完整word版第四章場效應(yīng)管習(xí)題答案

1、第四章 場效應(yīng)管基本放大電路 4-1 選擇填空 1場效應(yīng)晶體管是用_控制漏極電流的。 a. 柵源電流 b. 柵源電壓 c. 漏源電流 d. 漏源電壓 2結(jié)型場效應(yīng)管發(fā)生預(yù)夾斷后，管子_。 a. 關(guān)斷 b. 進(jìn)入恒流區(qū) c. 進(jìn)入飽和區(qū) d. 可變電阻區(qū) 3場效應(yīng)管的低頻跨導(dǎo)g是_。 ma. 常數(shù) b. 不是常數(shù) c. 柵源電壓有關(guān) d. 柵源電壓無關(guān) 4. 場效應(yīng)管靠_導(dǎo)電。 a. 一種載流子 b. 兩種載流子 c. 電子 d. 空穴 5. 增強(qiáng)型PMOS管的開啟電壓_。 a. 大于零 b. 小于零 c. 等于零 d. 或大于零或小于零 6. 增強(qiáng)型NMOS管的開啟電壓_。 a. 大于零 b.

2、 小于零 c. 等于零 d. 或大于零或小于零 7. 只有_場效應(yīng)管才能采取自偏壓電路。 a. 增強(qiáng)型 b. 耗盡型 c. 結(jié)型 d. 增強(qiáng)型和耗盡型 8. 分壓式電路中的柵極電阻R一般阻值很大，目的是_。 Ga. 設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn) b. 減小柵極電流 c. 提高電路的電壓放大倍數(shù) d. 提高電路的輸入電阻 9. 源極跟隨器（共漏極放大器）的輸出電阻與_有關(guān)。 a. 管子跨導(dǎo)g b. 源極電阻R c. 管子跨導(dǎo)g和源極電阻R SmSm10. 某場效應(yīng)管的I為6mA，而I自漏極流出，大小為8mA，則該管是_。 DQDSSa. P溝道結(jié)型管 b. N溝道結(jié)型管 c. 增強(qiáng)型PMOS管 d. 耗

3、盡型PMOS管 e. 增強(qiáng)型NMOS管 f. 耗盡型NMOS管 解答： 1.b 2.b 3.b,c 4. a 5.b 6.a 7. b,c 8. d 9.c 10.d 4-2 已知題4-2圖所示中各場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，請將管子類型、電源V的極性（+、-）、DDu的極性（0，0，0 任意 R0 RDG1任意 CO 圖所示各電路能否正常放大，并說明理由。4-3試分析如題4-3VV DDDD（b）（aV DD-VR DDDRD+COCORG1+CCiiVTuVTO+uORRGuG2iC-SR-S-（d）c（-VU DDCCRRDDCCoOCC+ii+VTVT+u+OuRROuGGuii-CR-S-

4、S（f）（e圖題4-3 解：(a)不能。 VT是一個N溝道JFET，要求偏置電壓U滿足UU0，因此不能進(jìn)行正常放大。 GS (b)能。 VT是一個P溝道JFET，要求偏置電壓U滿足0U0，只要在0U U 0。電路中U0，GSGSGSGS,off如果滿足U 0，也可能滿足U U 0。但是D極和襯底B之間的PNGS,offGSGS結(jié)正向?qū)ǎ虼穗娐凡荒苓M(jìn)行信號放大。 （e）不能 VT是一個N溝道增強(qiáng)型MOSFET，開啟電壓U 0，要求直流偏置電壓U U，電ononGS路中U=0，因此不能進(jìn)行正常放大。 GS （f）能。 VT是一個P溝道耗盡型MOSFET，夾斷電壓U0，放大時要求偏置電壓U滿足G

5、SGS,offU0，如果滿足U U就可以正常放大。 GS,offGSGS,offGSGS 4-4 電路如題4-4圖所示，V=24 V，所用場效應(yīng)管為N溝道耗盡型，其參數(shù)I=0.9mA，DSSDDU=-4V，跨導(dǎo)g=1.5mA/V。電路參數(shù)R=200k, R=64k, R=1M, R= R= R=10kLGG2SG1mDGS,off。試求： 1靜態(tài)工作點(diǎn)。 2電壓放大倍數(shù)。 3輸入電阻和輸出電阻。 +V DDRRDCG1o+Ci+VTR+uLRoGC+uSRiG2RS-題4-4圖 解： 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算1 R64G2V?IR?24?10I?5.8?10IU?U?U?SDGDSDDDGS 64?R

