发布时间 : 星期三 文章模拟电子技术基础王淑娟第四章答案更新完毕开始阅读
【4-1】填空： 1．场效应管从结构上分成 和 两种类型，它的导电过程仅仅取决于 载流子的流动；因而它又称做 器件。
2．场效应管属于 控制型器件，而双极型晶体管是 控制型器件。
1. 结型，绝缘栅型，多数，单极型。 2. 电压，电流。
【4-2】两个场效应管的转移特性曲线分别如图4.7.1 (a)、(b)所示，分别确定这两个场效应管的类型，并求其主要参数（开启电压或夹断电压，低频跨导）。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S。
?6?5?4?2iD/ mA 0uGS/V?1?2??????3iD/ mA6421UDS?10VUDS??10V?2?1O?4(a) (b)
图4.7.1 题4-2特性曲线
?4 uGS/V
：
（a）P沟道增强型MOS管，开启电压UGS（th）＝－2V，IDO= -1mA 在工作点（UGS＝－5V， ID＝－2.25mA）处，
gm=2IDOIDUGS(th)??1.5mS
（b）N沟道耗尽型MOSFET，夹断电压UGS(off)??4V，IDSS?4mA
在工作点（UGS＝－2V， ID＝1mA）处，
【4-3】已知图4.7.2(a)所示电路中场效应管的转移特性如图4.7.2(b)所示。求解电路的Q点和Au。
?VDD?15VRd10k?VTiD/ mA43Rg2uoui10M?1O246 uGS/VVGG?3V(a)
(b) 图4.7.2 题4-3电路图解：
由图4.3(b)转移特性曲线可得：UGS(th)=2V，过点(6,4)和(4,1) 代入iD?IDO(uGS?1)2，可得IDO=1mA
UGS(th)由图4.3(a)电路图可得：UGSQ=3V
3IDQ?IDO(?1)2?1?(?1)2?0.25mA
UGS(th)2UDSQ=VDD-IDQRd=15V-0.25mA10 kΩ=12.5V
uGSQgm?2IDO?IDQUGS(th)2?1??214?0.5mS
Au=-gmRd=-0.5mS·10 kΩ=-5
【4-4】电路如图4.7.3所示，设MOS管的参数为UGS(th)=1V，IDO =500uA。电路参数为VDD=5V，－VSS=－5V，Rd=10kΩ，R=0.5kΩ，IDQ=0.5mA。若流过Rg1、Rg2的电流是IDQ的1/10，试确定Rg1和Rg2的值。
VDDRg1C1RSRdC2uoRg2C1RgRdC2VDDVTRg2RVSSuiVTRLCSuousuiRg1RS图4.7.3 题4-4电路图 图4.7.4 题4-6电路图
解：
uiD?IDO(GS?1)2，即0.5=0.5(uGS/1-1)2
UGS(th)由此可得：uGS=2V
流过Rg1、Rg2的电流约为0.05mA，即有 Rg1+Rg2=10/0.05kΩ=200 kΩ
uGS?uG?uS?(Rg2200kΩRg2Rg1?Rg2?2VDD?VSS)?(IDR?VSS)
2V??10V?(0.5?0.5)V
于是可得：Rg2=45 kΩ，Rg1=155 kΩ mS
【4-5】电路如图4.7.3所示，已知Rd=10kΩ，Rs=R=0.5kΩ，Rg1=165 kΩ，Rg2=35kΩ，UGS(th)=1V，IDO =1mA，电路静态工作点处UGS=1.5V。试求共源极电路的小信号电压增益Au=uo/ui和源电压增益Aus=uo/us。 解：
u1.5IDQ?IDO(GSQ?1)2?1?(?1)2?0.25mA
UGS(th)1UDSQ=VDD-(-VSS)- IDQ (Rd +R)=5V+5V-0.25mA10.5 kΩ=7.375V
gm?2IDO?IDQUGS(th)2?1??114?1mS
Au??gmUgs?RdUgs?gmUgs?R??1mS?10kΩ20??
