最新場效應(yīng)管習題答案資料

1、精品文檔第四章 場效應(yīng)管基本放大電路4-1選擇填空1 場效應(yīng)晶體管是用 控制漏極電流的。a.柵源電流b.柵源電壓c.漏源電流2 結(jié)型場效應(yīng)管發(fā)生預夾斷后，管子_a.關(guān)斷b.進入恒流區(qū)3 .場效應(yīng)管的低頻跨導 gm是a.常數(shù)b.不是常數(shù)場效應(yīng)管靠導電。a. 一種載流子b.兩種載流子增強型PMOS管的開啟電壓a.大于零增強型NMOSa.大于零 只有a.增強型oc.進入飽和區(qū)c.柵源電壓有關(guān)4.5.6.7.8.9.c.電子d.漏源電壓d.可變電阻區(qū)d.柵源電壓無關(guān)d.空穴o二于零b.小于零 管的開啟電壓。b.小于零c.等于零場效應(yīng)管才能采取自偏壓電路。b.耗盡型c.結(jié)型Rg 一般阻值很大，目的是d.

2、d.或大于零或小于零或大于零或小于零d.增強型和耗盡型分壓式電路中的柵極電阻a.設(shè)置合適的靜態(tài)工作點c.提高電路的電壓放大倍數(shù) 源極跟隨器（共漏極放大器）的輸出電阻與a.管子跨導gmb.源極電阻Rsb.減小柵極電流d.提高電路的輸入電阻 有關(guān)。c.管子跨導gm和源極電阻Rs精品文檔b. N溝道結(jié)型管耗盡型PMOS管耗盡型NMOS管d.f.解答：1.b2.b3.b,c 4. a 5.b6.a7. b,c8. d 9.c 10.d10.某場效應(yīng)管的Idss為6mA，而Idq自漏極流出，大小為 8mA，則該管是 a. P溝道結(jié)型管c.增強型PMOS管e.增強型NMOS管4-2已知題4-2圖所示中各場

3、效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，請將管子類型、電源Vdd的極性（+、-）、UGS的極性（>0, > 0, <0,W 0,任意）分別填寫在表格中。VddHRd七VTS(b)Vdd(e)(f)(a)(c)(d)題4-2圖解:圖號項目(a)(b)(c)(d)(e)(f)溝道類型NPNNPP增強型或 耗盡型結(jié)型結(jié)型增強型耗盡型增強型耗盡型電源Vd極 性+一+一一U GS極性< 0> 0>0任意<0任意4-3試分析如題4-3圖所示各電路能否正常放大，并說明理由。Ci(a)RdRgiJVddVddCVddCi(b)-VddCo” VT Rd+RG2Rg qUiVTUORsCs

4、Uo(c )Ucc-V DDCiVTRdCokJ解:RgRsCsUO(e)題4-3圖不能。VT是一個N溝道JFET,要求偏置電壓 Ugs滿足UgsvUgs <0,而電路中VT的偏置 電壓U gs>0，因此不能進行正常放大。（b）能。VT是一個P溝道JFET，要求偏置電壓 Ugs滿足0<Ugs< UGs,off，而電路中VT的偏置 電壓U gs>0，只要在0<U gs< U Gs,off范圍內(nèi)就能進行正常放大。（C）能。VT是一個 N溝道 MOSFET，要求偏置電壓 Ugs滿足Ugs> U Gs,off >0。電路中 Ugs>0， 如果

5、滿足Ugs < UGS,off就可以正常放大。（d）不能。雖然MOSFET的漏極D和源極S可以顛倒使用，但是此時襯底的接法也需要調(diào)整。雖 然電路中自給偏置電壓 Ugs>0，也可能滿足 Ugs> UGs,off >0。但是D極和襯底B之間的PN 結(jié)正向?qū)?，因此電路不能進行信號放大。（e）不能VT是一個N溝道增強型 MOSFET，開啟電壓Uon >0，要求直流偏置電壓 Ugs> Uon，電 路中U gs=0，因此不能進行正常放大。（f）能。VT是一個P溝道耗盡型 MOSFET，夾斷電壓UGs,off>0，放大時要求偏置電壓 Ugs滿足 Ugs< U

6、 Gs,off。電路中Ugs>0，如果滿足 Ugs < UGs,off就可以正常放大。4-4電路如題4-4圖所示，Vdd=24 V，所用場效應(yīng)管為 N溝道耗盡型，其參數(shù)lDss=0.9mA , U Gs,off=-4V ,跨導 gm=1.5mA/V。電路參數(shù) RGi=200k Q , RG2=64k Q , Rg=1M Q , Rd= Rs= RL=10k Q。試求：1. 靜態(tài)工作點。2. 電壓放大倍數(shù)。3. 輸入電阻和輸出電阻。DD+Uo解：1. 靜態(tài)工作點的計算RG2Ugs 二Ug -Us :64V dd IdRs =汽 24 101 d = 5.8 101 dRG1 +RG2

