电路与模拟电子技术基础习题.pdf

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1、电路与模拟电子技术基础习题习题77.1确定图 7.1 所示电路的漏极电流。+VDDRDVP=-6VIDSS=3mAVGS2VRD-VDDVTVGS3VVTVP=6VIDSS=-12mA(a)(b)图 7.1 习题 7.1 图(a)UGSQ=2V，ID IDSS(1UGS2)3(1)1.33(mA)UP6(b)UGSQ=3V，ID=12(13/6)=3(mA)7.2电路如图 7.2 所示，MOSFET 的 UT=2V，K=50mA/V2，确定电路Q 点的 IDQ和UDSQ值。UGSQRg2Rg1 Rg2VDD1524 3.13(V)10015IDQ K(UGSQUT)2 50(3.132)2 6

2、3.9(mA)UDSQVDD IDQRd 2463.90.2 11.2(V)7.3试求图 7.3 所示每个电路图的UDS，已知|IDSS|=8mA。(a)UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=8(mA)UDSQ=VDDIDQRd=1281=4(V)(b)UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=8(mA)UDSQ=VDDIDQRd=1581.2=5.4(V)(c)UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=8(mA)UDSQ=VDDIDQRd=9+80.56=4.52(V)+VDD12V+VDD24V+VDD15VRd1.2kVTVT+VDD-9VRd560VTRg1100kRd200Rd1.0kVTRg21

3、5kRg10MRg10MRg10M(a)(b)(c)图 7.2 习题 7.2 电路图图 7.3 习题 7.3 电路图7.4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。(1)N 沟道；(2)ID IDSS(1UGS3)10(1)3.9(mA)UP8UGS3)10(1)18.9(mA)UP8(3)ID IDSS(17.5图 7.4 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Uth（或夹断电压Up）约是多少。-iD/mA321-3-2-10 u

4、GS/V(a)-4-20uGS/V(b)-10-3iD/mA12 uGS/ViD/mA(c)图 7.4习题 7.5 图(a)N 沟道 耗尽型 FETUP=3V；(b)P 沟道 增强型 FETUT=4V；(c)P 沟道 耗尽型 FETUP=2V。7.6图 7.5 所示为场效应管的输出特性曲线，分别判断各场效应管属于何种类型（结型、绝缘栅型、增强型、耗尽型、N 沟道或 P 沟道），说明它的夹断电压Up（或开启电压Uth）为多少。-iD/mA1.51.00.50iD/mAuGS=0V1V2V3V0510(a)15-uDS/V432100510(b)0V-1V15uDS/VuGS=2V1V图 7.5习

5、题 7.6 图(a)JFET P沟道 UP=3V；(b)耗尽型 N 沟道 FETUP=1.0V7.7画出下列 FET 的转移特性曲线。(1)UP=6V，IDSS=3mA 的 JFET；(2)UP=6V，IDSS=1mA的 MOSFET；(3)UT=8V，K=0.2mA/V2的 MOSFET。iD/mA3oiD/mA3oiD/mA3.2o812uGS/V6uGS/V6uGS/V(1)(2)(3)7.8试在具有四象限的直角坐标上分别画出各种类型场效应管的转移特性示意图，并标明各自的开启电压或夹断电压。iDJFET耗尽型FET增强型FETUTiDoUPUPuGS增强型FET耗尽型FETJFETUPU

6、PoUTuGSN沟道P沟道7.9判断图 7.6 所示各电路是否有可能正常放大正弦信号。图 7.6习题 7.9 电路图(a)能放大(b)不能放大，增强型不能用自给偏压(c)能放大7.10试判断图 7.7 所示电路中，哪些具有电压放大作用，如不具有电压放大作用，如何改正才能使其有电压放大作用。(a)不能放大，缺少Rd1，可增加 Rd，并改为共源放大(b)不能放大，共漏Au(c)不能放大，增强型不能采用自给偏压，须改为分压偏置(d)能放大+VDDC2C1uiRgVTuouiRgC1-VDDVTC2uoRSC3RS(a)+VDDRdC1uiRgVTC2uouiRgC1Rd(b)-VDDC2uoVTRS

