最新第四章场效应管习题答案资料

1、精品文档第四章 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2 结型场效应管发生预夹断后，管子_a.关断b.进入恒流区3 .场效应管的低频跨导 gm是a.常数b.不是常数场效应管靠导电。a. 一种载流子b.两种载流子增强型PMOS管的开启电压a.大于零增强型NMOSa.大于零 只有a.增强型oc.进入饱和区c.栅源电压有关4.5.6.7.8.9.c.电子d.漏源电压d.可变电阻区d.栅源电压无关d.空穴o二于零b.小于零 管的开启电压。b.小于零c.等于零场效应管才能采取自偏压电路。b.耗尽型c.结型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.增强型和耗尽型分压式电路中的栅极电阻a.设置合适的静态工作点c.提高电路的电压放大倍数 源极跟随器（共漏极放大器）的输出电阻与a.管子跨导gmb.源极电阻Rsb.减小栅极电流d.提高电路的输入电阻 有关。c.管子跨导gm和源极电阻Rs精品文档b. N沟道结型管耗尽型PMOS管耗尽型NMOS管d.f.解答：1.b2.b3.b,c 4. a 5.b6.a7. b,c8. d 9.c 10.d10.某场效应管的Idss为6mA，而Idq自漏极流出，大小为 8mA，则该管是 a. P沟道结型管c.增强型PMOS管e.增强型NMOS管4-2已知题4-2图所示中各场

3、效应管工作在恒流区，请将管子类型、电源Vdd的极性（+、-）、UGS的极性（>0, > 0, <0,W 0,任意）分别填写在表格中。VddHRd七VTS(b)Vdd(e)(f)(a)(c)(d)题4-2图解:图号项目(a)(b)(c)(d)(e)(f)沟道类型NPNNPP增强型或 耗尽型结型结型增强型耗尽型增强型耗尽型电源Vd极 性+一+一一U GS极性< 0> 0>0任意<0任意4-3试分析如题4-3图所示各电路能否正常放大，并说明理由。Ci(a)RdRgiJVddVddCVddCi(b)-VddCo” VT Rd+RG2Rg qUiVTUORsCs

4、Uo(c )Ucc-V DDCiVTRdCokJ解:RgRsCsUO(e)题4-3图不能。VT是一个N沟道JFET,要求偏置电压 Ugs满足UgsvUgs <0,而电路中VT的偏置 电压U gs>0，因此不能进行正常放大。（b）能。VT是一个P沟道JFET，要求偏置电压 Ugs满足0<Ugs< UGs,off，而电路中VT的偏置 电压U gs>0，只要在0<U gs< U Gs,off范围内就能进行正常放大。（C）能。VT是一个 N沟道 MOSFET，要求偏置电压 Ugs满足Ugs> U Gs,off >0。电路中 Ugs>0， 如果

5、满足Ugs < UGS,off就可以正常放大。（d）不能。虽然MOSFET的漏极D和源极S可以颠倒使用，但是此时衬底的接法也需要调整。虽 然电路中自给偏置电压 Ugs>0，也可能满足 Ugs> UGs,off >0。但是D极和衬底B之间的PN 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Uon >0，要求直流偏置电压 Ugs> Uon，电 路中U gs=0，因此不能进行正常放大。（f）能。VT是一个P沟道耗尽型 MOSFET，夹断电压UGs,off>0，放大时要求偏置电压 Ugs满足 Ugs< U

6、 Gs,off。电路中Ugs>0，如果满足 Ugs < UGs,off就可以正常放大。4-4电路如题4-4图所示，Vdd=24 V，所用场效应管为 N沟道耗尽型，其参数lDss=0.9mA , U Gs,off=-4V ,跨导 gm=1.5mA/V。电路参数 RGi=200k Q , RG2=64k Q , Rg=1M Q , Rd= Rs= RL=10k Q。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。DD+Uo解：1. 静态工作点的计算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 时，Id “DSS（1-UUd）2 =0.9（1-警）2U GS,of4解上面两个联立方程组，得I D = 0.64mAUGs - -0.62V漏源电压为Uds 二Vdd -Id Rd R =24-0.6410 10 "1.2V2. 电压放大倍数Au 二乜二gm RD Rl 一 -1.5 10 10 - -7.5 ui3. 输入电阻和输出电阻。输入电阻 H = Rg Rg1 / Rg2 =1000 200/64 = 1.05M Q输出电阻 r o = rds / Rd ：- Rd =10k Q 4-5电路如题

8、4-5图所示，Vdd=18 V，所用场效应管为 N沟道耗尽型，其跨导 gm=2mA/V。 电路参数 Rgi=2.2M Q,RG2=51k Q,Rg=10MQ, Rs=2 k Q Rd=33 k Q 试求：1. 电压放大倍数。2若接上负载电阻 Rl=100 k Q求电压放大倍数。3. 输入电阻和输出电阻。4. 定性说明当源极电阻Rs增大时，电压放大倍数、输入电阻、输出电阻是否发生变化？如果有变化，如何变化？5. 若源极电阻的旁路电容Cs开路，接负载时的电压增益下降到原来的百分之几？V+V DDRG2Ci+Rgi IVT1I-1 Rg1 Cs +1RsCo+Uo题4-5图解：1无负载时，电压放大倍

