模电第四章答案Word文件下载.docx
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sVgsVgsth
Id/2VGSVGsthVdsV2ds今0.1mAV210250.81123.7mA
（b）当Vgs2V,Vds1.2V时，JsVgsth1-2VVds，MOSFET处于
临界饱和
IdinCox¥
VgsVgsth弓0.1叫21020.820.72mA
（c）当Vgs5V,Vds0.2V时，%Vgsth4.2VVds，MOSFET处于
非饱和状态
Vds分别为1V和4V时的Id。
0.75mA
化（4Id/Id）为多少?
50V时
由于ro
Vds
晋Vds
1D
'
Di市'
D
VDSV
VdsVds
10%Vds10%Vds
10%v
50Vds
0.2%Vds（对
扌二种情
roId
Va-Va
id1DA
当Vds变化10%时，即
10%
况都一样）
1DgDSVDSVAVDS1D°
.2%VDS1D
晋0.2%Vds
4-6一个增强型
PMOSFE的卩pCox（W/L）=80卩A/V2，VGS（th尸一1.5V，入
0.02V-1,栅极接地，源极接+5V，求下列情况下的漏极电流
（a）Vd=+4V;
（b）Vd=+1.5V;
（c）
Vd=0V;
（d）
Vd=—5V;
根据题意Vgs
VgVs
05V5VVgsth
1.5V，
P-EMOSFET导通
Cw
pCox~T
80av20.08mAV2,
0.02V
1
（a）当Vd
4V时,
由于此时VgdVg
VD0V
4V4V
VGSth
Id
P-EMOSFET处于非饱和状态
0.24mA
P-EMOSFET处于临界饱和状态
22
IdipCox罟VgsVGSth1Vds舟0.08叫251.510.02（3.5）
0.49mA1.07
0.5243mA
（C）当Vd0V时，Vds5V，VgsVgsm5V1.5V3.5V
即VdsVgsVgsth，P-EMOSFET处于饱和状态
IdipCoxWLVgsVgsth1Vds舟0.08叭251.510.025
0.49mA1.1
0.539mA
（d）当Vd5V时，Vds10V，VgsVgs^）3.5V
DSVgsVgSth，
P-EMOSFET处于饱和状态
Id4pCox^VgsVGsth1Vds20.08mAv251.510.0210
0.49mA1.2
0.588mA
4-7已知耗尽型NMOSFET的卩nCox（W/L）=2mA/V2,Vcs（th）=-3V，其栅极和
源极接地，求它的工作区域和漏极电流（忽略沟道长度调制效应）。
（a）Vd=0.1V；
（b）Vd=1V；
（c）Vd=3V；
（d）Vd=5V；
根据题意VgVs0，则Vgs0，VgsVgsth03V3V
（a）当Vd0.1v时，VdsVdVs
0.1VVVgsVGSth
（b）当Vd
ID~2nCox
VGSVGSth
N-DMOSFET工作于非饱和区（或三极管区）
Id2nCoxT2VgsVgsthVdsVds?
