第四章场效应管习题答案.docx
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第四章场效应管习题答案
第四章--场效应管习题答案
第四章场效应管基本放大电路
4-1选择填空
1．场效应晶体管是用_______控制漏极电流的。
a.栅源电流b.栅源电压c.漏源电流d.漏源电压
2．结型场效应管发生预夹断后，管子________。
a.关断b.进入恒流区c.进入饱和区d.可变电阻区
3．场效应管的低频跨导gm是________。
a.常数b.不是常数c.栅源电压有关d.栅源电压无关
4.场效应管靠__________导电。
a.一种载流子b.两种载流子c.电子d.空穴
5.增强型PMOS管的开启电压__________。
a.大于零b.小于零c.等于零d.或大于零或小于零
6.增强型NMOS管的开启电压__________。
a.大于零b.小于零c.等于零d.或大于零或小于零
7.只有__________场效应管才能采取自偏压电路。
a.增强型b.耗尽型c.结型d.增强型和耗尽型
8.分压式电路中的栅极电阻RG一般阻值很大，目的是__________。
a.设置合适的静态工作点b.减小栅极电流
c.提高电路的电压放大倍数d.提高电路的输入电阻
9.源极跟随器（共漏极放大器）的输出电阻与___________有关。
a.管子跨导gmb.源极电阻RSc.管子跨导gm和源极电阻RS
10.某场效应管的IDSS为6mA，而IDQ自漏极流出，大小为8mA，则该管是_______。
a.P沟道结型管b.N沟道结型管
c.增强型PMOS管d.耗尽型PMOS管
e.增强型NMOS管f.耗尽型NMOS管
解答：
1.b2.b3.b,c4.a5.b6.a7.b,c8.d9.c10.d
4-2已知题4-2图所示中各场效应管工作在恒流区，请将管子类型、电源VDD的极性（+、-）、uGS的极性（>0，≥0，<0，≤0,任意）分别填写在表格中。
解：
图号
项目
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
沟道类型
N
P
N
N
P
P
增强型或耗尽型
结型
结型
增强型
耗尽型
增强型
耗尽型
电源VD极性
＋
－
＋
＋
－
－
UGS极性
≤0
≥0
>0
任意
<0
任意
4-3试分析如题4-3图所示各电路能否正常放大，并说明理由。
解：
（a）不能。
VT是一个N沟道JFET，要求偏置电压UGS满足UGS,off0，因此不能进行正常放大。
（b）能。
VT是一个P沟道JFET，要求偏置电压UGS满足00，只要在0（c）能。
VT是一个N沟道MOSFET，要求偏置电压UGS满足UGS>UGS,off>0。
电路中UGS>0，如果满足UGS（d）不能。
虽然MOSFET的漏极D和源极S可以颠倒使用，但是此时衬底的接法也需要调整。
虽然电路中自给偏置电压UGS>0，也可能满足UGS>UGS,off>0。
但是D极和衬底B之间的PN结正向导通，因此电路不能进行信号放大。
（e）不能
VT是一个N沟道增强型MOSFET，开启电压Uon>0，要求直流偏置电压UGS>Uon，电路中UGS=0，因此不能进行正常放大。
（f）能。
VT是一个P沟道耗尽型MOSFET，夹断电压UGS,off>0，放大时要求偏置电压UGS满足UGS电路中UGS>0，如果满足UGS4-4电路如题4-4图所示，VDD=24V，所用场效应管为N沟道耗尽型，其参数IDSS=0.9mA，UGS,off=-4V，跨导gm=1.5mA/V。
电路参数RG1=200kΩ,RG2=64kΩ,RG=1MΩ,RD=RS=RL=10kΩ。
试求：
1．静态工作点。
2．电压放大倍数。
3．输入电阻和输出电阻。
解：
1．静态工作点的计算
在UGS,off≤UGS≤0时，
解上面两个联立方程组，得
漏源电压为
2．电压放大倍数
3．输入电阻和输出电阻。
输入电阻
输出电阻
4-5电路如题4-5图所示，VDD=18V，所用场效应管为N沟道耗尽型，其跨导gm=2mA/V。
电路参数RG1=2.2MΩ,RG2=51kΩ,RG=10MΩ,RS=2kΩ,RD=33kΩ。
试求：
1．电压放大倍数。
2．若接上负载电阻RL=100kΩ,求电压放大倍数。
3．输入电阻和输出电阻。
4．定性说明当源极电阻RS增大时，电压放大倍数、输入电阻、输出电阻是否发生变化？
如果有变化，如何变化？
5.若源极电阻的旁路电容CS开路，接负载时的电压增益下降到原来的百分之几？
解：
1．无负载时，电压放大倍数
2．有负载时，电压放大倍数为
3．输入电阻和输出电阻。
输入电阻
输出电阻
4．N沟道耗尽型FET的跨导定义为
当源极电阻RS增大时，有
所以当源极电阻RS增大时，跨导gm减小，电压增益因此而减小。
输入电阻和输出电阻与源极电阻RS无关，因此其变化对输入电阻和输出电阻没有影响。
5．若源极电阻的旁路电容CS开路，接负载RL时的电压增益为
既输出增益下降到原来的20%.