9、数uoAU一二-gm RD - -2 33 - -66ui2有负载时，电压放大倍数为Au 吕-gm Rd Rl - -2 33 100 - -50 ui3. 输入电阻和输出电阻。输入电阻 * 二 Rg ' Rgi / Rg2 =10 ' 2.2 / 0.051 ” 10M Q输出电阻ro = RD二33k Q4. N沟道耗尽型FET的跨导定义为&Dg m =印GS uDS臬数丁 iD =丨 DSS 1U GSUGS, off-2IDSSGS, off1UU GSGS, off 丿U GS,ofJ DSSiDUo,AU一gm RDRLui当源极电阻Rs增大时，有 屯 =U

10、gs、=Td、= gm、= AU -所以当源极电阻 Rs增大时，跨导gm减小，电压增益因此而减小。输入电阻和输出电阻与源极电阻Rs无关，因此其变化对输入电阻和输出电阻没有影响。5若源极电阻的旁路电容 Cs开路，接负载Rl时的电压增益为uo _ _gm RD RL _ AU =AU_ AUUi i gm Rsi gmRs122520%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，M0S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。题4-6图a题4-6图b解:1. 静态工作点的计算。根据MOS管的转移特性曲线，可知当 U

11、gs=3V时，lDQ=0.5mA。 此时 MOS 管的压降为 U DSQ =VDD - I DQ RD =12 -。5 10 =7V2. 电压增益的计算。二丨 DSSU GSU GS, offlDss=1mA 。根据MOS管的转移特性曲线，UGsm=2V ;当Ugs=4V时，h=1mA。I D根据gm3 DEUgS uDS 蛋数-21 dss U GS, offU gs U GS, off丿 U gs, offDSS： D二 22 1 0.5°.7°7mSuoAu = = gm Rd = .707 汉10 r；-7.1 电压增益ui3输入电阻和输出电阻的计算输入电阻ri *

12、输出电阻ro = Rd =10k4-7电路参数如题 4-7图所示，场效应管的UGsm=-1V, bss=0.5mA , rds为无穷大。试求:1. 静态工作点。2. 电压增益Au。3. 输入电阻和输出电阻。题4-7图解：1. 静态工作点计算U GSQRg1Rg2UdDI DQ1-U GSQu GS,off将参数代入，得u gsq0.0470.047 218-2 103IDQ= 0.41-2 103Idq= 0.5 103I DQDQ=0.3mAUgsq 0.2V2.电压增益Au。本题目电路中，有旁路电容C,此时放大电路的电压增益为,AU-gmuGSRDuGS-gmRDgm方D-UGS%s蚩数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输入电阻和输出电阻的计算。ri =Rg RG1RG2 T0M 2M/47K10 M Qrq = Rd 二 30 K Q i4-8电路如题4-8图所示。场效应管的 gm=2mS , rds为无穷大，电路中各电容对交流均可视 为短路，试求：1. 电路的电压增益 Au。2. 输入电阻和输出电阻。+V DD+ 18VRg1200K QCiA

14、l+UiRg2"51M Q0Rd20K QIEC2q RgR1r-U5M Q-1K QRl20K QVTUOC题4-8图解：1.电路的电压增益 Au。AgmUGS Rd / RLgm%/%UUGgmUGsR11 +gmR1Au _2（20/20）6.7U 12 12 输入电阻ri和输出电阻ro'ri =RgRG1 / RG2 =5M 51M/ 200K ： 5 M Qr。 Rd 20 k Q4-9 电路如题 4-9 图所示。已知 Vdd=20V , Rg=51MQ , RG1=200k Q, &2=200k Q, Rs=22 k Q场效应管的gm=2mS。试求:1无自

15、举电容2有自举电容C时，电路的输入电阻。分析：电路中跨接在电阻 Rg和源极S之间的C称为自举电容，该电容将输出电压信号 反馈到输入端的栅极 G,形成正反馈，提升了电路的输入电阻仃。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r, =RgRg1 / Rg51 0.2 0.2 =51.1 M Q2有自举电容 C时电路的输入电阻计算此时交流等效电路如图题4-9图a所示。题4-9图a根据等效电路图，可知栅极对地的等效电阻为r. -Ui _UGIii iG,ui uoi i 其中电流Rg输出电压 Uo = ii ' gmugs RG1

16、 RG2 RS当电流 ii很小时，Uo ： gmugs RG1RG2RS电压放大倍数为uogm RG1 RG2 RSui uGS ' gmuGS RG1 / RG2 " R 1 gm RG1 / RG2 RS1 (200 200 22 _18厂1 _ 19ui i ui -u。i> 118Ui19 i1 UiiiRgRg19 Rguiri =19 Rg =19 51 = 969M Qii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gm=1.65Ms,RG1= Rg2=1M Q , Rd=Rl=3 k Q ,耦合电容Ci=Co

17、=10卩F试求1. 电路的中频增益 Au。2. 估算电路的下限截止频率fL。3当考虑信号源内阻时，高频增益计算公式。+gm1 UgsILRg2_ UgsIrd 1-图4-10图a解：1. 电路的中频增益 Au。Au - -gm Rd/Rl1=T.65 3/3 汁-2.482. 估算电路的下限截止频率fL电路低频等效电路如题 4-10图a所示。Ci增益函数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: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fz1 =0 1 1fz236 = 5.4Hz2职LCo2兀 x3x103 10x10极点分别为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所以下限频率为3 电路高频等