7、 DD D S 200+64DD在 u GS,off W U gs W 0 時，Id “DSS（1-UUd）2 =0.9（1-警）2U GS,of4解上面兩個聯(lián)立方程組，得I D = 0.64mAUGs - -0.62V漏源電壓為Uds 二Vdd -Id Rd R =24-0.6410 10 "1.2V2. 電壓放大倍數(shù)Au 二乜二gm RD Rl 一 -1.5 10 10 - -7.5 ui3. 輸入電阻和輸出電阻。輸入電阻 H = Rg Rg1 / Rg2 =1000 200/64 = 1.05M Q輸出電阻 r o = rds / Rd ：- Rd =10k Q 4-5電路如題

8、4-5圖所示，Vdd=18 V，所用場效應(yīng)管為 N溝道耗盡型，其跨導 gm=2mA/V。 電路參數(shù) Rgi=2.2M Q,RG2=51k Q,Rg=10MQ, Rs=2 k Q Rd=33 k Q 試求：1. 電壓放大倍數(shù)。2若接上負載電阻 Rl=100 k Q求電壓放大倍數(shù)。3. 輸入電阻和輸出電阻。4. 定性說明當源極電阻Rs增大時，電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻是否發(fā)生變化？如果有變化，如何變化？5. 若源極電阻的旁路電容Cs開路，接負載時的電壓增益下降到原來的百分之幾？V+V DDRG2Ci+Rgi IVT1I-1 Rg1 Cs +1RsCo+Uo題4-5圖解：1無負載時，電壓放大倍

9、數(shù)uoAU一二-gm RD - -2 33 - -66ui2有負載時，電壓放大倍數(shù)為Au 呂-gm Rd Rl - -2 33 100 - -50 ui3. 輸入電阻和輸出電阻。輸入電阻 * 二 Rg ' Rgi / Rg2 =10 ' 2.2 / 0.051 ” 10M Q輸出電阻ro = RD二33k Q4. N溝道耗盡型FET的跨導定義為&Dg m =印GS uDS臬數(shù)丁 iD =丨 DSS 1U GSUGS, off-2IDSSGS, off1UU GSGS, off 丿U GS,ofJ DSSiDUo,AU一gm RDRLui當源極電阻Rs增大時，有 屯 =U

10、gs、=Td、= gm、= AU -所以當源極電阻 Rs增大時，跨導gm減小，電壓增益因此而減小。輸入電阻和輸出電阻與源極電阻Rs無關(guān)，因此其變化對輸入電阻和輸出電阻沒有影響。5若源極電阻的旁路電容 Cs開路，接負載Rl時的電壓增益為uo _ _gm RD RL _ AU =AU_ AUUi i gm Rsi gmRs122520%AU既輸出增益下降到原來的20%.4-6電路如題4-6圖a所示，M0S管的轉(zhuǎn)移特性如題 4-6圖b所示。試求:1. 電路的靜態(tài)工作點。2. 電壓增益。3. 輸入電阻和輸出電阻。題4-6圖a題4-6圖b解:1. 靜態(tài)工作點的計算。根據(jù)MOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線，可知當 U

11、gs=3V時，lDQ=0.5mA。 此時 MOS 管的壓降為 U DSQ =VDD - I DQ RD =12 -。5 10 =7V2. 電壓增益的計算。二丨 DSSU GSU GS, offlDss=1mA 。根據(jù)MOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線，UGsm=2V ;當Ugs=4V時，h=1mA。I D根據(jù)gm3 DEUgS uDS 蛋數(shù)-21 dss U GS, offU gs U GS, off丿 U gs, offDSS： D二 22 1 0.5°.7°7mSuoAu = = gm Rd = .707 漢10 r；-7.1 電壓增益ui3輸入電阻和輸出電阻的計算輸入電阻ri *

12、輸出電阻ro = Rd =10k4-7電路參數(shù)如題 4-7圖所示，場效應(yīng)管的UGsm=-1V, bss=0.5mA , rds為無窮大。試求:1. 靜態(tài)工作點。2. 電壓增益Au。3. 輸入電阻和輸出電阻。題4-7圖解：1. 靜態(tài)工作點計算U GSQRg1Rg2UdDI DQ1-U GSQu GS,off將參數(shù)代入，得u gsq0.0470.047 218-2 103IDQ= 0.41-2 103Idq= 0.5 103I DQDQ=0.3mAUgsq 0.2V2.電壓增益Au。本題目電路中，有旁路電容C,此時放大電路的電壓增益為,AU-gmuGSRDuGS-gmRDgm方D-UGS%s蚩數(shù)I

