习题4.docx
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习题4
习题4
4.1图4.1所示为场效应管的转移特性,请分别说明场效应管各属于何种类型。
说明它的开启电压(或夹断电压)约是多少。
图4.1习题4.1图
解:
(a)N沟道耗尽型FETUP=-3V;
(b)P沟道增强型FETUth=-4V;
(c)P沟道耗尽型FETUP=2V。
4.2图4.2所示为场效应管的输出特性曲线,分别判断各场效应管属于何种类型(增强型、耗尽型、N沟道或P沟道),说明它的夹断电压(或开启电压)为多少。
图4.2习题4.2图
解:
(a)增强型MOSFET,P沟道Uth=-1V;
(b)耗尽型N沟道FETUP=-1V
4.3某MOSFET的IDSS=10mA且UP=-8V。
(1)此元件是P沟道还是N沟道?
(2)计算UGS=-3V时的ID;
(3)计算UGS=3V时的ID。
解:
(1)N沟道;
(2)
(3)
4.4画出下列FET的转移特性曲线。
(1)UP=-6V,IDSS=1mA的MOSFET;
(2)Uth=8V,Kn=0.2mA/V2的MOSFET。
解:
(1)
(2)
4.5试在具有四象限的直角坐标上分别画出4种类型MOSFET的转移特性示意图,并标明各自的开启电压或夹断电压。
解:
4.6判断图4.3所示各电路是否有可能正常放大正弦信号。
电容对交流信号可视为短路。
图4.3习题4.6电路图
解:
(a)能放大
(b)不能放大,增强型不能用自给偏压
(c)能放大
(d)不能放大,电源极性错误,共漏,可增加Rd,并改为共源放大
4.7电路如图4.4所示,MOSFET的Uth=2V,Kn=50mA/V2,确定电路Q点的IDQ和UDSQ值。
解:
4.8试求图4.5所示每个电路的UDSQ,已知|IDSS|=8mA。
图4.4习题4.7电路图图4.5习题4.8电路图
解:
(a)UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=8(mA)UDSQ=VDD-IDQRd=12-8×1=4(V)
(b)UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=-8(mA)
UDSQ=VDD-IDQRd=-9+8×0.56=-4.52(V)
4.9电路如图4.6所示,已知VT在UGS=5V时的ID=2.25mA,在UGS=3V时的ID=0.25mA。
现要求该电路中FET的VDQ=2.4V、IDQ=0.64mA,试求:
(1)管子的Kn和Uth的值;
(2)Rd和RS的值应各取多大?
解:
(1)ID=Kn(UGS-Uth)2
2.25=Kn(5-UTh)20.25=Kn(3-Uth)2→Uth1=3.5(V)(不合理,舍去),Uth2=2(V)
求得:
Kn=0.25mA/V2,Uth=2V
(2)VDQ=VDD-IDQ·Rd2.4=12-0.64Rd→Rd=15kΩ
→UGSQ1=0.4(V)(不合理,舍去)UGSQ2=3.6(V)
UGSQ=10-0.64·Rs∴Rs=10kΩ
4.10电路如图4.7所示,已知FET的Uth=3V、Kn=0.1mA/V2。
现要求该电路中FET的IDQ=1.6mA,试求Rd的值应为多大?
图4.6习题4.9图图4.7习题4.10图
解:
1.6=0.1(UGSQ-3)2∴UGSQ1=7(V)UGSQ2=-1(V)(不合理,舍去)
UDSQ=UGSQ=7(V)UDSQ=15-1.6×Rd∴Rd=5kΩ
4.11电路如图4.8所示,已知场效应管VT的Uth=2V,U(BR)DS=16V、U(BR)GS=30V,当UGS=4V、UDS=5V时的ID=9mA。
请分析这四个电路中的场效应管各工作在什么状态(截止、恒流、可变电阻、击穿)?
