完整word版第四章场效应管习题答案

1、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g是_。 ma. 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.

2、 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R一般阻值很大，目的是_。 Ga. 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g b. 源极电阻R c. 管子跨导g和源极电阻R SmSm10. 某场效应管的I为6mA，而I自漏极流出，大小为8mA，则该管是_。 DQDSSa. P沟道结型管 b. N沟道结型管 c. 增强型PMOS管 d. 耗

3、尽型PMOS管 e. 增强型NMOS管 f. 耗尽型NMOS管 解答： 1.b 2.b 3.b,c 4. a 5.b 6.a 7. b,c 8. d 9.c 10.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V的极性（+、-）、DDu的极性（0，0，0 任意 R0 RDG1任意 CO 图所示各电路能否正常放大，并说明理由。4-3试分析如题4-3VV DDDD（b）（aV DD-VR DDDRD+COCORG1+CCiiVTuVTO+uORRGuG2iC-SR-S-（d）c（-VU DDCCRRDDCCoOCC+ii+VTVT+u+OuRROuGGuii-CR-S-

4、S（f）（e图题4-3 解：(a)不能。 VT是一个N沟道JFET，要求偏置电压U满足UU0，因此不能进行正常放大。 GS (b)能。 VT是一个P沟道JFET，要求偏置电压U满足0U0，只要在0U U 0。电路中U0，GSGSGSGS,off如果满足U 0，也可能满足U U 0。但是D极和衬底B之间的PNGS,offGSGS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U 0，要求直流偏置电压U U，电ononGS路中U=0，因此不能进行正常放大。 GS （f）能。 VT是一个P沟道耗尽型MOSFET，夹断电压U0，放大时要求偏置电压U满足G

5、SGS,offU0，如果满足U U就可以正常放大。 GS,offGSGS,offGSGS 4-4 电路如题4-4图所示，V=24 V，所用场效应管为N沟道耗尽型，其参数I=0.9mA，DSSDDU=-4V，跨导g=1.5mA/V。电路参数R=200k, R=64k, R=1M, R= R= R=10kLGG2SG1mDGS,off。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。 +V DDRRDCG1o+Ci+VTR+uLRoGC+uSRiG2RS-题4-4图 解： 静态工作点的计算1 R64G2V?IR?24?10I?5.8?10IU?U?U?SDGDSDDDGS 64?R

6、200?RG2G1 在UU0时，GSGS,offUU22GSGS)?(1?II)0(1.9?DSSD 4UfofGS, 解上面两个联立方程组，得 I?0.64mA?D?U?0.62V?GS 漏源电压为?U?V?IR?R?24?0.64?10?10?11.2V SDDSDDD 电压放大倍数2u?o5.10?1?.5?710?A/?gR/RLUmD ui 3输入电阻和输出电阻。 r?R?R/R?1000?200/64?1.05M 输入电阻G2GG1ir?r/R?R?10k 输出电阻DdsDo4-5 电路如题4-5图所示，V=18 V，所用场效应管为N沟道耗尽型，其跨导g=2mA/V。mDD电路参数

7、R=2.2M, R=51k, R=10M, R=2 k, R=33 k。试求： DG1SGG21电压放大倍数。 2若接上负载电阻R=100 k,求电压放大倍数。 L3输入电阻和输出电阻。 4定性说明当源极电阻R增大时，电压放大倍数、输入电阻、输出电阻是否发生变化？如S果有变化，如何变化？ 5. 若源极电阻的旁路电容C开路，接负载时的电压增益下降到原来的百分之几？ S+V DDRRDCG1o+Ci+VT+uRoGC+uSRiG2RS-题4-5图 解： 1无负载时，电压放大倍数uo66?33?gR?2A?DUm ui 有负载时，电压放大倍数为2u?o50?/100/RR?2?Ag?33LmUD u

8、i 输入电阻和输出电阻。3r?R?R/R?10?2.2/0.051?10M 输入电阻G2GG1ir?R?33k 输出电阻Do 的跨导定义为FET沟道耗尽型N4?iD?gm?uGSu?常数DS2?UGS?1?i?I?DSSD? U?fofGS，?U?2I?2GSDSS?1?I?g?iDmDSS? UUU?fof，offoffGS，GSGS， u?oR/?R?gALDUm ui R?U?I?g?A?UmGSDS 当源极电阻增大时，有RS所以当源极电阻R增大时，跨导g减小，电压增益因此而减小。 mS输入电阻和输出电阻与源极电阻R无关，因此其变化对输入电阻和输出电阻没有影响。 S5若源极电阻的旁路电容

9、C开路，接负载R时的电压增益为 LS?AAuARR?g/?oUUULDm?A?U u1?gR1?gR1?2?25SmimS?AU?20% 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，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。 +V DD12VR D(mA)ID10k4+3VTuR2iGuo10k-1VG-3VU(V)8624GS题4-6图a题4-6图b 解： 静态工作点的计算。1 。时，I=0.5mA根据MOS管的转移特性曲线，可知当U=3VDQGSV?7.5?10RU?V?I?12?0DDSQDQDD 此

