模电第3章场效应答案

13.1已知场效应管的输出特性或转移如题图3.1所示。试判别其类型，并说明各管子在∣UDS∣=10V时的饱和漏电流IDSS、夹断电压UGSOff（或开启电压UGSth）各为多少。解：图(a)：N沟耗尽型MOSFET，DSSI=2mA,3)th(GSUV。图(b)：P沟结型FET，DSSI=3mA,3)th(GSUV。图(c)：N沟增强型MOSFET，DSSI无意义，51.U)th(GSV。3.3已知各FET各极电压如题图3.3所示，并设各管的2)(thGSUV。试分别判别其工作状态（可变电阻区，恒流区，截止区或不能正常工作）。解：图(a)中，N沟增强型MOSFET，因为3GSUV2)th(GSUV，2GDUV2)th(GSUV，所以工作在恒流区。图(b)中,N沟耗尽型MOSFET，5GSUV2)th(GSUV，0GDUV2)th(GSUV，所以工作在可变电阻区。图(c)中，P沟增强型MOSFET，5GSUV2)th(GSUV，0GDUV2)th(GSUV，所以工作在恒流区。图（d）中，为N沟JFET，3GSUV2)th(GSUV，所以工作在截止区。(a)(b)(c)(d)D3VD5VD-5VD9V5VGS2VS0VS0VS0VG-3VuGS/ViD/mA12312312UDS=10V(a)uGS/ViD/mA12312312UDS=10V(b)34uDS/ViD/mA246851015204.5V4V3.5V3V2.5VUGS=2V(c)题图3.123.4电路如题图3.4所示。设FET参数为：3DSSImA，3)off(GSUV。当DR分别取下列两个数值时，判断场效应管是处在恒流区还是可变电阻区，并求恒流区中的电流DI。（1）kRD9.3。（2）kRD10。3.5在题图3.5（a）和（b）所示电路中。（1）已知JFET的5DSSImV，5)off(GSUV。试求DQI、GSQU和DSQU的值。（2）已知MOSFET的V.U,V/ALWC)th(GSoxn5210022。试求DQI、GSQU和DSQU的值。解(1)解得：VU,V.U,mA.IDSQGSQDQ62182(2)解得：V.U,V.U,A.IDSQGSQDQ975836167TRD1kRG1MRS4kUSS(-10V)(a)UDD(+10V)TC2RD30kR21MC1RS6k+Ui+UoR11.5M(b)UDD(+12V)UDD(+15V)RD+uiVRGC1C2+uoID题图3.4RIUUUUIIDSSGSoffGSGSDSSD2)(1DGSthGSGSDIUUUI68.41.02)(33.10放大电路如题图所示。已知2)(offGSUV，2DSSImA，gm=1.2ms，801V。1)求该电路的静态漏极电流和栅源电压。2）为保证工作在恒流区，试问电源电压UDD应取何值？3）画出低频微变等效电路。4）试着求器件的rds值，电路电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：（1）T为N沟JFET，所以2)(offGSVV，故可列出SDQGSQ)off(GSGSQDSSDQRIU)UU(II21联立解上述方程，可得)(23.5764.0不合题意而舍去mAImAIDQDQ（2）为保证JFET工作在恒流区，则应满足)(offGSGDQUU因为)()(offGSDSQGSQSDQGSQDSDQDDDSQUUURIURRIUU所以6.6DDU（V）（4）)mS(..IIU)UU(UIgDQDSS)off(GS)off(GSGSQ)off(GSDSSm23617640222212krds105764.080kk//r//RRMRR.||||.r||R||RgAdsDoGidsLDmu61056173105662361+UiTC1C2RD6kRL6kRS1kRG1MUDDCS+Uo题图3.10gmUgsrds+Ui+UgsRG+RDRLUo(b)(a)43.11放大电路如题图3.11所示，已知FET的参数：krmSgdsm100,5。电容对信号可视为短路。(1)画出该电路的交流通路(2)当)(sin20mVtui时，计算输出电压ou。解:(1)其交流通路如题图3.12所示(2))V(tsin.tsin.u.Aou6706703333.12题图3.12电路中JFET共源放大电路的元器件参数如下：在工作点上的管子跨gm=1mS，rds=200kΩ，R1=300kΩ，R2=100kΩ，R3=1MΩ，R4=10kΩ，R5=2kΩ，R6=2kΩ，试估算放大电路的电压增益、输入电阻、输出电阻。T+UsRSR1R2RDRL+Uo+Ui题图3.11(b)+us+uo+uiC1C2UDDR14MR210MRL10kRD20kRS(a)题图3.11KRRMRRRRRgRgAimLm10075.1//33.32111011402135u+UCC+-uOC2R3R5R6+-uiR1R2C1R4C353.13两级MOSFET阻容耦合放大电路如题图3.13所示。已知V1和V2的跨导gm=0.7mS，并设dsr，电容C1~C4对交流信号可视作短路。(1)试画出电路的低频小信号等效电路。(2)计算电路的电压放大倍数Au和输入电阻Ri。(3)如将RG1的接地端改接到R1和R2的连接点，试问输入电阻Ri为多少?解:(1)低频小信号等效电路如题图3.13(b)所示(2)MRR.RRRgRRRgRgRgAGiGmGmmmu131111122122143(3)由题图5.17(c)所示电路可求得（略去RG2）MRgRRRgRRRRgRivRvgRvgiRivmGmGimGggsgsmgsmgGgi08.31)(1)(12112111111211+UiC1RG11MV1V2C2C3C4R12kR25.1kRG21MR41kR333kR510kUDD+Uo题图3.13(a)+Ugs1+Ugs2+Ui+UoRG1R1R2RG2R4R3gmUgs2gmUgs1(b)+Ugs1R1R2gmUgs1isRG1+Ui(c)题图3.13Uo+题图3.10CSUDDRG1MRS1kRL6kRD6kC2C1TUi+(b)UoRLRD+RGUgs+Ui+rdsgmUgs(a)