模拟电子技术习题答案1

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第五章 场效应管放大电路

一、填空题:

1. FET有两种主要类型即(MOSFET) 和(JFET),FET是利用(电场效应)来控制其电流大小的半导体器件。

2.在MOSFET中,从导电载流子的带电极性来看,有(N沟道)管和(P沟道)管之分;而按照导电沟道形成机理不同NMOS管和PMOS管又各有(增强)型和(耗尽)型两种。因此,MOSFET有四种:(增强型N沟道管))、(增强型P沟道管))、(耗尽型N沟道管)和(耗尽型P沟道管)。 3.结型场效应管发生预夹断后,管子将进入(恒流)区工作。 4.增强型PMOS管的开启电压(小于零)。

5.当场效应管的漏极直流电流ID从2mA变为4mA时,它的低频跨导gm将(增大)。 6. 当UGS=0V时,能够工作在恒流区的场效应管有(结型管)、(耗尽型MOS管)。

二、判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果填入空内。

1.结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压,才能保证栅极电流iG≈0。( √ ) 2.若耗尽型N沟道MOS管的UGS大于零,则其输入电阻会明显变小。( × )

3.增强型MOSFET由于栅极与源极、漏极均无电接触,故称绝缘栅极。那么,耗尽型MOSFET的栅极将是不绝缘的。( × )

4.开启电压是耗尽型FET的参数,而夹断电压是增强型MOSFET的参数。( × )

三、绝缘栅场效应管漏源特性曲线如图题(a)~(d)所示。说明图(a)~(d)曲线对应何种类型的场效应管。根据图中曲线粗略地估计:开启电压UT、夹断电压UP和漏极电流IDSS或IDO的数值。

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解: 图(a):增强型N沟道MOS管,UT ≈3V,IDO≈3mA; 图(b):增强型P沟道MOS管,UT ≈-2V,IDO≈2mA; 图(c):耗尽型型P沟道MOS管,UP ≈2V,IDSS≈2mA; 图(d):耗尽型型N沟道MOS管,UP ≈-3V,IDSS≈3mA。 四、试写出以下FET符号所代表的管子类型。

五、已知场效应管的输出特性曲线如图所示,画出它在饱和区的转移特性曲线。

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解:在场效应管的饱和区作横坐标的垂线,读出其与各条曲线交点的纵坐标值及UGS值,建立iD=f(uGS)坐标系,描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图(b)所示。

六、测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如下表所示,它们的开启电压也在表中给出。试分析各管的工作状态(截止区、饱和区、可变电阻区),并填入表内。

解:因为三只管子均有开启电压,所以它们均为增强型MOS管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态。 管 号 (N沟道管)T1 (P沟道管)T2 (P沟道管)T3 UGS(th)/V 4 -4 -4 US/V -5 3 6 UG/V 1 3 0 UD/V 3 10 5 工作状态 饱和区 截止区 可变电阻区 七、四个FET的转移特性分别如下图所示,其中漏极电流i D的假定正方向是它的实际方向。试问它们各是哪种类型的FET?

解: P沟道JFET N沟道耗尽型FET P沟道耗尽型FET N沟道增强型FET 八、改正下图所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压信号。要求保留电路的共源接法。 解:对照下图电路

(a)源极加电阻Rs。

(b)漏极加电阻Rd。

(c)可能放大正弦波电压信号 。

(d)在Rg支路加-VGG,+VDD改为-VDD。

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九、 图示曲线为结型场效应管的转移特性。试问: (1) IDSS、UP值为多大?

(2) 根据给定曲线,估算当ID=1.5mA和ID=3.9mA时,gm约为多少? (3) 根据gm的定义:gm?

diD,计算UGS= -1V和UGS= -3V时相对应的gm值。 duGS解:

(1) IDSS=5.5mA,UP=-5V;

(2) ID=1.5mA时, gm??2.7?0.6?mA?1.05mS, ??2?4?VID=3.9mA时,gm??5.5?2.7?mA?1.4mS; ?0?2?V?uGS??1?UP???? ?2IdiD (3) 由gm???DSSduGSUP可得UGS =-1V时,gm≈1.76mS, UGS =-3V时,g m≈0.88mS。

十、已知下图(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图(b)(c)所示。 (1) 利用图解法求解Q点;

(2) 利用小信号等效电路求解Au、Ri和Ro(其中gm=1mS)。

解:(1)在转移特性中作直线uGS=-iDRS,与转移特性的交点即为Q点;读出坐标值,得出IDQ=1mA,UGSQ=-2V。如下面解图(b)所示。

在输出特性中作直流负载线uDS=VDD-iD(Rd+RS),与UGSQ=-2V的那条输出特性曲线的交点为Q点,UDSQ≈3V。如下面解图(c)所示。

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