模擬電子電路B模電課后習(xí)題答案（第1-8章）模電課后習(xí)題答案（第1-8章）-第3章場(chǎng)效應(yīng)答案

習(xí)題答案

3.1已知場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性或轉(zhuǎn)移如題圖3.1所示。試判別其類型，并說明各管子在IUDS

I=10V時(shí)的飽和漏電流IDSS、夾斷電壓UGSOIT（或開啟電壓UGSth）各為多少。

題圖3.1(c)

解：FET有JFET和MOSFET,JFET有P溝只能為正）和N溝（UGS只能為負(fù)）

之分。MOSFET中有耗盡型P溝和N溝（UGS可為正、零或負(fù)），增強(qiáng)型P溝（UGS只能為

負(fù)）和N溝（UGS只能為正）。

圖（a）：N溝耗盡型MOSFET,/DSS=2mA,t/CSf/A）=-3Vo

圖（b）：P溝結(jié)型FET,〃ss=3mA,UGS（f/l）=3Vo

圖（C）：N溝增強(qiáng)型MOSFET,IDSS無意義，^GSfczr|I/ffDf=L5

3.2已知某JFET的3ss=10mA,UGSoff=-4V,試定性畫出它的轉(zhuǎn)移特性曲線，并用平方律電

流方程求出UGS=-2V時(shí)的跨導(dǎo)gm，

解：（1）轉(zhuǎn)移特性如下圖所示。

二-4V0

求UGS=-2丫時(shí)的g〃,.因?yàn)?/p>

；_//I〃GS\2

lD-[DSS(—YJ)

UGS哂

故=獸=

d^GSUGSojf^GScff

^112(l--)=5xl=2.5("2A/V)

(-4)42

3.3已知各FET各極電壓如題圖3.3所示，并設(shè)各管的UGS（㈣=2V,試分別判別其工作狀

態(tài)（可變電阻區(qū)，恒流區(qū)，截止區(qū)或不能正常工作）。

題圖3.3

解：圖（a）中，N溝增強(qiáng)型MOSFET,因?yàn)椤℅S=3V>6^$附=2V,

UGD=-2N=U（iS（,h）=2N,所以工作在恒流區(qū)。

圖（b）中，N溝耗盡型MOSFET,UGS=5V>UGS（lh）=-2V,

UGD=0V>UG”"=—2V,所以工作在可變電阻區(qū)。

圖（c）中，P溝增強(qiáng)型MOSFET,UGS=-5V<UGS（lhf=-2V,

UGD=0V>UGS（”“=-2V，所以工作在恒流區(qū)。

圖（d）中，為N溝JFET,UGS=-3y/<UGS（lh）=-2V,所以工作在截止區(qū)。

3.4電路如題圖3.4所示。設(shè)FET參數(shù)為：IDSS=3mA,。。腎西）=-3V。當(dāng)R。分別取下

列兩個(gè)數(shù)值時(shí)，判斷場(chǎng)效應(yīng)管是處在恒流區(qū)還是可變電阻區(qū)，并求恒流區(qū)中的電流

(1)RD=3.90°(2)%=10曲。

UDD(+15V)

3.5在題圖3.5(a)和(b)所小電路中。

(1)已知JFET的，DSS=5mV，=-5VO試求UGSQ和UKQ的

值。

(2)已知MOSFET的4%=]00MN?=2.5V。試求IDQ、UGSQ

2L

和U/)SQ的值。

=6V

解得：IDQ=2.SmA,UGSQ=-L2V,UDSQ

(2)

ID=0.GS—UGS(lh)

〔UGS=4.8-6〃

解得：IDQ=167.6/zA,UGSQ?-3.8V,U/)s。=5.97V

3.6已知場(chǎng)效應(yīng)管電路如題圖3.6所示。設(shè)MOSFET的〃“。砧W/2L=80必/已，

UGS他）=1-5V，忽略溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)。

（1）試求漏極電流/“，場(chǎng)效應(yīng)管的UGSQ和URQ。

（2）畫出電路的低頻小信號(hào)等效電路，并求參數(shù)g,”的值。

解：（1）設(shè)電路工作在飽和區(qū)，則

=E￡^L(fjGSQ_[jGs(ihy=80X10-6(UGSQ一1.5》

3

%SQ=%R%-幾4=10**~lDQxIO

G1G2*

聯(lián)立上式求解得

IDQ=0.375mA

UGSQ=3.625V

UDSQ=5.875V

UGSQ=3-625>UGS(lh)=1.5V

UVV

GDQ=GSQ-DSQ=3.625V-5.875V=-2.25V<UGS(lh)