6、200?RG2G1 在UU0時，GSGS,offUU22GSGS)?(1?II)0(1.9?DSSD 4UfofGS, 解上面兩個聯(lián)立方程組，得 I?0.64mA?D?U?0.62V?GS 漏源電壓為?U?V?IR?R?24?0.64?10?10?11.2V SDDSDDD 電壓放大倍數(shù)2u?o5.10?1?.5?710?A/?gR/RLUmD ui 3輸入電阻和輸出電阻。 r?R?R/R?1000?200/64?1.05M 輸入電阻G2GG1ir?r/R?R?10k 輸出電阻DdsDo4-5 電路如題4-5圖所示，V=18 V，所用場效應(yīng)管為N溝道耗盡型，其跨導(dǎo)g=2mA/V。mDD電路參數(shù)

7、R=2.2M, R=51k, R=10M, R=2 k, R=33 k。試求： DG1SGG21電壓放大倍數(shù)。 2若接上負(fù)載電阻R=100 k,求電壓放大倍數(shù)。 L3輸入電阻和輸出電阻。 4定性說明當(dāng)源極電阻R增大時，電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻是否發(fā)生變化？如S果有變化，如何變化？ 5. 若源極電阻的旁路電容C開路，接負(fù)載時的電壓增益下降到原來的百分之幾？ S+V DDRRDCG1o+Ci+VT+uRoGC+uSRiG2RS-題4-5圖 解： 1無負(fù)載時，電壓放大倍數(shù)uo66?33?gR?2A?DUm ui 有負(fù)載時，電壓放大倍數(shù)為2u?o50?/100/RR?2?Ag?33LmUD u

8、i 輸入電阻和輸出電阻。3r?R?R/R?10?2.2/0.051?10M 輸入電阻G2GG1ir?R?33k 輸出電阻Do 的跨導(dǎo)定義為FET溝道耗盡型N4?iD?gm?uGSu?常數(shù)DS2?UGS?1?i?I?DSSD? U?fofGS，?U?2I?2GSDSS?1?I?g?iDmDSS? UUU?fof，offoffGS，GSGS， u?oR/?R?gALDUm ui R?U?I?g?A?UmGSDS 當(dāng)源極電阻增大時，有RS所以當(dāng)源極電阻R增大時，跨導(dǎo)g減小，電壓增益因此而減小。 mS輸入電阻和輸出電阻與源極電阻R無關(guān)，因此其變化對輸入電阻和輸出電阻沒有影響。 S5若源極電阻的旁路電容

9、C開路，接負(fù)載R時的電壓增益為 LS?AAuARR?g/?oUUULDm?A?U u1?gR1?gR1?2?25SmimS?AU?20% AU 既輸出增益下降到原來的20%. 4-6 電路如題4-6圖a所示，MOS管的轉(zhuǎn)移特性如題4-6圖b所示。試求： 1電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。 2電壓增益。 3輸入電阻和輸出電阻。 +V DD12VR D(mA)ID10k4+3VTuR2iGuo10k-1VG-3VU(V)8624GS題4-6圖a題4-6圖b 解： 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算。1 。時，I=0.5mA根據(jù)MOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線，可知當(dāng)U=3VDQGSV?7.5?10RU?V?I?12?0DDSQDQDD 此

10、時MOS管的壓降為 2電壓增益的計(jì)算。 。I=1mA；當(dāng)U=2VU=4V時，管的轉(zhuǎn)移特性曲線，根據(jù)MOSDGS,offGS2?UGS?1?IIDSSD? U?fofGS， 根據(jù)。解得I=1mADSS?U2I?I?2?2 GSDSSD?1g?0.707mS? DmDSS2UUUU?offGS，GSoffoffGS，GS 常數(shù)u?DSuo?gR?0A?.707?10?-7.1DUm ui電壓增益 3輸入電阻和輸出電阻的計(jì)算 r? 輸入電阻ir?R?10k 輸出電阻Do4-7 電路參數(shù)如題4-7圖所示，場效應(yīng)管的U=-1V，I=0.5mA，r為無窮大。試求： dsGS,offDSS1靜態(tài)工作點(diǎn)。 2

11、電壓增益A。 U3輸入電阻和輸出電阻。 +VDD +18VRRDG130K2MCoCi+VT+RGu10MouiRCG2sRs47kF10-2K-題4-7圖 解： 靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算1 R?G2U?U?IR? SDDGSQDQRR?G2G1Q?2?U?GSQ?1II? DSSDQU?GS,off將參數(shù)代入，得0.047?33U?18?2?10I?0.41?2?10I? DQDQGSQ0.047?2?2?U?GSQ31?100.5I? DQ?1?I?0.3mA?DQ解得：?U?0.2V?GSQ 2電壓增益A。 U ，此時放大電路的電壓增益為，C本題目電路中，有旁路電容?guRDGSm?gRADUm

