模拟电子电路B模电课后习题答案（第1-8章）模电课后习题答案（第1-8章）-第3章场效应答案

习题答案

3.1已知场效应管的输出特性或转移如题图3』所示。试判别其类型，并说明各管子在IUDS

I=10V时的饱和漏电流IDSS、夹断电压UGSO什(或开启电压UGSG各为多少。

_________________4.5V

^ZZZZZ4v

广一____________3.5V

-3V

;_______________2.5V

,----------------------------U＜；s=2V

题图3.1(c)

解：FET有JFET和MOSFET,JFET有P沟只能为正)和N沟(UGS只能为负)

之分。MOSFET中有耗尽型P沟和N沟(UGS可为正、零或负)，增强型P沟(4s只能为

负)和N沟(UGS只能为正)。

图(a)：N沟耗尽型MOSFET,IDSS=2m\,Ucs<ll,)=

图(b)：P沟结型FET,/DSS=3mA,Ucs(lh)=3N.

图(c)：N沟增强型MOSFET,/°ss无意义,UGS,lh)=\.5V.

3.2已知某JFET的lDss=10mA,UGSoff--4V,试定性画出它的转移特性曲线，并用平方律电

流方程求出UGS=-2V时的跨导gm。

解：(1)转移特性如下图所示。

求UGS=-2VD寸的g,“•因为

“GS)2

，0SS（1

lD

UGSo$

__2/ossg_“GS)

dUGSUGSoeUGSoS

2x102..1_

--------(1—)=5x—=2.5(mA/V)

(-4)42

3.3已知各FET各极电压如题图3.3所示，并设各管的UGS（lh）=2Vo试分别判别其工作状

态（可变电阻区，恒流区，截止区或不能正常工作）。

(a)(b)⑹(d)

题图3.3

解：图（a）中，N沟增强型MOSFET,因为°GS=3V〉UGSIIh)=2V,

UGD=-2V=UGS©=2V,所以工作在恒流区。

图(b)中，N沟耗尽型MOSFET,Ucs=5V>UGS(lh)=-2V,

UGD=0V〉=一2V,所以工作在可变电阻区。

图（c）中，P沟增强型MOSFET,UGS=-5V<UGStlh）=-2V,

UGO=0V>=一2V,所以工作在恒流区。

图（d）中，为N沟JFET,UGS=—3V<UGS””=—2V,所以工作在截止区。

3.4电路如题图3.4所示。设FET参数为：IDSS=3mA,UCS（off）.当RD分别取下

列两个数值时，判断场效应管是处在恒流区还是可变电阻区，并求恒流区中的电流

(1)7?0=3.9AO。(2)RD=10AQ«

UDD(+15V)

题图3.4

3.5在题图3.5(a)和(b)所示电路中。

Upp(+12V)

(a)

(b)

题图3.5

(1)已知JFET的/°ss=5mV,协=-5V。试求/%、〃GSQ和SXSQ的

值。

(2)MOSFET1002,65“”=2.5V0

已知的^£^=川/丫。。试求/。、UCSQ

2L

和Uos0的值。

解⑴

解得：1DQ-2.8mA,UGSQ=-\.2V,UI)SQ=6V

⑵

/。=0.1(°GS_UGS(ih))

UGS=4.8—6〃

解得：IDQ=167.6H4,UGSQX-3.8V,t/DSG=5.97V

3.6已知场效应管电路如题图3.6所示。设MOSFET的W/2L=80必/丫？，

UGS«/,)=L5V，忽略沟道长度调制效应。

(1)试求漏极电流/气,场效应管的UGSQ和UDS。。

(2)画出电路的低频小信号等效电路，并求参数g,“的值。

解：(1)设电路工作在饱和区，则

2

IDQ==80x10-6(%°,1.5)

