在电子技术领域,三极管放大电路是基础且重要的概念,它被广泛应用于信号处理、音频放大、电源控制等系统中。本习题课主要涵盖了共射极放大电路、同相比例电路、反相比例电路以及反馈电路的相关计算与分析。
1. **共射极放大电路**
- 静态工作点Q的估算:静态工作点Q指的是晶体管在无输入信号时的工作状态,通常由基极电流IB、集电极电流IC和集电极电压VC(或发射极电压VE)定义。计算Q点需要用到晶体管的β(电流增益)和偏置电阻RB、RC以及负载电阻RL。根据欧姆定律和晶体管特性,我们可以估算出IB、IC和VC。
- rbe的计算:rbe是晶体管的输入电阻,可以通过晶体管的发射极与基极间的电压变化对基极电流的影响来计算,即rbe ≈ VBE / IB。
- 电压放大倍数Au的计算:Au是输出电压与输入电压之比,可以通过输出电压和输入电压相对于晶体管发射极的电压差来计算,即Au = (Vout - Veq) / (Vin - VBEQ),其中Veq是晶体管发射极在无输入信号时的电压。
- 输入电阻Ri和输出电阻Ro的计算:Ri是输入端看进去的电阻,Ro是输出端看出来的电阻,它们可以通过微变等效电路分析得出。
- 微变等效电路:这是一种简化电路以便分析小信号增益的方法,将晶体管视为一个受控电流源,并忽略静态工作点的直流分量。
2. **同相比例电路**
- 反馈电阻fR的计算:在同相比例电路中,为了得到特定的电压放大倍数,需要调整反馈电阻fR的值,使得总反馈系数满足要求。
- 反馈系数F的计算:反馈系数F表示反馈电压与输入电压之比,它决定了电路的稳定性。
- 平衡电阻2R的选择:平衡电阻2R用于平衡电路的输入和输出阻抗,以保证信号传递不受影响。
3. **反相比例电路**
- 电压放大倍数的计算:反相比例电路中,输出电压与输入电压成反比,放大倍数为-Rf/R1。
- 输入电阻r_id的计算:r_id是反相输入端的等效电阻,它反映了输入信号对电路的影响。
- 平衡电阻R2的计算:平衡电阻R2用于调节电路的输入阻抗,使其匹配外部信号源。
4. **反馈的判断**
- 在反馈电路中,需要判断是电压反馈还是电流反馈,正反馈还是负反馈,以及反馈的类型(串联或并联)。
- 反馈电阻Rf的设置可以改变电路的电压放大倍数、稳定性和频率响应。
以上知识点涉及了电子工程中的基本电路分析,包括放大电路的设计、性能参数的计算以及反馈电路的理解。通过解决这些习题,学生能够加深对三极管放大电路原理和应用的理解,提升实际操作技能。