通信电子线路第三章答案

3-1分析：晶体管低频放大器与高频小信号放大器的不同主要因为输入信号的频率和幅度差 异造成。解：晶体管低频放大器由于静态工作点不同，工作状态可能为饱和，线形，截止；而高 频小信号放大器强调输入信号电平较低，放大器工作在线形区。而且由于工作频率不同，分 析工作状态时使用的模型也不尽相同，由于频率变大，在低频时不考虑的电容在高频时成为 了影响工作的主要因素。由于高频小信号放大器的输入信号的幅度小，晶体管工作在线形区， 所以没有必要用特性曲线分析。3-2分析：主要考察了晶体管混合冗型等效电路个参量的意义。解：鼻是指基极体电阻，晶体管内部等效元件都连接到b。b为载流子通过的有效基区， 与基极引线b存在基区体电阻厂站，_般高频管rbb，在15-250 之间。电阻是沿着PN结 平面由基区材料决定的体积电阻，是晶体管高频放大性能变坏的主要原因，rbb,越小越好， 是评价晶体管高频放大性能的重要参数。r是集电结电阻，因为集电结为反偏，所以r较 bc 大，约为10k10M，特别是硅管，仁很大，和放大器的负载相比，它的作用往往可以 忽略。3-3分析：主要考察了晶体管模型的重要参数g的意义。m解： g 是晶体管的跨导，反映晶体管的放大能力，即输入对输出的控制能力。它和晶m体管集电极静态电流大小有关。3-4分析：阻抗匹配问题是由于高频小信号的负载的特殊性谐振回路特性决定的。解：因为高频小信号放大器的负载是_个谐振回路，如果阻抗不匹配，会使输出信号幅度减小，而且会失真，为此，必须考虑阻抗匹配的问题。3-5分析：主要考察了小信号放大器的几个主要质量指标之间的关系。解：主要质量指标有：增益，通频带，选择性，工作稳定性，噪声系数这5个指标。以 上几个指标，增益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一对矛盾。为使放大器稳定工作， 必须采取稳定措施，即限制每级增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等；而 解决通频带和选择性的矛盾可以增加回路的数目，采用参差谐调，用网络综合法设计耦合网 络或者采用集中滤波器放大器的办法来解决。具体设计时应根据需要决定主次，进行分析和 讨论。3-6分析：计算 y 参数主要根据公式（3-17）至（3-20）来计算，公式中的未知参数可以几I （ mA）=弋厂等计261 I (mA)26个吊用公式r 二B * f =*be 0 I (mA)T 2兀(C + C )eb eb c二卩260 *得 r =1.3K 0 I (mA)bee算出。解:由f = 10MHz 即=2兀 *107rad / s 由式 3-15)rbeI ( mA)= 21.5pF,由式(3-16)gm =弋厂1 I ( mA)由特征频率f =*工 得C -T 2兀(C + C )26beb eb c得 g m =38ms， 将以上数据代入公式（3-17 ）至（3-20 ）可得：y二（0.165 + j1.52）msm iey = (37.56 一 j4.05)ms y = (-20.1 - jl86.8)卩s y = (47.3 + j688.0)卩s fe, re, oe3-7分析：放大器不稳定的主要原因也是放大器突出特点之一，即高频条件下，模型各参数的变化。解：放大器不稳定的主要原因是由于当工作频率较高时，Cb，c的容抗变小，输出回路对输入回路的反馈作用就不容忽视，可能引起放大器的工作不稳定。首先要选择Cb，c尽可能小的晶体管，其次，应设法从电路上减小反馈作用，具体的办法有“中和法”和“失配法”。3-8 分析：主要考察有负载时，接入负载对回路有何影响。解：当LC回路并联一电阻时，回路总导纳Gt变大，所以回路有载品质因数变小，通频带变宽，又由增益带宽积为常数，知增益减小；又由矩形系数定义知，品质因数的变化不会引起其变化，故选择性不变；因为增益越小，放大器越不容易产生自激，故稳定性增强。3-9 分析：这是高频小信号放大器的典型计算，先计算输入，输出对回路的接入系数，再将输入，输出负载折算到回路中去，再分别计算各个指标。解：该电路的交流等效电路如图 1P1=N13=p =204，P2图1N45 - AN1320g广 p2gie + p2gve + gp1& Q =0 g w Lv01:g =pQ0 0L100 x 2n x 10.7 x 106 x 4 x 10-6=37 x 10-6Sg工=0-252 x 200 x 10-6 + 0-252 x 2860 x 10-6 + 37 x 10-6 = 228.25x10-6S1）电压增益AV0 =Re0.25 x 0.25 x 45 x 10- 3228.25 x 10-6=12.32）功率增益AP0 = (A )2 = 12.32 = 151P0 vo3) 通频带Ql = g占0L1228.25 x 10-6 x 2n x 10.7 x 106 x 4 x 10-6 =16.32Af = f = 107 = 0.656MHz 0.7 QL 16.34) 回路插入损耗1-1-16.3 )2100=1.435）稳定系数2 Q f g丿e + gj|y | |y 11 仁os Op+9 Hfe rere fe2 x 2 x 2860 x 10-6 x 200 x 10-6 + gp + 也gie P1245 x 10-3 x 0.31 x 10-3 x 1 + cos (-54。 88.5。)