10、时MOS管的压降为 2电压增益的计算。 。I=1mA；当U=2VU=4V时，管的转移特性曲线，根据MOSDGS,offGS2?UGS?1?IIDSSD? U?fofGS， 根据。解得I=1mADSS?U2I?I?2?2 GSDSSD?1g?0.707mS? DmDSS2UUUU?offGS，GSoffoffGS，GS 常数u?DSuo?gR?0A?.707?10?-7.1DUm ui电压增益 3输入电阻和输出电阻的计算 r? 输入电阻ir?R?10k 输出电阻Do4-7 电路参数如题4-7图所示，场效应管的U=-1V，I=0.5mA，r为无穷大。试求： dsGS,offDSS1静态工作点。 2

11、电压增益A。 U3输入电阻和输出电阻。 +VDD +18VRRDG130K2MCoCi+VT+RGu10MouiRCG2sRs47kF10-2K-题4-7图 解： 静态工作点计算1 R?G2U?U?IR? SDDGSQDQRR?G2G1Q?2?U?GSQ?1II? DSSDQU?GS,off将参数代入，得0.047?33U?18?2?10I?0.41?2?10I? DQDQGSQ0.047?2?2?U?GSQ31?100.5I? DQ?1?I?0.3mA?DQ解得：?U?0.2V?GSQ 2电压增益A。 U ，此时放大电路的电压增益为，C本题目电路中，有旁路电容?guRDGSm?gRADUm

12、uGS ?iD?gm?uGSu?常数DS2?UQGSi?I1? DSSDU?offGS，?U?2I?2?2 GSDSS0.5?0.3Ii1?g0.78mS? DmDSS?U1UU? offGS，off，GSGS，off?guRDmGS?gR?0.78?30?A?23.4DmU uGS 3输入电阻和输出电阻的计算。 ?M47K?10R?10M?2M/r?R?R/G2GG1i?K?R?30r Do4-8 电路如题4-8图所示。场效应管的g=2mS，r为无穷大，电路中各电容对交流均可视dsm为短路，试求: 1.电路的电压增益A。 U2输入电阻和输出电阻。 +VDD +18VRDRG120K200KC

13、2CiVT+RGR1u5MRO1KLu20Ki-CR210KRG2-51M图4-8题 。电路的电压增益A解：1.U ?RRg/guRR/DLDLmmGS?A?U R?guR1u?g1GSmm1GS2?（20/20）?6.7?A?U 11?2 r和输出电阻r输入电阻2oi?M?200K551?/Rr?RR5M?M/G2GiG1?k?r?R20 Do4-9 电路如题4-9图所示。已知V=20V，R=51M，R=200k，R=200k，R ,=22 kSG2G1GDD场效应管的g=2mS。试求： m1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。 +VDD sRu+oRRG2S

14、us-图题4-9 uS之间的C称为自举电容，该电容将输出电压信号和源极分析：电路中跨接在电阻RoG G，形成正反馈，提升了电路的输入电阻r。反馈到输入端的栅极i 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?M/0.2?51.1?r?RR/R?51?0.2 G2G1iG 时电路的输入电阻计算有自举电容C2 a所示。图此时交流等效电路如图题4-9 iGi ugRGSmG+DSsRui+R+-SRuDRuRoG2sG1-ri a 图题4-9 根据等效电路图，可知栅极对地的等效电阻为 uuiG?r?i iiGi u?uoi?ii RG

15、 其中电流?RR/R/u?i?guoG1G2mSigs 输出电压?R/Ruu?g/RogsSG2G1m 当电流i很小时，i 电压放大倍数为?Rg/R/RuguR/R/RomSG2G2mGSSG1G1?A?U? RgRR/u?uug/RRR1?SG1mG2G2SiGSG1mGS1?（200/200/22）18? 1?1?（200/200/22）19 18u?uiiuu?u1 19ioi?i?i RR19RGGGui?19R?19?51?969M?r?Gi i i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g=1.65Ms,R= R=1M, R=R=3 k

16、,耦合电容LG2G1mDC=C=10F。试求 oi1电路的中频增益A。 U2估算电路的下限截止频率f。 L3当考虑信号源内阻时，高频增益计算公式。 +V DDRRDG1Co+CVT+i+sRuRoLu+RiG2-us-图题4-10 解： A。1电路的中频增益U?A?gR/R?1.65?3/3?2.48 LmDUf2估算电路的下限截止频率L 图a所示。4-10电路低频等效电路如题CCio +gugs1m+RRRRuuG1G2DLigs-图4-10图a ?1?/R?guR?LmDgs? ?Cju?g?CR1u?jR?ogsm?oLoD?AU? ?CRu1?juuR?oDiiLi 增益函数?C/RR

17、R/Rj?iG2G2G1G1?u?u?uiigs? 1?CRR/1?j?iG2G1?R/RG2G1 ?Cj i 整理得?CRCRR/Rj1?j?iDoG1LG2?g?A?mU? ?R/R?jjCR?RC11?iG2G1DLo 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 f?0?z1?11f?5.4Hz?z2 3?6?RC2?3?10?210?10?oL 极点分别为 11?f?0?p1? ?6?CR2R/?10?10M1/21MG1G2i?111?f?2.7Hzp2? ?63?C2RRC2R?R?10?10?23?103DLoDLo? f?5.4HzL 所以下限频率为3电路高频等效电路如题4-10图b所示。 DG +ug+gsm1RCsRgsRRDRLuG1G2ugso+Cudss-S-b图图4-10 高频增益函数为u?o?AUs us?1