4-6电路如题4-6图a所示，MOS管的转移特性如题4-6图b所示。
试求：
1．电路的静态工作点。
2．电压增益。
3．输入电阻和输出电阻。
解：
1．静态工作点的计算。
根据MOS管的转移特性曲线，可知当UGS=3V时，IDQ=0.5mA。
此时MOS管的压降为
2．电压增益的计算。
根据MOS管的转移特性曲线，UGS,off=2V；当UGS=4V时，ID=1mA。
根据
解得IDSS=1mA。
电压增益
3．输入电阻和输出电阻的计算
输入电阻
输出电阻
4-7电路参数如题4-7图所示，场效应管的UGS,off=-1V，IDSS=0.5mA，rds为无穷大。
试求：
1．静态工作点。
2．电压增益AU。
3．输入电阻和输出电阻。
解：
1．静态工作点计算
2．电压增益AU。
本题目电路中，有旁路电容C，此时放大电路的电压增益为，
3．输入电阻和输出电阻的计算。
4-8电路如题4-8图所示。
场效应管的gm=2mS，rds为无穷大，电路中各电容对交流均可视为短路，试求:
1.电路的电压增益AU。
2．输入电阻和输出电阻。
解：
1.电路的电压增益AU。
2．输入电阻ri’和输出电阻ro’
4-9电路如题4-9图所示。
已知VDD=20V，RG=51MΩ，RG1=200kΩ，RG2=200kΩ，RS=22kΩ,场效应管的gm=2mS。
试求：
1．无自举电容C时，电路的输入电阻。
2．有自举电容C时，电路的输入电阻。
分析：
电路中跨接在电阻RG和源极S之间的C称为自举电容，该电容将输出电压信号uo反馈到输入端的栅极G，形成正反馈，提升了电路的输入电阻ri。
关于负反馈电路的分析计算将在第7章详细介绍。
解：
1．无自举电容C时电路输入电阻计算
根据电路可知，输入电阻为
2．有自举电容C时电路的输入电阻计算
此时交流等效电路如图题4-9图a所示。
题4-9图a
根据等效电路图，可知栅极对地的等效电阻为
其中电流
输出电压
当电流ii很小时，
电压放大倍数为
计算结果说明自举电容C使电路的输入电阻提高了。
4-10电路如题4-10图所示。
已知gm=1.65Ms,RG1=RG2=1MΩ,RD=RL=3kΩ,耦合电容Ci=Co=10μF。
试求
1．电路的中频增益AU。
2．估算电路的下限截止频率fL。
3．当考虑信号源内阻时，高频增益计算公式。
解：
1．电路的中频增益AU。
2．估算电路的下限截止频率fL
电路低频等效电路如题4-10图a所示。
增益函数
整理得
显然增益函数有两个极点和两个零点和两个极点。
零点分别为
极点分别为
所以下限频率为
3．电路高频等效电路如题4-10图b所示。
高频增益函数为
其中：
Rs为信号源内阻。
增益函数的两个极点分别为
通常
，所以高频截止频率为
，
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