模拟电子技术习题及答案10.doc
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习题10
10.1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。
（1）场效应管的漏极电流受栅源电压形成的电场控制，因此称为场效应管。
（）
（2）栅极悬空时增强型场效应管存在导电沟道，漏极电流较大。
（）
（3）栅源电压为0时存在导电沟道的场效应管是耗尽型场效应管。
（）
（4）N沟道增强型场效应管的开启电压小于0。
（）
（5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其RGS大的特点。
（）
（6）若耗尽型N沟道MOS管的UGS大于零，则其输入电阻会明显变小。
（）
答：
（1）√
（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×
10.2选择正确的答案填入空内。
（1）场效应管的漏极电流是由（）的漂移运动形成的。
A.少子B.多子C.两种载流子
（2）场效应管是一种（）控制型的电子器件。
A.电流B.光C.电压
（3）场效应管是利用外加电压产生的（）来控制漏极电流的大小的。
A.电流B.电场C.电压
（4）与双极型晶体管比较，场效应管（）。
A.输入电阻小B.制作工艺复杂C.放大能力较弱
（5）当场效应管的漏极直流电流ID从2mA变为3mA时，它的低频跨导将（）。
A.增大B.减小C.不变
（6）某场效应管的转移特性如由题图10.2所示，则该管是（）场效应管。
A.增强型NMOSB.耗尽型NMOSC.耗尽型PMOS
题图10.2
VP
vGS/V
iD/mA
0
（7）当耗尽型场效应管工作于放大区时，场效应管ID的数学表达式为（）。
A.B.C.
（8）当栅源电压VGS＝0V时，能够工作在恒流区的场效应管有（）。
A.结型管B.增强型MOS管C.耗尽型MOS管
答：
（1）B
（2）C （3）B （4）C （5）A （6）B （7）C （8）AC
10.3已知场效应管的输出特性曲线如题图10.3所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。
题图10.3
vDS/V
iD/mA
解：
在输出特性上作vDS=10V的垂线，查出它与输出特性曲线的交点（vGS，iD），可作出转移特性曲线如题图10.3.1所示。
0
vGS/V
iD/mA
2
1
3
6891012
4
题图10.3.1
10.4在题图10.4所示电路中，已知场效应管的VP=－5V，问在下列三种情况下，管子分别工作在哪个状态？
（1）vGS=－8V，vDS=4V
（2）vGS=－3V，vDS=4V （3）vGS=－3V，vDS=1V
题图10.4
Rd
Rg
+
_
VGS
+
_
T
VDS
+
VGG
_
VDD
解：
N沟道耗尽型（VP<0）场效应管工作状态的判断：
截止区：
vGSvGS>VP,vGS–vDSvGS>VP,vGS–vDS>VP
P沟道耗尽型（VP>0）场效应管工作状态的判断：
截止区：
vGS>VP 恒流区：
vGSVP 可变电阻区：
vGS本题中为N沟道耗尽型（VP<0）场效应管。
所以
（1）截止
（2）恒流区 （3）可变电阻区
10.5分别判断题图10.5所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。
题图10.5
解：
（a）可能（b）不能（c）不能（d）可能
10.6测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位及其开启电压如题表10.6所示。
试分析各管的工作状态（截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。
题表10.6
管号
VT/V
VS/V
VG/V
VD/V
工作状态
T1
4
－4
1
4
T2
－4
4
3
12
T3
－4
6
0
6
解：
N沟道增强型（VT>0）场效应管工作状态的判断：
截止区：
vGSvGS>VT,vGS–vDSvGS>VT,vGS–vDS>VT
P沟道增强型（VT<0）场效应管工作状态的判断：
截止区：
vGS>VT 恒流区：
vGSVT 可变电阻区：
vGS
T1：
NMOS，恒流区；T2：
PMOS，截止区；T3：
PMOS，可变电阻区。
10.7已知某结型场效应管的IDSS＝2mA，VP＝－4V，试画出它的转移特性曲线和输出特性曲线，并近似画出预夹断轨迹。
解：
N沟道结型（耗尽型）场效应管的转移特性曲线方程为：
（VP<0，VPvGS-VP）
预夹断轨迹方程：
vDS=vGS-VP=vGS+4
特性曲线如题图10.7.1所示。
题图10.7.1N沟道JFET的特性曲线
（a）输出特性（b）转移特性
0
10
20
iD/mA
vDS/V
可变电阻区-4预夹断轨迹-4=vGS-vDS
5
15
饱和区-4>vGS-vDS
vGS3=-3V
vGS=VP
vGS2=-2V
vGS1=-1V
vGS0=0V