7、C3RSC3(c)(d)图 7.7习题 7.10 电路图7.11图7.8(a)所示电路中的场效应管的转移特性为图7.8(b)所示，试求解该电路的UGS、ID和UDS。图 7.8习题 7.11 图由图(a)可知：UGS=1V，由图(b)可得 ID=2mA，可求得：UDS=1225=2V7.12电路如图 7.8 所示，已知FET 的 IDSS=3mA、UP=3V、U(BR)DS=10V。试问在下列三种条件下，FET各处于哪种状态？(1)Rd=3.9k；(2)Rd=10k；(3)Rd=1k。UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=3mA(1)UDSQ=1533.9=3.3(V)处于恒流区；(2)UDSQ

8、=15310=15(V)处于可变电阻区；(3)UDSQ=1531=12(V)处于击穿区。7.13电路如图 7.9 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 K 和 UT的值；(2)Rd和 RS的值应各取多大？ID=K(UGS-UT)22.25=K(5-UT)20.25=K(3-UT)2 UT1=3.5(V)(不合理，舍去)，UT2=2(V)求得：K=0.25mA/V2，UT=2VVDQ=VDD-IDQRd2.4=120.64RdRd=15k0.6

9、4 0.25(UGSQ2)2UGSQ1=0.4(V)(不合理，舍去)UGSQ2=3.6(V)UGSQ=100.64RsRs=10k7.14电路如图 7.10 所示，已知FET 的 UT=3V、K=0.1mA/V2。现要求该电路中FET的 IDQ=1.6mA，试求 Rd的值应为多大？+VDD15VRdVT+VDD12VRdRd+VDD15VVTRg1.2MRgRS-VSS-10VVT图 7.8习题 7.12 图图 7.9习题 7.13 图图 7.10习题 7.14 图1.6=0.1(UGSQ3)2UGSQ1=7(V)UGSQ2=1(V)(不合理，舍去)UDSQ=UGSQ=7(V)UDSQ=151

10、.6RdRd=5k7.15电路如图 7.11所示，已知场效应管VT 的 UT=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)？VTRd5k15VRg1.2MVTRd5k20VRg1.2MRS2k1V(a)VT(b)VTRd5k12VRg1.2MRd3k12VRg1.2M3V3V(c)(d)图 7.11习题 7.15 图(a)截止(b)UDSQ=20VU(BR)DS，击穿(c)ID=K(UGS-UT)29=K(42)2K=2.25mA/V2UGSQ=3VIDQ=2

11、.25(32)2IDQ=2.25mA UDSQ=122.255=0.75(V)UGSQUT=1V处于恒流区7.16电路如图 7.12 所示，已知场效应管VT1的 IDSS=4mA、UP=5V；VT2的 K=0.16mA/V2、UT=3.5V；VT3的 IDSS=5mA、UP=4V；VT4的 IDSS=2mA、UP=2V。试分析这四个电路中的场效应管各工作在截止区、恒流区、可变电阻区中的哪个区。(a)UGSQ=2VIDQ=4(12/5)2=1.44mA UDSQ=101.443=5.68(V)UGSQUP=3V处于恒流区(b)UGSQ=2VUT，截止(c)UGSQ=0VIDQ=IDSS=5mA

12、UDSQ=10+53=5(V)由电路图可知UDSQIDSS处于可变电阻区(d)UGSQ=0V假设处于恒流区，则IDQ=IDSS=2mA UDSQ=10+23=4(V)UGSQUP=2V处于恒流区VT2VT1Rg1.2MRd3k10VRg1.2MRd3k10V2V2V(a)(b)VT4VT3Rg1.2MRd3k10VRg1.2MRd3k10V(c)(d)图 7.12习题 7.16 图7.17电路如图 7.13 所示(1)JFET 的 UP=8V，IDSS=16mA，确定电路Q 点的 IDQ和 UDSQ值。(2)将 VT 换成 UP=10V，IDSS=12mA 的 JFET，重新确定电路Q 点的

13、IDQ和 UDSQ值+10VRd2.2kC1uiVTRg1M-5VC2uo图 7.13习题 7.17 图(1)UGSQ=5VIDQ16(152)2.25mA8UDSQ=102.252.2=5.05V(2)UGSQ=5VIDQ12(152)3mA10UDSQ=1032.2=3.4V7.18图 7.14 所示场效应管工作于放大状态，rds忽略不计，电容对交流视为短路。跨导为gm1ms。（1）画出电路的交流小信号等效电路；（2）求电压放大倍数Au和源电压放大倍数Aus；（3）求输入电阻Ri和输出电阻Ro。图 7.14习题 7.18 电路图Rs+Rg3UgsRg2+gmUgs+UiUsRg1RiRdU

