第3章場(chǎng)效應(yīng)答案.doc

習(xí)題答案3.1 已知場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性或轉(zhuǎn)移如題圖3.1所示。試判別其類型，并說明各管子在UDS= 10V時(shí)的飽和漏電流IDSS、夾斷電壓UGSOff（或開啟電壓UGSth）各為多少。uGS/ViD/mA12312UDS=10V(a)uGS/ViD/mA12312UDS=10V(b)34uDS/ViD/mA246851015204.5V4V3.5V3V2.5VUGS=2V(c)題圖3.1 解：FET有JFET和MOSFET，JFET有P溝（只能為正）和N溝（只能為負(fù)）之分。MOSFET中有耗盡型P溝和N溝（可為正、零或負(fù)），增強(qiáng)型P溝（只能為負(fù)）和N溝（只能為正）。 圖 (a)：N溝耗盡型MOSFET，=2mA,V。 圖 (b)：P溝結(jié)型FET，=3mA, V。 圖 (c)：N溝增強(qiáng)型MOSFET，無意義 ，V。3.2 已知某JFET的IDSS=10mA，UGSoff=-4V，試定性畫出它的轉(zhuǎn)移特性曲線，并用平方律電流方程求出uGS=-2V時(shí)的跨導(dǎo)gm。解：（1）轉(zhuǎn)移特性如下圖所示。 3.3 已知各FET各極電壓如題圖3.3所示，并設(shè)各管的V。試分別判別其工作狀態(tài)（可變電阻區(qū)，恒流區(qū)，截止區(qū)或不能正常工作）。(a)(b)(c)(d)D 3VD 5VD -5VD 9V5VGS 2VS 0VS 0VS 0VG-3V題圖3.3 解：圖 (a)中，N溝增強(qiáng)型MOSFET，因?yàn)閂V，VV，所以工作在恒流區(qū)。 圖 (b)中,N溝耗盡型MOSFET，VV，VV，所以工作在可變電阻區(qū)。 圖 (c)中，P溝增強(qiáng)型MOSFET，VV，VV，所以工作在恒流區(qū)。 圖（d）中，為N溝JFET，VV，所以工作在截止區(qū)。3.4 電路如題圖3.4所示。設(shè)FET參數(shù)為：mA，V。當(dāng)分別取下列兩個(gè)數(shù)值時(shí)，判斷場(chǎng)效應(yīng)管是處在恒流區(qū)還是可變電阻區(qū)，并求恒流區(qū)中的電流。（1）。（2）。UDD(+15V)RD+uiVRGC1C2+uoID題圖3.43.5 在題圖3.5（a）和（b）所示電路中。TRD 1kRG 1MRS 4kUSS(-10V)(a)UDD(+10V)TC2RD 30kR21M C1RS 6k+Ui+UoR11.5M (b)題圖3.5UDD(+12V)（1）已知JFET的mV，V。試求、和的值。（2）已知MOSFET的。試求、和的值。解(1) 解得：(2) 解得：3.6 已知場(chǎng)效應(yīng)管電路如題圖3.6所示。設(shè)MOSFET的，V，忽略溝道長度調(diào)制效應(yīng)。 （1）試求漏極電流，場(chǎng)效應(yīng)管的和。 （2）畫出電路的低頻小信號(hào)等效電路，并求參數(shù)的值。 UDD(10V)RG1RG21M1.5MRD10kRS1k題圖3.6+UgsrdsRDRS1k gmUgsRG1/RG2(a)(b)解：（1）設(shè)電路工作在飽和區(qū)，則 聯(lián)立上式求解得 mA V V V VV=V可見符合工作在恒流區(qū)的假設(shè)條件。 （2）低頻小信號(hào)等效電路如圖（b）所示。 3.7 場(chǎng)效應(yīng)管電路如題圖3.7所示。設(shè)MOSFET的，V。試求分別為2k和10k時(shí)的值。 RSUoGUDD9VT題圖3.7解：k時(shí)， 可得mA, V(舍去mA) k時(shí)，計(jì)算得到mA, V3.8 FET放大電路如題圖3.8所示。