1?1mS?0.5kΩ3Ri=Rg1//Rg2=28.875 kΩ
Aus?uououiRi2028.875???Au??????6.55 usuiusRs?Ri328.875?0.5?2IDSSIDUGS(off)=1
gm＝
【4-6】电路如图4.7.4，场效应管的rds>>RD，要求： 1. 画出该放大电路的中频微变等效电路；
?、Ri和Ro的表达式； 2. 写出Au?、Ri和Ro是否变化，如何变化？ 3. 定性说明当Rs增大时，Au?、Ri和Ro是否变化，如何变化？写出变换后的表达式。 4. 若CS开路，Au解：
此题的场效应管是增强型的，所以要用增强型的转移特性曲线方程式
IDQ?IDO(UGSQUGS(th)?1)2
VDDRG2?IDQRS
RG1?RG2 UGSQ?UG?US? UDSQ?VDD?(RS?RD)IDQ
由以上三个式子可求出电路的静态工作点。 1. 略
2. 电压增益 Au=–gm（Rd// RL） 对转移特性曲线方程求导数，可得
gm?2UGS(th)IDQIDO
输入电阻 Ri?RG?(RG1//RG2) 输出电阻 Ro?RD
3. Rs的增大，会使UGS有所下降，静态工作点的ID下降，gm有所减小，Au有所下降，对Ri和Ro没有什么影响。
4. Cs开路，对静态工作点没有影响，但电压增益下降。
Au??Cs开路，对Ri和Ro没有什么影响。
gmRD1?gmRS
【4-7】在图4.7.5所示电路中，已知UGS=－2V，管子参数IDSS＝－4mA，Up＝UGS(off)=－4V。设电容在交流通路中可视为短路。
1. 求电流IDQ和电阻RS。
2. 画出中频微变等效电路，用已求得的有关数值计算Au，Ri和Ro（设rDS的影响可以忽略不计）。
3. 为显著提高｜Au｜，最简单的措施是什么？
VDD?18VVDDRg1RdC210k?C1+RdC2+VTRg ?C1?Rg3RSCS??Ui?1M?Rs?Uo???Rg 2Ui??Uo?图4.7.5 题4-7电路图 图4.7.6 题4-8电路图
解：
场效应管是耗尽型，漏极电流可由下式算出 IDQ?IDSS(1? RS?? gm?UGSQUGS(off))2?4?(1??22)?1mA ?4UGSQIDQ?2k?
2IDSSU(1?GS)?1mS UPUPgR1?10 Au??mD???3.33
1?gmRs1?1?2 Ri?RG?1M? Ro?RD?10k?
为显著提高|Au|，应在RS两端并联旁路电容。
【4-8】场效应管放大电路如图4.7.6所示，其中Rg1=300k?，Rg2=120k?，Rg3=10M?，Rs=Rd=10k?，CS的容量足够大，VDD＝16V，设FET的饱和电流IDSS?1mA，夹断电压Up=UGS(off) = －2V，求静态工作点，然后用中频微变等效电路法求电路的电压放大倍数。若CS开路再求电压放大倍数。 [解]
1. 求静态工作点
该放大电路采用耗尽型场效应三极管，分压偏置电路。由于栅极回路无静态电流，所以Rg3中无电流。所以，Rg1和Rg2分压点的电位与栅极电位相等，这种分压偏置可以提高放大电路的输入电阻。由电路得：
UGS?UG?US?VDDRg2Rg1?Rg2?IDRs
UDS?VDD?(RS?Rd)ID
UGS2) UP 上述方程组代入数据得两组解：
第一组：ID=0.46mA UGS= -0.6V 第二组：ID2=0.78mA UGS= -3.8V＜Up
第二组数据不合理，故工作点为：ID=0.46mA ，UGS= -0.6V 2. 用微变等效电路求电压放大倍数
放大器的微变等效电路如图2-13（b）；
ID?IDSS(1?G?Rg3Rg2?&gmUgs?SrdRdD&dI?G?Rg3??D??I&d?rdRd&iU?Rg1&oU?&Ui?Rg1&gU&UgsmgsRg2SRs&Uo?&Is图2-13(b) 2-13题的中频微变等效电路 图2-13(c) 无CS的微变等效电路
Ui?UgsUo??gmUgs(Rd//rd) Au??gmRd
对转移特性曲线方程式求导数，可得 gm??
2UpIDSSIDQ?0.69mA/V
Au=－6.9 3. CS开路时的电压放大倍数
CS开路实际上就是电路出现电流串联负反馈，电压增益下降。如果没有学习反馈， 仍然可以用微变等效电路法求解。放大器微变等效电路如图2-13(c)。 因为rd>>Rd、Rs 故
&?I&?gU& Idsmgs
&?U&?I&R Uigsss 于是
???I?R??gU?UoddmgsRd
&R&R&?gmU?gmUUgRgsdgsdo Au?????md??0.87
&&?I&RU&?gU&UU1?gmRsigsssgsmgsRs