14、R1oRo(1)(2)Ri=Rg3+Rg2/Rg1=2+0.3/0.1=2.075(M)Ro=Rd=10kU gmRd110(3)Auo 3.3112Ui1 gmR1AusRi2.075 A3.3 3.3uRi Rs2.0750.0017.19电路如图 7.15 所示，场效应管的gm11.3ms，rds忽略不计。试求共漏电路的源电压增益Aus、输入电阻Ri和输出电阻Ro。图 7.15习题 7.19 电路图Rs+UgsRg2+gmUgs+RUoRoRg1UiUsRiRi=Rg2/Rg1=240/240=120(k)Ro=R/11=0.75/=79.211.3gmAuAusgmR11.30.75

15、0.8941 gmR111.30.75Ri1200.894 0.866AuRi Rs120 47.20源极输出器电路如图7.16 所示，已知场效应管在工作点上的互导gm 0.9ms，rds忽略不计，其他参数如图中所示。求电压增益Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro。Rg1300kC1GVTRg32MuiRg2100kR12kC2+VDD12Vuo图 7.16习题 7.20 电路图Rs+Rg3UgsRg2+gmUgs+UiUsRg1RiRUoRoRi=Rg3+Rg2/Rg1=2+0.3/0.1=2.075(M)Ro=R/11=12/=1.02k0.9gmgmR0.912 0.915Au1 gmR10

16、.9127.21放大电路如图 7.17 所示，已知场效应管的IDSS1.6mA，Up=4V，若要求场效应管静态时的UGSQ 1V，各电容均足够大。试求：（1）Rg1的阻值；（2）Au、Ri及Ro的值。图 7.17习题 7.21 电路图IDQ IDSS(1UGSQUP1)21.6(1)2 0.9mA4UGSQRg2Rg1 Rg2VDD IDQR1Rg1=1.2(M)gm 2 IDSSIDQUP 2 1.60.9 0.6ms 4+Rg3+RdRsUiUsRg1RiRg2UgsgmUgsRLUoRoRi=Rg3+Rg2/Rg1=2+0.05/1.2=2.048(M)Ro=Rd=10k g R/R 0

17、.610/10 3.0AumdL、Ri、Ro的值。(3)若 Cs开路，态工作点参数UGSQ、IDQ、UDSQ的值；(2)试求该电路的Au、Ri、Ro的值。重求Au7.22电路如图 7.18 所示，已知 FET 的 UP=1V，IDSS=1mA，(1)试求该电路的静(1)UGSQRg2Rg1 Rg2UGSQUPVDD IDQRs 0.9 IDQIDQ IDSS(1)21(1UGSQ)2UGSQ1=-2.97V(UP，不合理，故舍去)UGSQ2=0.03VUGSQ 0.03VI 0.93mADQUDSQ=VDDIDQ(Rd+Rs)=180.93(10+1)=7.77V(2)gm 2 IDSSIDQ

18、UP+2 10.931.93(ms)1Rg3+UiRg1RiRg2UgsgmUgsRdUoRoRi=Rg3+Rg2/Rg1=10+0.1/1.9=10.1(M)Ro=Rd=10k g R 1.9310 19.3Aumd(3)+Rg3+UgsRg2gmUgs+UiRg1RiRdURsoRoRi=Rg3+Rg2/Rg1=10+0.1/1.9=10.1(M)Ro=Rd=10k gmRd1.9310 6.59Au1 gmRs11.931、Ri、7.23电路如图 7.19 所示，已知 FET 在 Q 点处的跨导gm=2ms，试求该电路的AuRo的值。Rg11.9MC1Rd10kGVTRg310MuiRg20.1MRS1kCS10FuouiRg20.5MRS3kRL10kuo+VDD18VC2Rg12MC1VTC2+VDD20V图 7.18习题 7.22 电路图图 7.19习题 7.23 电路图+UgsRg1Rg2Rs+gmUgs+RLUiRiUoRoRi=Rg2/Rg1=2/0.5=0.4(M)Ro=Rs/11=3/=429()2gmgmRs/RL23/10 0.822Au1 gmRs/RL1 23/10