电工学(下册)电子技术基础 第4章 习题解答.doc

第4章 场效应管放大电路与功率放大电路4.1 图4.1所示为场效应管的转移特性，请分别说明场效应管各属于何种类型。说明它的开启电压（或夹断电压）约是多少。图4.1 习题4.1图解：(a) N沟道 耗尽型FET UP=3V；(b) P沟道 增强型FET UT=4V；(c) P沟道 耗尽型FET UP=2V。4.2 某MOSFET的IDSS = 10mA且UP = 8V。(1) 此元件是P沟道还是N沟道？(2) 计算UGS = 3V是的ID；(3) 计算UGS = 3V时的ID。解：(1) N沟道；(2) (3) 4.3 画出下列FET的转移特性曲线。 (1) UP = 6V，IDSS = 1mA的MOSFET；(2) UT = 8V，K = 0.2mA/V2的MOSFET。解：(1) (2) 4.4 试在具有四象限的直角坐标上分别画出4种类型MOSFET的转移特性示意图，并标明各自的开启电压或夹断电压。解：4.5判断图4.2所示各电路是否有可能正常放大正弦信号。解： (a) 能放大 (b) 不能放大，增强型不能用自给偏压 (c) 能放大（d）不能放大，增强型不能用自给偏压。共漏，可增加Rd，并改为共源放大，将管子改为耗尽型，改电源极性。图4.2 习题4.5电路图4.6 电路如图4.3所示，MOSFET的Uth = 2V，Kn = 50mA/V2，确定电路Q点的IDQ和UDSQ值。解： 图4.3 习题4.6电路图 图4.4 习题4.7电路图4.7 试求图4.4所示每个电路的UDS，已知|IDSS| = 8mA。解：(a) UGSQ=0(V) IDQ=IDSS=8(mA) UDSQ=VDDIDQRd = 1281=4(V) (b) UGSQ=0(V) IDQ=IDSS=8(mA) UDSQ=VDDIDQRd = 9+80.56=4.52(V)4.8 电路如图4.5所示，已知VT在UGS = 5V时的ID = 2.25mA，在UGS = 3V时的ID = 0.25mA。现要求该电路中FET的VDQ = 2.4V、IDQ = 0.64mA，试求：(1) 管子的Kn和Uth的值；(2) Rd和RS的值应各取多大？解：（1）ID=Kn(UGS-Uth)22.25= Kn(5-UTh)2 0.25= Kn(3-Uth)2 Uth1=3.5(V) (不合理，舍去)，Uth2=2(V)求得：Kn=0.25mA/V2，Uth=2V（2）VDQ=VDD-IDQRd 2.4=120.64Rd Rd=15k UGSQ1=0.4(V)(不合理，舍去) UGSQ2=3.6(V)UGSQ=100.64Rs Rs=10k4.9 电路如图4.6所示，已知FET的Uth = 3V、Kn = 0.1mA/V2。现要求该电路中FET的IDQ = 1.6mA，试求Rd的值应为多大？ 图4.5 习题4.8图 图4.6 习题4.9图解：1.6=0.1(UGSQ3)2 UGSQ1=7(V) UGSQ2=1(V)(不合理，舍去)UDSQ=UGSQ=7(V) UDSQ=151.6Rd Rd=5k4.10 电路如图4.7所示，已知场效应管VT的Uth = 2V，U(BR)DS = 16V、U(BR)GS = 30V，当UGS = 4V、UDS = 5V时的ID = 9mA。请分析这四个电路中的场效应管各工作在什么状态(截止、恒流、可变电阻、击穿)？图4.7 习题4.10图解：(a) 截止 (b) UDSQ=20VU(BR)DS，击穿(c) ID=Kn(UGS-Uth)2 9= Kn (42)2 Kn =2.25mA/V2 UGSQ=3V IDQ=2.25(32)2 IDQ=2.25mA UDSQ=122.255=0.75(V)UGSQUth =1V 处于恒流区4.11 图4.8所示场效应管工作于放大状态，忽略不计，电容对交流视为短路。跨导为。（1）画出电路的交流小信号等效电路；（2）求电压放大倍数和源电压放大倍数；（3）求输入电阻和输出电阻。图4.8 习题4.11电路图解：(2) Ri=Rg3+Rg2/Rg1=2+0.3/0.1=2.075(M) Ro=Rd=10k(3) 4.12 电路如图4.9所示，已知FET在Q点处的跨导gm = 2mS，=0，试求该电路的、Ri、Ro的值。 图4.9 习题4.12电路图解：Ri=Rg2/Rg1=2/0.5=0.4(M)Ro=Rs/=3/=429()4.13 由于功率放大电路中的晶体管常处于接近极限工作的状态，因此，在选择晶体管时必须特别注意哪3个参数？解：最大集电极电流ICM 、最大集电结耗散功率PCM 和反向击穿电压U(BR)CEO4.14 一双电源互补对称功率放大电路如图4.10所示，设，为正弦波。求：（1）在晶体管的饱和压降UCES可以忽略的情况下，负载上可以得到的最大输出功率；（2）每个晶体管的耐压|U(BR)CEO|应大于多少；（3）这种电路会产生何种失真，为改善上述失真，应在电路中采取什么措施。解：(1) ，(2) (3) 会产生交越失真，工作于甲乙类工作状态可以消除这种失真。 图4.10 习题4.14电路图 图4.11 习题4.15电路图4.15 一个单电源互补对称功放电路如图4.11所示，设，C的电容量很大，为正弦波，在忽略晶体管饱和压降UCES的情况下，试求该电路的最大输出功率。解：4.16 在图4.12所示的电路中，已知，为正弦波，输入电压足够大，在忽略晶体管饱和压降UCES的情况下，试求：（1）最大输出功率；（2）晶体管的最大管耗；（3）若晶体管饱和压降，最大输出功率和。解：(1) (2) (3) ， 4.17 在图4.13所示单电源互补对称电路中，已知，流过负载电阻的电流为。求：（1）负载上所能得到的功率；（2）电源供给的功率。 图4.12 习题4.16电路图 图4.13 习题4.17电路图解： 4.18 在图4.14中哪些接法可以构成复合管？哪些等效为NPN管？哪些等效为PNP管？图4.14 习题4.18电路图解：(a) 不能 (b) 不能 (c) 能 NPN (d) 能 PNP4.19