圖中器件相同，和相同符號(hào)的電阻相等，各電容對(duì)交流信號(hào)可視為短路。(a)C1RG1RG2RSUDDTC2UiC2CSUDDC1RG1RD1RG2RST+Ui+Uo+UoC2C1UDDC1RG1RD1RG2RST+Uo+UiCG(b)(c)題圖3.8gmUgsrdsRD+Ui+UgsRG1/ RG2(d)+Ui+UgsRG1/ RG2gmUgsrds+Uo+UoRS(e)+Ui+UoRD+Ugsgmvgsrds(f)（1）說明各電路的電路組態(tài)。（2）畫出個(gè)電路的低頻小信號(hào)等效電路。（3）寫出三個(gè)電路中最小增益，最小輸入電阻和最小輸出電阻的表達(dá)式。解：（1）圖3.8（a）是共源放大電路，圖3.8（b）是共漏放大電路，圖3.8（c）是共柵放大電路。（2）與圖（a）、（b）和（c）相對(duì)應(yīng)的小信號(hào)等效電路如圖3.8（d）、（e）和（f）所示（3）由圖3.8可見，各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相同，所以值相等。電壓放大倍數(shù)最小的是共漏放大器，由3.8（e）可求得。輸入電阻最小的是共柵放大器。如不考慮，由圖（f）可得；如考慮，且滿足，則。輸出電阻的是共漏放大器，由圖(e)可得。3.9 畫出題圖3.9所示電路的直流通路和交流通路。+UsC1RS 2kRiRoC2UDD(+18V)C3+Ui+UoR1 2kRG2 160kRG1 1MRD 5kRL 100k題圖3.9V(a)解:VRG1RDRG2R1(b)UDDVRDRLR1RS+Us+UiRiRo(c)+Uo題圖3.93.10 放大電路如題圖3.7所示。已知V，mA，gm=1.2ms，V。+UiTC1C2RD6kRL6kRS1kRG1MUDDCS+Uo題圖3.10gmUgsrds+Ui+UgsRG+RDRLUo(b)(a)（1）試求該電路的靜態(tài)漏極電流和柵源電壓。（2）為保證JFET工作在飽和區(qū)，試問電源電壓應(yīng)取何值？（3）畫出低頻小信號(hào)等效電路。（4）試求器件的值，電路的、和。解：（1）T為N溝JFET，所以V，故可列出 聯(lián)立解上述方程，可得 （2）為保證JFET工作在恒流區(qū)，則應(yīng)滿足 因?yàn)?所以 （V）如果考慮一定的輸出電壓動(dòng)態(tài)范圍，可取1012V。（3）低頻小信號(hào)等效電路如圖3.10（b）所示。 （4） 3.11 放大電路如題圖3.11所示，已知FET的參數(shù)：。電容對(duì)信號(hào)可視為短路。(1) 畫出該電路的交流通路(2) 當(dāng)時(shí)，計(jì)算輸出電壓。題圖3.11+us+uo+uiC1C2UDDR1 4MR2 10MRL 10kRD 20kRS(a)解:(1)其交流通路如題圖3.12所示T+UsRSR1R2RDRL+Uo+Ui題圖3.11(b) (2) 3.12 題圖3.12電路中JFET共源放大電路的元器件參數(shù)如下：在工作點(diǎn)上的管子跨gm=1mS，rds=200k，R1=300 k，R2=100k，R3=1M，R4=10k，R5=2k，R6=2k，試估算放大電路的電壓增益、輸入電阻、輸出電阻。題圖3.123.13 兩級(jí)MOSFET阻容耦合放大電路如題圖3.13所示。已知V1和V2的跨導(dǎo)gm=0.7mS，并設(shè)，電容C1 C4對(duì)交流信號(hào)可視作短路。(1)試畫出電路的低頻小信號(hào)等效電路。(2)計(jì)算電路的電壓放大倍數(shù)Au和輸入電阻Ri。(3)如將RG1的接地端改接到R1和R2的連接點(diǎn)，試問輸入電阻Ri為多少?+UiC1RG11M V1V2C2C3C4R12k R25.1k RG21M R41k R333k R510k UDD+Uo題