模电课后习题(四).pdf
习题八8.1 选择正确的答案填入空内。(1)场效应管的漏极电流是由()的漂移运动形成的。A.少子 B.多子 C.两种载流子(2)场 效 应 管 是 一 种()控制型的电子器件。A.电流 B.光 C.电压(3)场效应管是利用外加电压产生的()来控制漏极电流的大小的。A.电流 B.电场 C.电压(4)与双极型晶体管比较，场 效 应 管()。A.输入电阻小 B.制作工艺复杂 C.放大能力弱(5)当场效应管的漏极直流电流/D从 2mA变为3mA时，它的低频跨导将()。A.增大 B.减小 C.不变(6)某场效应管的转移特性如由题&1图所示，则 该 管 是()场 效 应 管。A.增强型NMOS B.耗尽型NMOS C.耗尽型PMOS(7)当耗尽型场效应管工作于放大区时，场效应管心的 数 学 表 达 式 为()。%=Dsse B.iD=【DSSZGS”DS)-C.=IDSS(1)-VG S(off)(8)当栅源电压%s=OV时，能够工作在恒流区的场效应管有()。A.结型管 B.增强型MOS管 C.耗尽型MOS管答 案(1)B(2)C(3)B(4)C(5)A(6)B(7)C(8)A C8.2 已知场效应管的输出特性曲线如题8.2图(a)所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。题 8.2图解：在场效应管输出特性曲线的恒流区作横坐标的垂线，如 题8.2图(a)所示，读出其与各条曲线交点的纵坐标值及%S值，建 立i D=/(V G S)坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如 题8.2图(b)所示。8.3在 题8.3图所示电路中，已知场效应管的W=-5 V；问在下列三种情况下，管子分别工作在哪个状态？(1)VGS=-8 V,VDS=4 V (2)VGS=-3 V,VDS=4 V (3)vGs=-3 V,vD S=l V解：(1)因 为%s%,且vDS vc s-Vp,所以管子工作在恒流区。(3)因 为%，且vDS 0 V,所以 TI 为 N 沟道增强型 M O S 管，vG J VTS.vDS vc s-VT,因此管子处于恒流区。T 2管：VT=-4 V 吟，因此管子处于截止区;T 3管：VT=-4 V 0 V,所 以T 3为P沟道增强型MOS管，%s 一匕时，因此管子处于可变电阻区；由此可判断出它们各自的工作状态如解8.4表所示。解8.4表管 号vT/vVs/VT,4-5-43T3-46vG/vVD/V工作状态13恒流区31 0截止区05可变电阻区8.5 已知某结型场效应管的/D S S=2I I IA,%=4 V,试画出它的转移特性曲线和输出特性曲线，并近似画出预夹断轨迹。解：根据方程，D=/DSS(1 一 皆)，逐点求出确定的V G S 下 的 小，可近似画出转移特性和输出特性；在输出特性中，将各条曲线上V G D=%的点连接起来，便为予夹断线；如解8.5 图8.6 电路如题8.6 图所示，场效应管的输出特性如题8.2 图所示，分析当h=4 V、8 V、1 2 V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。题&6图题&7 图解：根据题8.2 图所示场效应管的输出特性可知，其开启电压片=5 V,根据题8.6 图所示电路可知VGS=V10当=4V时，VGS VT,场效应管导通。假设场效应管工作在恒流区，根据输出特性可知i D 30.6 m A,管压降VDS七%c-9?d 心1 0 V,因此，丫 3%s 一 匕 ，说明假设成立，即场效应管工作在恒流区。当=1 2 V 时，由于Vc c =1 2 V,必然使场效应管工作在可变电阻区。8.7 电路如题8.7 图所示，设 F E T 的参数为：/D S S=3m A,%=-3V。当 即 分别为下列两个数值时，判断F E T 是处在饱和区还是非饱和区，并求饱和区中的电流左。