12、uGS ?iD?gm?uGSu?常數(shù)DS2?UQGSi?I1? DSSDU?offGS，?U?2I?2?2 GSDSS0.5?0.3Ii1?g0.78mS? DmDSS?U1UU? offGS，off，GSGS，off?guRDmGS?gR?0.78?30?A?23.4DmU uGS 3輸入電阻和輸出電阻的計(jì)算。 ?M47K?10R?10M?2M/r?R?R/G2GG1i?K?R?30r Do4-8 電路如題4-8圖所示。場效應(yīng)管的g=2mS，r為無窮大，電路中各電容對交流均可視dsm為短路，試求: 1.電路的電壓增益A。 U2輸入電阻和輸出電阻。 +VDD +18VRDRG120K200KC

13、2CiVT+RGR1u5MRO1KLu20Ki-CR210KRG2-51M圖4-8題 。電路的電壓增益A解：1.U ?RRg/guRR/DLDLmmGS?A?U R?guR1u?g1GSmm1GS2?（20/20）?6.7?A?U 11?2 r和輸出電阻r輸入電阻2oi?M?200K551?/Rr?RR5M?M/G2GiG1?k?r?R20 Do4-9 電路如題4-9圖所示。已知V=20V，R=51M，R=200k，R=200k，R ,=22 kSG2G1GDD場效應(yīng)管的g=2mS。試求： m1無自舉電容C時，電路的輸入電阻。 2有自舉電容C時，電路的輸入電阻。 +VDD sRu+oRRG2S

14、us-圖題4-9 uS之間的C稱為自舉電容，該電容將輸出電壓信號和源極分析：電路中跨接在電阻RoG G，形成正反饋，提升了電路的輸入電阻r。反饋到輸入端的柵極i 關(guān)于負(fù)反饋電路的分析計(jì)算將在第7章詳細(xì)介紹。 解： 1無自舉電容C時電路輸入電阻計(jì)算 根據(jù)電路可知，輸入電阻為?M/0.2?51.1?r?RR/R?51?0.2 G2G1iG 時電路的輸入電阻計(jì)算有自舉電容C2 a所示。圖此時交流等效電路如圖題4-9 iGi ugRGSmG+DSsRui+R+-SRuDRuRoG2sG1-ri a 圖題4-9 根據(jù)等效電路圖，可知柵極對地的等效電阻為 uuiG?r?i iiGi u?uoi?ii RG

15、 其中電流?RR/R/u?i?guoG1G2mSigs 輸出電壓?R/Ruu?g/RogsSG2G1m 當(dāng)電流i很小時，i 電壓放大倍數(shù)為?Rg/R/RuguR/R/RomSG2G2mGSSG1G1?A?U? RgRR/u?uug/RRR1?SG1mG2G2SiGSG1mGS1?（200/200/22）18? 1?1?（200/200/22）19 18u?uiiuu?u1 19ioi?i?i RR19RGGGui?19R?19?51?969M?r?Gi i i計(jì)算結(jié)果說明自舉電容C使電路的輸入電阻提高了。 4-10 電路如題4-10圖所示。已知g=1.65Ms,R= R=1M, R=R=3 k

16、,耦合電容LG2G1mDC=C=10F。試求 oi1電路的中頻增益A。 U2估算電路的下限截止頻率f。 L3當(dāng)考慮信號源內(nèi)阻時，高頻增益計(jì)算公式。 +V DDRRDG1Co+CVT+i+sRuRoLu+RiG2-us-圖題4-10 解： A。1電路的中頻增益U?A?gR/R?1.65?3/3?2.48 LmDUf2估算電路的下限截止頻率L 圖a所示。4-10電路低頻等效電路如題CCio +gugs1m+RRRRuuG1G2DLigs-圖4-10圖a ?1?/R?guR?LmDgs? ?Cju?g?CR1u?jR?ogsm?oLoD?AU? ?CRu1?juuR?oDiiLi 增益函數(shù)?C/RR

17、R/Rj?iG2G2G1G1?u?u?uiigs? 1?CRR/1?j?iG2G1?R/RG2G1 ?Cj i 整理得?CRCRR/Rj1?j?iDoG1LG2?g?A?mU? ?R/R?jjCR?RC11?iG2G1DLo 顯然增益函數(shù)有兩個極點(diǎn)和兩個零點(diǎn)和兩個極點(diǎn)。 零點(diǎn)分別為 f?0?z1?11f?5.4Hz?z2 3?6?RC2?3?10?210?10?oL 極點(diǎn)分別為 11?f?0?p1? ?6?CR2R/?10?10M1/21MG1G2i?111?f?2.7Hzp2? ?63?C2RRC2R?R?10?10?23?103DLoDLo? f?5.4HzL 所以下限頻率為3電路高頻等效電路如題4-10圖b所示。 DG +ug+gsm1RCsRgsRRDRLuG1G2ugso+Cudss-S-b圖圖4-10 高頻增益函數(shù)為u?o?AUs us?1