RL Rc
Vi min Vw V Vw > R > i max I L max + I D min I L min + I D max
9.5 6 10.5 6 kΩ > R > kΩ 10 + 5 0 + 50
90Ω < R >Rb1//Rb2,所以可以认为IbQ 相对于Rb1和Rb2支路上的电流而言可以忽略, 因此不难求得VBQ=VccRb2/( Rb1+Rb2)≈2V.由 此可知,VEQ≈2-0.7=1.3V.于是IEQ=VEQ/Re =2.6mA.于是re=26/2.6=10欧,而IBQ= IEQ/(1+β)=26uA.最后,VCQ≈VCC- RCICQ≈4.8V.
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习题9.5
(2)动态等效电路
VCC Rb1 Rc
习题9.6
Ib VS RS Rb1 rb Rb2 b' re Rc Re RL βIb
右图所示为另一种发射极外部电路,用以缓解BJT共射极放大器的静 态工作点稳定性和动态增益之间的矛盾.请解释该电路的原理,并指 出放大电路的增益大致是多少.
VCC Vo Vin Rb2 Re
VS RS Rb2 Re RL
Rb1
Rc
(3)如果RS=0,RL=无穷大,请计算RL上的电压; 这种情形下,B极的电压就是Vs,于是ΔIb=Vs/R'in=Vs/52K.于是ΔIc= βΔIb;而Vo=-RcΔIc=-Vs*200K/52K,因此增益A1=Vo/Vs≈-3.85. (4)如果RS=500欧,RL=无穷大,请计算RL上的电压; 这种情形下,增益A2=A1Rin/(Rin+Rs),其中Rin=R'in//Rb1//Rb2≈1.6千欧,所 以A2≈-2.93. (5)如果RS=0,RL=2千欧,请计算RL上的电压. 这种情形下,增益A3=A1RL/(Rout+RL),其中Rout≈Rc,所以A3≈-1.9
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R'e
解:当射极存在引入负反馈的接地电阻时,共射极 放大器的增益约为-Rc/Re.而Re越大的时候,整 个电路的稳定性越好,但是增益绝对值越小. 在注意到静态工作点主要是指直流特性,而增益是 依赖于交流特性这一关键之后,只需要让BJT对地 的网络具有较低的交流阻抗和较高的直流阻抗,就 可以无矛盾地解决这个问题. 图中所示是多种实际做法的其中之一:当R'e支路的 电容C足够大(相对于信号所处的频段,时间常数 R'eC的倒数足够小)时,BJT的对地网络的直流阻 抗为Re,交流阻抗近似为Re//R'e.只要R'e <