图4.8习题4.11图
解:
(a)截止
(b)UDSQ=20V>U(BR)DS,击穿
(c)ID=Kn(UGS-Uth)29=Kn(4-2)2∴Kn=2.25mA/V2
UGSQ=3VIDQ=2.25(3-2)2∴IDQ=2.25mA
→UDSQ=12-2.25×5=0.75(V)∴处于可变电阻区
(d)UDSQ=12-2.25×3=5.25(V)>UGSQ-Uth=1V
∴处于恒流区
4.12电路如图4.9所示,已知场效应管VT1的Kn=0.16mA/V2、Uth=3.5V;VT2的IDSS=-2mA、UP=2V。
试分析这二个电路中的场效应管各工作在截止区、恒流区、可变电阻区中的哪个区。
图4.9习题4.12图
解:
(a)UGSQ=2V(b)UGSQ=0V假设处于恒流区,则IDQ=IDSS=-2mA
→UDSQ=-10+2×3=-4(V)∴处于恒流区
4.13图4.10所示场效应管工作于放大状态,忽略不计,电容对交流视为短路。
跨导为。
(1)画出电路的交流小信号等效电路;
(2)求电压放大倍数和源电压放大倍数;(3)求输入电阻和输出电阻。
图4.10习题4.13电路图
解:
(2)Ri=Rg3+Rg2//Rg1=2+0.3//0.1=2.075(MΩ)
Ro=Rd=10kΩ
(3)
4.14电路如图4.11所示,已知FET在Q点处的跨导gm=2mS,λ=0,试求该电路的、Ri、Ro的值。
图4.11习题4.14电路图
解:
Ri=Rg2//Rg1=2//0.5=0.4(MΩ)
Ro=Rs//=3//=429(Ω)
4.15电路如图4.12所示,场效应管的,忽略不计。
试求共漏放大电路的源电压增益、输入电阻和输出电阻。
图4.12习题4.15电路图
解:
Ri=Rg2//Rg1=240//240=120(kΩ)
Ro=R//=0.75//=79.2Ω
4.16放大电路如图4.13所示,已知场效应管的,=4V,忽略不计,若要求场效应管静态时的,各电容均足够大。
试求:
(1)的阻值;
(2)、及的值。
图4.13习题4.16电路图
解:
∴Rg1=1.2(MΩ)
Ri=Rg3+Rg2//Rg1=2+0.05//1.2=2.048(MΩ)
Ro=Rd=10kΩ
4.17图4.14(a)所示电路中的场效应管的转移特性为图4.14(b)所示,试求解该电路的、和。
图4.14习题4.17图
解:
由图(a)可知:
UGS=-1V,由图(b)可得ID=2mA,可求得:
UDS=12-2×5=2V
4.18电路如图4.15所示,已知FET的IDSS=3mA、UP=-3V、U(BR)DS=10V。
试问在下列三种条件下,FET各处于哪种状态?
(1)Rd=3.9kΩ;
(2)Rd=10kΩ;(3)Rd=1kΩ。
图4.15习题4.18图
解:
UGSQ=0(V)∴IDQ=IDSS=3mA
(1)UDSQ=15-3×3.9=3.3(V)∴处于恒流区;
(2)UDSQ=15-3×10=-15(V)∴处于可变电阻区;
(3)UDSQ=15-3×1=12(V)∴处于击穿区。
4.19电路如图4.16所示
(1)JFET的UP=-8V,IDSS=16mA,确定电路Q点的IDQ和UDSQ值。
(2)将VT换成UP=-10V,IDSS=12mA的JFET,重新确定电路Q点的IDQ和UDSQ值
图4.16习题4.19图
解:
(1)UGSQ=-5V
UDSQ=10-2.25×2.2=5.05V
(2)UGSQ=-5V
UDSQ=10-3×2.2=3.4V
4.20源极输出器电路如图4.17所示,已知场效应管在工作点上的互导,忽略不计,其他参数如图中所示。
求电压增益、输入电阻和输出电阻。
图4.17习题4.20电路图
解:
Ri=Rg3+Rg2//Rg1=2+0.3//0.1=2.075(MΩ)
Ro=R//=12//=1.02kΩ
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