(l)/?D=3.9 k Q /?D=1 0 k Q解：题 8.7 图所示为N沟道结型场效应管(l)R i)=3.9 k Q 时：=0V，则%=/s s(l 一 警 =3(1 乌 产=3 m AvDS=Vcc-iDRd 1 5 3x 3.9 =3.3V因为为s%sV p，所以该F E T工作在饱和区，e=3m A；(2)R =1 0 k Q 时：VG S=0 丫，则 5=/M S(1 一 等)2=3(1 -r)2=3 m Ar p 3vDS=Vcc-zD/?(/=1 5-3 x l O =-1 5 V因为VDS VGS VP,所以FET工作在非饱和区(可变电阻区)。8.8 已知题8.8 图(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如题8.8 图(b)(c)所示。(1)利用图解法求解Q点。(2)利用等效电路法求解A”、凡和凡。题 8.8 图解(1)在转移特性中作直线G S=-，DRS，与转移特性的交点即为Q点；读出坐标值，得出/D Q=l m A,VG S Q=-2V,如解 8.8 图(a)所示。在输出特性中作直流负载线vD S=VD D-/D(RD+RS)，与VGSQ=-2V的那条输出特性曲线的交点为Q点，VD S Q 3 V,如解8.8 图(b)所示。g?工+l5m V gs I%yl-S1 -（C）解 8.8 图(2)首先画出小信号等效电路如解8.8 图(c)所示，然后进行动态分析。g.=总也=向伉元=向 叼=4 =F=-5&=R=1 MQ&=RD-5 k Q8.9 电路如题8.9图(a)所示，已知F E T 的工作点上的互导g m=1 m s。(1)画出电路的小信号等效电路。(2)求电压增益4。(3)求输人电阻昭和输出电阻R。(a)放大电路题 8.9图解：(1)小信号等效电路如题8.9图(b)所示。(2)求 AvA.=5%：(&)=-gm(/?r f/?J=-l x l()T x(1 (R 1 0%)a-5匕 “R,=4 3+(4 4&2)=2 0 7 5攵。&=RD=1 0 Q8.1 0 一个M O S F E T 的转移特性如题8.1 0 图所示(其中漏极电流i p 的方向是它的实际方向)。试问：(1)该 F E T 是耗尽型还是增强型？(2)是 N沟道还是P沟道F E T?(3)从这个转移特性上可求出该F E T 的夹断电压Vp 还是开启电压VT?其值等于多少？解:其开启电压VT=-4 V 题 8.1 1 图8.1 1 一个JF E T的转移特性曲线如题8.1 1 图所示。试问：(1)提 N沟道还是P沟道的F E T?(2)它的夹断电压价和饱和漏极电流/DSS各是多少？解：N沟道JF E T,夹断电压蚱=-4 V,漏极电流/D s s=4m A。8.1 2 增强型F E T能否用自给偏压的方法来设置静态工作点？试说明理由。解由于增强型F E T管在&=0时，i D=O(无导电沟道)，必须在IVGSA VTI(VT为开启电压)时才有达，因此，增强型的M O S管不能用自偏压的方法来设置静态工作点。8.1 3 电路如题8.1 3图所示。设F E T (T,)的参数为g m=0.8ms,rd=2 0 0 k Q；三 极 管(T2)的参数夕=4 0,e=l k Q。(1)画出放大电路的小信号等效电路。(2)计算放大电路的电压增益4和输入电阻凡。3HI。v R 汽 3 6 4 200UF+Y 叫 5MC J 2 g%_ 45 一-O+VDD(+1 8V)题8.1 3图解：(1)由 于rdRd,故珀可忽略，题&1 3图的小信号等效电路如解8.1 3图所示。解8.1 3图 小信号等效电路(2)求电压增益4和输入电阻用输 出 电 压V。=-%汉电阻Rd的 电 流i =%+(1 +一.Rd由b点的K C L定律:g-Y即+钎。，可得 _ g?_厂 1%R dP V 1故 吃=g,+P 心+:1;月 府 a=g,%1+”;%+(1+0 月 凡此Rd由KVL定律 匕=V g s +%g K l i+%(l+万/严所以电压增益A.