22叭2230.10.12
0.59mA
1V时，VdsVdVs1VVVgsVgsth
N-DMOSFET工作于非饱和区
W2VgsVGsthVdsVds212"
务23112
5mA
9mA
又由于Vds>
VgsVgsth，MOSFET处于饱和工作区
则Id；
nCoxTVGS
代入数据得:
1mA舟
0.02mAV2
2
40Vgs2
Vgs2
1mA
0.4说厂
V2
2.5
因为Vgs2
又Vgs
得Rs
得Vgs
、、2.5
1.58
1.58V
1.580.42VVVgsth不符合题意，舍去
21.583.58V
VgVsVs3.58V则Vs
3.58V
VSVSS
1.42K
4-9题4-9图所示电路，已知
卩nCox（W/L）=200uAV2,
VGS（th）=2V，Va=20V。
求漏极电压。
已知nCoxW
200av2
0.2mAV2，Vgsth2V，
Va
20V
（a）由于Vgs
2V，MOSFET导通,
假设MOSFET工作于饱和
丄CWV
2noxLGS
0.1
1.5Id
10Id
1d
150.1364mA
Vd
10VIdRd
7.27V
由于Vd7.27V
VGSVGS
（b）
由于Vgs3V
区。
则1
1CW
D2noxL
区，则
®
>
VGSth
Vds舟0.2mAV2
1211020ID0
th，说明MOSFET确实工作在饱和区，假设成立。
2V，MOSFET导通，假设MOSFET工作于饱和
th21Vds110.2mAV2121坯2020Id0
1OID2ID即11ID2
Id0.1818mA
Vd20VIdRd20V0.1818mA20K16.36V
由于Vds16.36V>
VgsVgsth，说明MOSFET确实工作在饱和区，假设成立。
（c）由于Vgs4VVgs^）2V,MOSFET导通。
假设MOSFET工作于饱
和区。
则
Id2nCox（¥
）（VGSVGsth）21Vds20.2"
。
221^2020Id0
0.42Id
10ID84ID即14ID8
ID140.5714mA
Vd20VIdRd20V0.5714mA20K8.57V
由于Vds8.57VJVgsth,说明MOSFEE确实工作在饱和区，假设成立。
4-10在题4-10图所示电路中，假设两管卩n,Cox相同，VGS（th）=0.75V,ID2=1mA,若忽略沟道长度调制效应，并设T1管的沟道宽长比（W/I）是T2管的5倍。
试问流过电阻R的电流Ir值。
根据题意,
制效应，
T1、T2两管的n、Cox相同，Vgse0.75V，忽略沟道长度调
ID2
1mA,晋15仁
由于Vds1Vgs1VGSth"
工作于饱和区，设T2也工作于饱和区，则
I丄
ID12
I1
ID22
nCox罟1【VgsVgsth]2IrnCoxr2[VgsVgsth]2
W
则P
L15
T2
Ir
5Id25mA
Vds10VV
VdsVVgsVGsth在任意Rs值时均成立
（2）
（2）当Vds增加10%时,
4-11在题4-11图所示电路中，已知P沟道增强型MOSFET的
W40A/V2,VGS（th）=-1V，并忽略沟道长度调制效应。
（3）画出小信号电路模型。
VA200V,VDS10V,N-EMOSFET工作在饱和区
（1）当漏极电流Idq为1mA时
跨导gm2｛今罟Idq2J0.0102吆21mA0.202%
输出电阻rds善盟200K
当漏极电流Idq为10mA时
（2）当Vds增加10%时
（3）
小信号电路模型为
4-13在题4-13图所示电路中，已知增强型MOSFET的卩pCoxW/（2L）=80卩A/V2,
VGS（th）=—1.5V，沟道长度调制效应忽略不计，试求Idq、Vgsq、Vdsq、gm、
rds值。
已知P-EMOSFET的ipQx旱80aV20.08mAv2,Vgsth1.5V
忽略沟道长度调制效应，则
VGVDDRG/3RG210V4V
vsIdRsIdVId的单位为mA
Vgs
41D1D
4V
丄c
D2pox
¥
VgsVgsth2
0.08mAv2
Id4
1.5
0.08Id
2.52
Id2.52
12.51d
解方程得：
Id117.135mAId20.365mA
Idq0.365mA
Vgsqid40.36543.636V
gm
21pCoxWWIdq2..0.08mAv20.365mA0.342叭
rds
1DQ
VDSQ10V1DRDRS
10V0.365mA11K5.985V
4-14双电源供电的N沟道增强型MOSFET电路如题4-14图所示，已知
VGS（th）=2V，卩nCox=200yA/V,W=40卩m,L=10卩m。
设入=0,要求lD=0.4mA,Vd=1V，试确定Rd、Rs值。
VgsVgsth，MOSFET处于饱和工
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