13、 * .iDTdssUGS、-2off2I DSSU GS, offgmUGsRDAU =二 gmUgs1 -Ugs, off 丿.;IDSSi -0.5 0.3 = 0.78mSU GS, off-1-gm R _ -°78 30 - 一23.4uGS3輸入電阻和輸出電阻的計算。ri =Rg RG1RG2 T0M 2M/47K10 M Qrq = Rd 二 30 K Q i4-8電路如題4-8圖所示。場效應(yīng)管的 gm=2mS , rds為無窮大，電路中各電容對交流均可視 為短路，試求：1. 電路的電壓增益 Au。2. 輸入電阻和輸出電阻。+V DD+ 18VRg1200K QCiA

14、l+UiRg2"51M Q0Rd20K QIEC2q RgR1r-U5M Q-1K QRl20K QVTUOC題4-8圖解：1.電路的電壓增益 Au。AgmUGS Rd / RLgm%/%UUGgmUGsR11 +gmR1Au _2（20/20）6.7U 12 12 輸入電阻ri和輸出電阻ro'ri =RgRG1 / RG2 =5M 51M/ 200K ： 5 M Qr。 Rd 20 k Q4-9 電路如題 4-9 圖所示。已知 Vdd=20V , Rg=51MQ , RG1=200k Q, &2=200k Q, Rs=22 k Q場效應(yīng)管的gm=2mS。試求:1無自

15、舉電容2有自舉電容C時，電路的輸入電阻。分析：電路中跨接在電阻 Rg和源極S之間的C稱為自舉電容，該電容將輸出電壓信號 反饋到輸入端的柵極 G,形成正反饋，提升了電路的輸入電阻仃。關(guān)于負反饋電路的分析計算將在第7章詳細介紹。解：1無自舉電容 C時電路輸入電阻計算根據(jù)電路可知，輸入電阻為r, =RgRg1 / Rg51 0.2 0.2 =51.1 M Q2有自舉電容 C時電路的輸入電阻計算此時交流等效電路如圖題4-9圖a所示。題4-9圖a根據(jù)等效電路圖，可知柵極對地的等效電阻為r. -Ui _UGIii iG,ui uoi i 其中電流Rg輸出電壓 Uo = ii ' gmugs RG1

16、 RG2 RS當電流 ii很小時，Uo ： gmugs RG1RG2RS電壓放大倍數(shù)為uogm RG1 RG2 RSui uGS ' gmuGS RG1 / RG2 " R 1 gm RG1 / RG2 RS1 (200 200 22 _18廠1 _ 19ui i ui -u。i> 118Ui19 i1 UiiiRgRg19 Rguiri =19 Rg =19 51 = 969M Qii計算結(jié)果說明自舉電容 C使電路的輸入電阻提高了。4-10 電路如題 4-10 圖所示。已知gm=1.65Ms,RG1= Rg2=1M Q , Rd=Rl=3 k Q ,耦合電容Ci=Co

17、=10卩F試求1. 電路的中頻增益 Au。2. 估算電路的下限截止頻率fL。3當考慮信號源內(nèi)阻時，高頻增益計算公式。+gm1 UgsILRg2_ UgsIrd 1-圖4-10圖a解：1. 電路的中頻增益 Au。Au - -gm Rd/Rl1=T.65 3/3 汁-2.482. 估算電路的下限截止頻率fL電路低頻等效電路如題 4-10圖a所示。Ci增益函數(shù)Ugs_ g mugsA Ui® ) (RG1 / RG2 )Rg1 / Rg2 j«CiI* /j Co- g m ugsui _ ui 'UijRg1/Rg2 CiUi .1 j Rg1 / Rg2 CiRd 1 j RlCo1 j RdRl Co整理得 -gmRd 1 j RlC。Rg1Rg2 51 j RG1 RG2 Ci?1+j叭Rd +Rl Co J ?丄 id /D:顯然增益函數(shù)有兩個極點和兩個零點和兩個極點。零點分別為fz1 =0 1 1fz236 = 5.4Hz2職LCo2兀 x3x103 10x10極點分別為f p1fp2=a； 02- RG1 / RG2 Ci2二 1M/1M 10 10"612二 RD Rl Co 2二 RD RL CoL =5.4 Hz2.7Hz2二 3 3103 10 10-6所以下限頻率為3 電路高頻等