3

UGSQ~UDD—___IDQRS=]0X_IDQX10

A^l+KG21.J+1

联立上式求解得

IDQ=0.375mA

UGSQ=3.625V

%=5.875V

UGSQ~3-625>UGS(th)=1.5V

UGDQ=%S。—VDSQ=3.625V—5.875V=—2.25V<UGS(th)

可见符合工作在恒流区的假设条件。

(2)低频小信号等效电路如图(b)所示。

g,“=2吟沁Is-U)=340m

乙LtGS(lh)

3.7场效应管电路如题图3.7所示。设MOSFET的必祟^=500必/丫2,0GS(间=3V。试

求&分别为2kQ和10k。时的值。

9V

题图3.7

解：Rs=2kQ时，

V1D='\；—(UGS~^GS(thJ

YGS~UDD~1DRS

可得/°=2mA,=4V(舍去/。=4.5mA)

Rs=10kQ时，计算得到〃=0.5mA,U。=5V

3.8FET放大电路如题图3.8所示。图中器件相同，U。。和相同符号的电阻相等，各电容对

交流信号可视为短路。

(a)(b)

(e)

(1)说明各电路的电路组态。

(2)画出个电路的低频小信号等效电路。

(3)写出三个电路中最小增益，最小输入电阻R,和最小输出电阻的表达式。

解：(1)图3.8(a)是共源放大电路，图3.8(b)是共漏放大电路，图3.8(c)是共栅放

大电路。

(2)与图(a)、(b)和(c)相对应的小信号等效电路如图3.8(d)、(e)和(f)所示

(3)由图3.8可见，各电路的静态工作点相同，所以g,“值相等。电压放大倍数最

小的是共漏放大器，由3.8(e)可求得A,=g,“一型”一

1+g,„-%〃以

输入电阻最小的是共栅放大器。如不考虑〃，由图(f)可得R,=Rs//—；如考虑Q,

Sm

且满足〃》」—，则K=R,〃

g,„,gm么」

输出电阻的是共漏放大器，由图(e)可得(=rds//—//R^

gm

3.9画出题图3.9所示电路的直流通路和交流通路。

QUDD(+18V)

盛u

RG2Uo

160kQ

(6|=2V,〃ss=2mA,g,„=1.2ms,]=80V。

3.10放大电路如题图3.7所示。已知|

O

(b)

(a)

题图3.10

（1）试求该电路的静态漏极电流/00和栅源电压UGSO。

（2）为保证JFET工作在恒流区，试问电源电压应取何值？

（3）画出低频小信号等效电路。

（4）试求器件的rds值,电路的、R,和&o

解：（1）T为N沟JFET,所以（吻）=一2V,故可列出

J_I（|_°GSQ12

1DQ-IDSS、1-）

<UGS（off）

GSQ~-1DQ'Rs

联立解上述方程，可得

IDQ=0.164mA

'IDQ=5.23加4（不合题意而舍去）

（2）为保证JFET工作在恒流区，则应满足

答案有错吧，明明是可变电阻区条件

因为

UDSQ=UDD—【DQ（Rs+RD）>TDQRS—^CSfoff）UDS

t/DD-0.764x7>-0.764+2

UDD减去RD和RS上的电压

所以

%。>1.23+0.764x7=6.6（V）

如果考虑一定的输出电压动态范围，U”可取10~12V»

（3）低频小信号等效电路如图3.10（b）所示。

(4)

UGS(off)UGS(off)UGS(off)

7________

=--72x0.764=1.236(mS)

-2

以=一竺=105g类似于三极管的RCE,RDS等于厄尔利电压

0.764

处于静态漏极电流，RCE是除以静态集电极电流

A“=—gjR°IIRz.llQ=—L236X6||6||105R-3.7

&=RG=

R"=RD〃九=6〃105gx6g

8=5niS,r=100K1

3.11放大电路如题图3.11所示，己知FET的参数：'"ds。电容对信号

可视为短路。

(1)画出该电路的交流通路

(2)当％=20sin3f(，W)时，计算输出电压

解：(1)其交流通路如题图3.12所示

4»-