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
2•结型场效应管发生预夹断后，管子_
a.关断b.进入恒流区
3.场效应管的低频跨导gm是
a.常数b.不是常数
场效应管靠导电。
a.一种载流子b.两种载流子
增强型PMOS管的开启电压
a.大于零
增强型NMOS
a.大于零只有
a.增强型
o
c.进入饱和区
c.栅源电压有关
4.
5.
6.
7.
8.
9.
c.电子
d.漏源电压
d.可变电阻区
d.栅源电压无关
d.空穴
o
二于零
b.小于零管的开启电压。
b.小于零c.等于零
—场效应管才能采取自偏压电路。
b.耗尽型c.结型
Rg一般阻值很大，目的是
d.
d.
或大于零或小于零
或大于零或小于零
d.增强型和耗尽型
分压式电路中的栅极电阻
a.设置合适的静态工作点
c.提高电路的电压放大倍数源极跟随器（共漏极放大器）的输出电阻与
a.管子跨导gmb.源极电阻Rs
b.减小栅极电流
d.提高电路的输入电阻有关。
c.管子跨导gm和源极电阻Rs
10.某场效应管的Idss为6mA,
a.P沟道结型管
c.增强型PMOS管
e.增强型NMOS管
而|dq自漏极流出，大小为8mA，则该管是b.N沟道结型管
耗尽型PMOS管耗尽型NMOS管
d.
f.
解答：
1.b2.b3.b,c4.a5.b
6.a
7.b,c
8.d9.c10.d
请将管子类型、w0,任意）分别填写在表格中。
4-2已知题4-2图所示中各场效应管工作在恒流区,
UGS的极性（>0,>0,<0,
VddiVdd
电源Vdd的极性（+、-）、
Rd
Rd
VT
VT
（a）
（b）
Vdd
Rd
（c）
题4-2图
Rd
（d）
（e）
■Vdd
G/.
s|
（f）
Rd
VT
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
解:
电源Vd极性
+
一
+
+
一
一
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。
Ci
Vdd
」VDD
（a）
（b）
Rd
Rgi
J
Vdd
-Vdd
C
Ci
Co
”VT
□Rd
+
RG2
Rgq
Ui
VT
UO
Rs
Cs
Uo
（c）
Ucc
-VDD
Ci
VT
Rd
Co
kJ
题4-3图
解:
Rg
Rs
Cs
UO
⑻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>UGsm>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lDss=0.9mA,UGs,off=-4V,跨导gm=1.5mA/V。
电路参数RGi=200kQ,RG2=64kQ,Rg=1MQ,Rd=Rs=RL=10kQ。
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
UgsUgUs
RG2
RG1RG2VDD
1DRS
64
200642410ID5・810ID
在UGS,offUGS）2
UGS,of
1DIDSS（1
0.9（1
UGS）2
4）
解上面两个联立方程组，得
ID
0.64mA
UGS
漏源电压为
0.62V
UDS
2.电压放大倍数
VddIdRdRs
240.6410
1011.2V
Au巴
ui
3.输入电阻和输出电阻。
输入电阻ri
gmRD〃RL
1.510//10
7.5
RGRG1〃RG2
1000200//64
1.05MQ
rds〃RdRd10kQ
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。
输出电阻ro
4-5电路如题
电路参数Rg1=2.2MQ,RG2=51kQ,Rg=10MQ,Rs=2kQRd=33kQ试求:
1.电压放大倍数。
2•若接上负载电阻Rl=100kQ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
果有变化，如何变化？
5.若源极电阻的旁路电容
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
Cs开路，接负载时的电压增益下降到原来的百分之几?
£；+VDD
Rg1
Ci
u
+
UiRG2
Rd
Co
+
VT
解:
1.
无负载时，电压放大倍数
uo
Au-
ui
gmRD
233
66
2.
有负载时，电压放大倍数为
uo
Au-
ui
gmRD//RL
输入电阻和输出电阻。
输入电阻riRgRg1//RG210
输出电阻r0RD33kQ
4.N沟道耗尽型FET的跨导定义为
Rg
Rs
Cs
Uo
+
题4-5图
233〃10050
2.2//0.05110MQ
ugs
uDS
常数
iD
1DSS1
2
UGS
UGS,off
21DSS1_UGS
UGS.offU
GS,off
GS,
off
GS,
——DSSiDof
uoui
gmRD〃RL
Rs增大时，有Rs
gmAU
UGS
gm减小，电压增益因此而减小。
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，
AUogmRd//Rl
1gmRS
当源极电阻
所以当源极电阻Rs增大时，跨导输入电阻和输出电阻与源极电阻
接负载Rl时的电压增益为
Au
ui
1gmRS
Au
122
Au
5
Au
AU
既输出增益下降到原来的20%.
4-6电路如题4-6图a所示，MOS1.
2.
3.
20%
管的转移特性如题4-6
图b所示。
试求:
电路的静态工作点。
电压增益。
输入电阻和输出电阻。
题4-6图a
题4-6图b
解：
1.静态工作点的计算。
根据M0S管的转移特性曲线，可知当此时MOS管的压降为UDSQ
2.电压增益的计算。
根据MOS管的转移特性曲线，
Ugs=3V时，lDQ=0.5mA。
VddldqRd120.5107V
UGsm=2V;当Ugs=4V时，lD=1mA。
IdIdss1晋
根据U
GS,off
解得lDss=1mA。
gm
ID
UGS
UDS
常数
2IDSSUGS,off
UGS
UGS,off
22
■.■■IDSSid—10.50.707mSUGS,off*2
uo
AU
电压增益
3.输入电阻和输出电阻的计算输入电阻ri
Ui
gmRD
0.70710
-7.1
输出电阻r。
rd10kQ
4-7电路参数如题4-7图所示,
1.
场效应管的
UGs,off=-1V,lDss=0.5mA,rds为无穷大。
试求:
静态工作点。
2.电压增益Au。
3.输入电阻和输出电阻。
题4-7图
解：
1•静态工作点计算
UGSQ
tI
__R32
RG1
Rg2UDD
1dqRs
IDQ
IDSS1
UGSQ
UGS,off
将参数代入，得
UGSQ
0.047
0.0472
18
103Idq0.412103Idq
IDQ
0.5
1031
UGSQ
1
0.3mA
解得:
IDQ
UGSQ
2.电压增益Au。
本题目电路中，有旁路电容C,
0.2V
此时放大电路的电压增益为,
gmuGSRD
uGS
gmRD
iD
UGSuds常数
gm
Idss1
UGS
UGS,off
gm
21DSS
UGS,off
UGS
UGS,off
AU
gmUGsRD
UGS
gmRD
—22「0.50.3
UGS,off1
0.783023.4
0.78mS
3•输入电阻和输出电阻的计算。
riRgRG1//RG210M2M//47K10MQ
roR?
30KQ
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。
+VDD
+18V
题4-8图
解：
1•电路的电压增益AU。
AU
2（20//20）…
6.7
121
2.输入电阻
ri和输出电阻ro'
gmUGSRd〃Rl
UGSgmUGSR1
gmRd〃Rl
1gm冃
riRgRG1//RG25M51M//200K5MQ
roRd20kQ
4-9电路如题4-9图所示。
已知Vdd=20V,Rg=51MQ,RG1=200kQ,RG2=200kQ,Rs=22kQ
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口。
关于负
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