“c “(37 x 10-6 + 0.252 x 2860 x 10-6)200 x 10-6 + 0.252=4 x 2860 x 10-6 x 45x0.31x10-6(1-0.7934)=14.5 1因S1，所以此放大器能稳定工作。3-10分析：先要由公式（3-17 ）至（3-20 ）求得y参数由y = g + jo C可得放大器输入ie ieie导纳g和C再折算到回路中去，可得到回路导纳g y和C，进一步计算出有载品质因数，ieie乙ie通频带，电压增益。解：为了求得电压增益，必须已知yie，yoe，y (y忽略不计)。而y参数均与混合冗ie oe fe re参数有关，所以，首先必须由手册查得参数计算出晶体管混合I参数:=T = T = 260rbe gbe=卩=r = 50 x 26 = 13000d1 = 0.77mSrbe0 fT2兀r (C+ C )dbcbe1+ Cb，e =2兀丫 f2兀 x 26 x 250 x 106dT=24.5 pFC = 24.5 - C = 24.5 - 3 = 21.5pF bebfc再求y参数：根据(3-17)可求得y =(0.145+ j1.43)mSieg = 0.145mS 0.15mSieR = 6.67 k0ie而R1 =15k0,R2 = 62k0,与r为同一数量级，所以，输入电阻必须考虑为R , R, Rieie 12三者并联。fgieie11 g +-ie R RR1R 2= 0.15 + 0.07 + 0.16 = 0.38mSw C = 1.43 x 10 -3ieCie1.43x10-32兀 x 10.7 x 106= 21pF根据(3-20)可求得y = (0.0645 + jO.74)mSoeg = 64.5 iiSoeo C = 0.74mSoeCoe0.74 x 10 - 32兀 x 10.7 x 10611pFyre= (38 - j 4.06)mSy =(382 + 4.062 = 38mSfe单级电压增益VO=gp + g 0 + P12 goc + P 2 gie11g =p Q0叫L 100 x 2兀 x 10.7 x 106 x 4 x 10-6=37.2pS丄=0.1mS10gg = 10-3 x 37.2 + 0.1 + (0.32 x 64.5 x 10-3) + (0.22 x 0.38) = 0.176mS0.3x 0.3 x 38A =v。0.176=19.4(2) 单级通带2Af0=f0 Ql八O CQl = JLgE2兀 x 10.7 x 106 x C0.176 x 10-3Cx = C 2 + P 2C + P 2CX 21 oe 2 ie=56 + 0.09 x 11 + 0.09 x 21 二 59pFQ=L2兀 x 10.7 x 106 x 59 x 10-120.176x10-3= 22.5. 2 Af0.7丄=10皿=475KHZQ 22.5L(3) 四级的总电压增益(A ) = (A )4 = (19.4)4 = 141647 141650 vo 4 vo(4) 四级总通频带(2纣o.7)4 = 24 -1 X 2Af 0.7 = 475 x*0.1892 = 206.6KHZ欲使(2Af0.7)4 = 2Af 0.7 = 475KHZ则单级通带应加宽为2Af 0.7 = 2.32 x 475 = 1.1MHZ四级总增益下降为(A ) = 141650 = 4890 vo 42.3243-11分析：高频时，由于容抗变化产生内部反馈是放大器不稳定的主要原因。解：因为当频率较低时，.的容抗较大，输出回路对输入回路的反馈作用可以忽视， 因此器件肯定是单向化元件，而当频率较高时，Cb，c的容抗变小，输出回路对输入回路的反 馈作用就不容忽视，可能引起放大器工作不稳定，所以单向化问题必须考虑。3-12分析：反馈导纳yre对调谐放大器的工作稳定度有重要意义。解：反馈导纳yre是调谐放大器工作不稳定和产生自激的内部根源。yre物理意义是输出 电压在输入端产生的电流，体现晶体管的内部反馈，反馈导纳yre越大，内部反馈越强。3-13分析：有公式(3-52)a二J药工可以直接计算出答案。voSo CT 0 re解：11 2Li So0Cr 0(AV0)S|y =卞 26.42 + 36.42 45mSfe-7.753-14分析：主要考察了 LC,石英晶体，陶瓷三种类型的谐振回路的特性以及区别。解：石英晶体滤波器由于品质因数Q很高，所以用石英晶体滤波器作为选频网络的放大 器工作频率稳定度很高，选择性好。陶瓷滤波器容易焙烧，可制成各种形状，适合滤波器的 小型化，而且耐热性耐湿性好，很少受外界条件的影响。但它的品质因数没有石英晶体高， 选择性没有石英好。3-15分析：有谐振频率和电感之间的关系可以得出电感的值，计算出回路有载电导 G 和容T抗C可以求出有载品质因数和通频带。T解：（1）高频交流等效电路如图 2：图2由f0 =12兀 ：ZC得，=5.86*10 - 4H2(3) P1 = 3C 二 p2C + p2C + C 二 207.2PFT 1 oe 2 i 2回路固有的损耗电导为G二么C二5.84*10-6 p QG = p 2 g + p 2 g + G = 5.77 *10 -5T1 oe 2 i 2p回路有载品质因数为Q广 三吕 二105T通频带 BW 二 f = 4.43*104QL加入中和电容CN如图3谐振时的电压增益A =v0fe-p p y1 2GT=192.57