可見符合工作在恒流區(qū)的假設(shè)條件。

(2)低頻小信號(hào)等效電路如圖(b)所示。

HCW

g,“=2%-(UGS-UG5(lh))=340m

3.7場(chǎng)效應(yīng)管電路如題圖3.7所示。設(shè)MOSFET的幺祟1=500必/丫2,⑼=3V。試

求（分別為2k。和10k。時(shí)U0的值。

解：Rs=2kQ時(shí),

[D=~(%s一^GS(ih)「

YGS=uDD-1i)R0

可得=2mA,=4V(舍去ID=4.5mA)

Rs=10kO時(shí)，計(jì)算得到I。=0-5mA,Uo=5V

3.8FET放大電路如題圖3.8所示。圖中器件相同，和相同符號(hào)的電阻相等，各電容對(duì)

交流信號(hào)可視為短路。

(0

題圖3.8

(1)說明各電路的電路組態(tài)。

(2)畫出個(gè)電路的低頻小信號(hào)等效電路。

(3)寫出三個(gè)電路中最小增益A“，最小輸入電阻4和最小輸出電阻R,的表達(dá)式。

解：(1)圖3.8(a)是共源放大電路，圖3.8(b)是共漏放大電路，圖3.8(c)是共柵放

大電路。

(2)與圖(a)、(b)和(c)相對(duì)應(yīng)的小信號(hào)等效電路如圖3.8(d)、(e)和(f)所示

(3)由圖3.8可見，各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相同，所以g”,值相等。電壓放大倍數(shù)最

氏〃以

小的是共漏放大器，由3.8(e)可求得凡

輸入電阻最小的是共柵放大器。如不考慮〃，由圖(力可得叫=&〃」一；如考慮

gm

且滿足以》「一，則Rj=&〃

gmg，〃入一

輸出電阻的是共漏放大器，由圖(e)可得&=〃〃‘一〃/＜。

gm

3.9畫出題圖3.9所示電路的直流通路和交流通路。

解:

(c)

題圖3.9

3.10放大電路如題圖3.7所示。己知〔UGSSJ=2V,IDSS=2mA,助產(chǎn)L2ms,；=80V。

(1)試求該電路的靜態(tài)漏極電流和柵源電壓UGSQ。

(2)為保證JFET工作在恒流區(qū)，試問電源電壓應(yīng)取何值？

(3)畫出低頻小信號(hào)等效電路。

(4)試求器件的么值，電路的4“、鳥和

解：(1)T為N溝JFET,所以%5(嫄)=—2V,故可列出

1〃。=小(1-苧”,

?UGS(off)

VGSQ=-【DQ'Rs

聯(lián)立解上述方程，可得

IDQ=0.764mA

[/”=5.23梯(不合題意而舍去)

(2)為保證JFET工作在恒流區(qū)，則應(yīng)滿足

UGDQ>UGS(硝)答案有錯(cuò)吧，明明是可變電阻區(qū)條件

因?yàn)?/p>

UDSQ=UDD~^DQ(Rs+RD)>-攵出-等丁

-0.764x7>-0.764+2

UDD減去RD和RS上的電壓

所以

U”>1.23+0.764x7=6.6(V)

如果考慮一定的輸出電壓動(dòng)態(tài)范圍，可取10~12V。

<3)低頻小信號(hào)等效電路如圖3.10(b)所示。

(4)

gm=一-)=/DSS【DQ

UGS(off)UGS(off)UGS(uff)

o________

=72x0.764=1.236(^5)

—2

on

rd5=_2r-?l()5m類似于三極管的RCE,RDS等于厄爾利電壓

0.764

處于靜態(tài)漏極電流，RCE是除以靜態(tài)集電極電流

4=-^,^II^II</.V=-1.236X6||6||105?-3.7

&=RG=1MQ

R。=RD〃%=6〃\。5gx6心

3.11放大電路如題圖3.11所示，已知FET的參數(shù)：g,”=5切5,么=1000.電容對(duì)信號(hào)

可視為短路。

(1)畫出該電路的交流通路

(2)當(dāng)％=20sin。/(mV)時(shí)，計(jì)算輸出電壓露。

解:(1)其交流通路如題圖3.12所示

(b)題圖3.11

4?-33.3

uo=-0.67sincot=0.67sin[cot+7丫VJ

3.12題圖3.12電路中JFET共源放大電路的元器件參數(shù)如下:在工作點(diǎn)上的管子跨gm=lrnS,

rds=200kQ,Ri=300kdR2=100kQ,R3=1MQ,R4=10kQ,R5=2kQ,R6=2kQ,試估算放大

電路的電壓增益、輸入電阻、輸出電阻。

題圖3.12