截止区
-4-3-2-1
vGS/V
0
iD/mA
1
2
IDSS
1
2
10.8场效应管电路和它的输出特性如题图10.8所示，分析当vI＝4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。
+
_
vi
vo
+
_
Rd
3.3kΩ
Vcc=12V
题图10.8
vDS/V
iD/mA
解：
由电路可知，场效应管是N沟道增强型，vGS=vI。
由转移特性看出，VT≈6V。
当vI＝4V时，场效应管在截止区。
当vI＝8V时，由输出特性看出，ID≈0.6mA。
因此，vDS=12-3.3×0.6=10V，场效应管工作在恒流区。
当vI＝12V时，由输出特性看出，ID≈4mA。
因此，vDS=0>12-3.3×4=-1.2V，场效应管工作在可变电阻区。
10.9电路如题图10.9所示，设FET的参数为：
IDSS=3mA，VP=－3V。
当RD分别为下列两个数值时，判断FET是处在饱和区还是非饱和区，并求饱和区中的电流ID。
（1）RD=3.9kΩ
（2）RD=10kΩ
题图10.9
Rd
C2
+VDD
C1
Rg
iD
+
_
vi
+
_
T
vo
+
（＋15V）
+
解：
静态时，vGS=0，ID=IDSS=3mA。
（1）RD=3.9kΩ，vDS=VDD-RdID=3.3V，FET工作在恒流区；
（2）RD=10kΩ，vDS=0V>VDD-RdID=-15V，FET工作在可变电阻区。
10.10场效应管电路、场效应管的转移特性和输出特性分别如题图10.10所示。
（1）利用图解法求解Q点；
（2）利用等效电路法求解Av、Ri和Ro。
题图10.10
Rd
C2
+VDD
C1
Rg
+
_
vi
+
_
T
vo
+
（＋10V）
+
C3
Rs
1MΩ
2kΩ
5kΩ
（a）（b）（c）
vDS/V
iD/mA
iD/mA
0.0V
-2.0V
-2.5V
vGS/V
解：
由电路得
分别在转移特性和输出特性上作出上述方程的直线，如题图10.10.1所示，因此
题图10.10.1
vGS/V
iD/mA
iD/mA
（a）（b）
00.0V
-2.0V
-2.5V
vDS/V
（2）利用等效电路法求解Av、Ri和Ro
电压增益
输入电阻
输出电阻
10.11电路如题图10.11所示，已知FET的工作点上的互导gm＝1ms。
（1）画出电路的小信号等效电路；
（2）求电压增益Av；
（3）求输人电阻Ri和输出电阻Ro。
C1
Rd
C2
+VDD=20V
RL
+
_
vo
Rg2
Rg1
Rg3=2MΩ
+
_
vi
Cs
Rs
题图10.11
300kΩ
10kΩ
100kΩ
2kΩ
10kΩ
0.02uF
4.7uF
解：
（1）小信号等效电路如题图10.11.1所示。
题图10.11.1低频小信号等效电路
g
+
_
vgs
s
d
_
+
vo
gmvgs
id
Rd
Rg1
RL
+
_
vi
ii
Rg2
Rg
（2）求电压增益Av；
（3）求输人电阻Ri和输出电阻Ro。
10.12一个MOSFET的转移特性如题图10.12所示（其中漏极电流iD的方向是它的实际方向）。
（1）该FET是耗尽型还是增强型？
（2）是N沟道还是P沟道FET？
（3）从这个转移特性上可求出该FET的夹断电压VP还是开启电压VT？
求其值。
题图10.12
-iD/mA
vGS/V
0
－4
－2
1
2
3
解：
（1）增强型；
（2）P沟道；
（3）从这个转移特性上可求出该FET的开启电压VT，等于-4V。
10.13一个JFET的转移特性曲线如题图10.13所示。
（1）它是N沟道还是P沟道的JFET？
（2）它的夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS各是多少？
题图10.13
－4－20
3
4
2
1
vGS/V
iD/mA
解：
（1）N沟道耗尽型FET；
（2）它的夹断电压VP=-4V，饱和漏极电流IDSS=4mA。
10.14增强型FET能否用自给偏压的方法来设置静态工作点？
试说明理由。
答：
不能。
以N沟道增强型FET为例，其开启电压大于0，而自给偏压只能产生小于0的偏压。
10.15电路如题图10.15所示。
设FET（T1）的参数为gm＝0.8mS，rd＝200kΩ；三极管（T2）参数β＝40，rbe＝1kΩ。
（1）画出放大电路的小信号等效电路；
（2）计算放大电路的电压增益Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro。
C1
Rd
T1
Rg2
Rg1
Rg3
+
_
vs
Rs
题图10.15
_
+
+
Re
C3
T2
rs
vo
_
+VDD
vi
47kΩ
1uF
43kΩ
5.1MΩ
1kΩ
2kΩ
180Ω
200uF
（+18V）
解：
（1）小信号等效电路如题图10.15.1所示。
题图10.15.1小信号等效电路
g
+
_
vgs
s
d
gmvgs
id
Rd
Rg
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