=-%-0.89匕 +g，3l +B +噎 +(1+)&阳Rd输入电阻 Rt=Rg3+(Rgl II Rg2)Rg3=5AMQ8.1 4电路如题8.1 4图(a)所示，设F E T (T,)的互导为g m，A很大；BJ T (T2)的电流放大系数为夕，输入电阻为公。(1)试说明T1、T 2各属什么组态。(2)画出电路的小信号等效电路。(3)写出放大电路的电压增益4、，、输入电阻照及输出电阻R。的表达式。题&1 4图解：(1)口为源极输出器(共漏极)，T 2为共射极电路。(2)电路的小信号等效电路如题8.1 4图(b)所示。(3)求电压增益4、输入电阻凡及输出电阻凡-=-凰(/&)=-施/s(&)匕=%+，=%+g,nvgsrbe=%(1 +gmrbe)电压增益 a=、=一角式RJTRJ匕 1+Smrhe输入电阻&=(输出电阻 Ro=Rc8.1 5题8.1 5图所示电路为一带自举电路的高输入阻抗射极跟随器。试定性说明:(1)电压增益接近为1。(2)通 过 C 3 引入自举可减少漏栅电容对输入阻抗的影响。(3)通 过 C 2 引入自举大大提高了放大电路的输入电阻。解：(1)由电路图可知T|组成源极跟随器，因此第一级放大电路的电压增益A”=1；第二级放大电路由T 2 组成射极输出器(射极跟随器)，该级的电压增益A、,？。1，因此，整个放大电路的电压增益A、.=A，A，2 1。(2)设场效应管漏栅极间电容为C d g。当接入电容C 3 后，因为C 3 远 比 C d g 大得多，因此，在一定频率范围内可将C 3 视为短路，则 C d g 的一端相当于接到输出端，而其另一端接到输入端。由于电路的电压增益接近于1 ,因此当输入信号%变化时，C d g 两端电位变化基本相同，相当于基本没有交流电流信号流经C d g，即此时C d g 相当于开路，因此，通 过 C 3 引入自举可减少漏栅电容Q g 对输入阻抗的影响。(3)当接入电容a 后，在一定频率范围内可将a 视为短路。这时小|的下端相当于接到了电路的输出端，而 Rg i 的上端接到电路的输入端。由于电路的电压增益接近于1 ,因此当输入信号叫变化时，Rgi 两端电位变化基本相同，Rgi (及 勺 2)几乎不取交流信号电流，因此，通 过 C 2 引入自举可克服栅极偏置电路会降低输入电阻的影响，从而大大提高了放大电路的输入电阻。8.1 6 电路如题 8.1 6 图(a)所示,己知 Kgi=1 0 0 kd 7?g2=3 0 0 kQ,/?g3=2 MQ,7?d=1 0 kQ,/?s l=1 0 kQ,&2=2 kf 2,VD D=2 0 V,g m=1 ms 0(1)画出电路的小信号等效电路。求电压增益A,。(3)求放大器的输入电阻R 及输出电阻R。解：(1)小信号等效电路如题&1 6 图(b)所示。(2)电压增益 4=8 V s s R，1=-3 3匕 4+g,.7 R、2(3)输入电阻 此=%+为 RQ=2.075MQ输出电阻&,=凡=10kQ8.1 7 源极输出器电路如题8.1 7图(a)所示，已知F E T工作点上的互导,n=0.9 s,其它参数如图所示。(1)画出电路的小信号等效电路。(2)求电压增益A、,、输入电阻吊、输出电阻凡。(a)放大电路题8.1 7图解：(1)小信号等效电路如题8.1 7图(b)所示。(2)求电压增益A、,、输入电阻尺、输出电阻R。电压增益 4=0.9 2匕 4 +凡输入电阻/?,=R +(4“&2)=2.0 7 5 MQ输出电阻 Ro=7?v/=1.0 2 f c Q8.1 8 利 用Mu lt i s i m分 析 图P8.8(a)所示场效应管放大电路中及、Rd、Rs变化对Q点、A,.、Ri、心和匕m的影响。解答：略8.1 9 场效应管放大电路如题8.1 6图所示，利用Mu lt i s i m分析下列问题：(1)确定一组电路参数，使电路的Q点合适；(2)若输出电压波形出现顶部失真，则可采取哪些措施？若输出电压波形出现底部失真，则可采取哪些措施？调整相关电路参数使Q点大约在交流负载线的中点；(3)要想提高电路的电压放大能力，可采取哪些措施？解答：略
