第3章《自测题、习题》参考答案

18 第3章 自测题与习题参考答案

第3章 场效应管及其基本放大电路

自测题

3.1填空题

1．按照结构，场效应管可分为 。它属于 型器件，其最大的优点是 。

2．在使用场效应管时，由于结型场效应管结构是对称的，所以 极和 极可互换。MOS管中如果衬底在管内不与 极预先接在一起，则 极和 极也可互换。

3．当场效应管工作于线性区时，其漏极电流iD只受电压 的控制，而与电压 几乎无关。耗尽型iD的表达式为 ，增强型iD的表达式为 。

4．某耗尽型MOS管的转移曲线如题3.1.4图所示，由图可知该管的IDSS? ，Up? 。

5．一个结型场效应管的电流方程为

2

?U?ID?16??1?GS?mA，则该管的IDSS? ，

4??Up? ；当uGS?0时的gm? 。

6．N沟道结型场效应管工作于放大状态时，要求

题3.1.4图

0?uGS? ，uDS? ；而N沟道增强型MOS管工作于放大状态时，要

求uGS? ，uDS? 。

7．耗尽型场效应管可采用 偏压电路，增强型场效应管只能采用 偏置电路。

8．在共源放大电路中，若源极电阻Rs增大，则该电路的漏极电流ID ，跨导gm ，电压放大倍数 。

9．源极跟随器的输出电阻与 和 有关。

答案：1．结型和绝缘栅型，电压控制，输入电阻高。2．漏，源，源，漏，源。

模拟电子技术基础 19

22?u??u?3．uGS，uDS，iD?IDSS?1?GS?，iD?IDO?GS?1?。4．4mA，?3V。5．16mA，

?UT??UP?4V，8ms。6．Up，uGS?Up，UT，uGS?UT。7．自给，分压式。8．减小，减小，减小。9．gm，Rs。 3.2选择题

1．P沟道结型场效应管中的载流子是 。

A．自由电子； B．空穴； C．电子和空穴； D．带电离子。

2．对于结型场效应管，如果|UGS|?|Up|，那么管子一定工作于 。 A．可变电阻区； B．饱和区； C．截止区； D．击穿区。 3．与晶体管相比，场效应管 。

A．输入电阻小； B．制作工艺复杂； C．不便于集成； D．放大能力弱 4．工作在恒流状态下的场效应管，关于其跨导gm，下列说法正确的是 。

2A．gm与IDQ成正比； B．gm与UGS成正比；

C．gm与UDS成正比； D．gm与IDQ成正比。 5．P沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是 。 A．uGS?UT，uDS?uGS?UT；B．uGS?UT，uDS?uGS?UT ； C．uGS?UT，uDS?uGS?UT；D．uGS?UT，uDS?uGS?UT。

6．某场效应管的IDSS为6mA，而IDQ自漏极流出，大小为8mA，则该管是 。 A．P沟道结型管； B．增强型PMOS管； C．耗尽型PMOS管； D．N沟道结型管； E．增强型NMOS管； F．耗尽型NMOS管。

7．增强型PMOS管工作在放大状态时，其栅源电压 ；耗尽型PMOS管工作在放大状态时，其栅源电压 。

A．只能为正； B．只能为负； C．可正可负； D．任意。 8．UGS?0V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。

9．分压式偏置电路中的栅极电阻Rg一般阻值很大，这是为了 。 A．设置静态工作点； B．提高输入电阻； C．提高放大倍数。

答案：1．B。2．C。3．D。4．D。5．B。6．C。7．B、D。8．A、C。9．B。 3.3判断题

20 第3章 自测题与习题参考答案

1．对于结型场效应管，栅源极之间的PN结必须正偏。（ ）

2．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，才能保证其RGS大的特点。（ ）

3．增强型MOS场效应管由于预先在SiO2绝缘层中掺入了大量正离子，因此存在原始的导电沟道。（ ）

4．若耗尽型NMOS管的UGS大于零，则其输入电阻会明显变小。（ ） 5．反映场效应管放大能力的一个重要参数是跨导。（ ） 6．增强型场效应管，iD?0的必要条件是UGS?UT。（ ）

7．场效应管的热稳定性比晶体管好的原因是场效应管的多数载流子不参与导电。（ ）

8．场效应管的突出优点是具有特别高的输出电阻。（ ）

9．各种场效应管焊接时，都应先将三个电极短接，用电烙铁的余热焊接。焊好后，再将短路线拆除。（ ）

答案：2、5、6对；1、3、4、7、8、9错。

习题

3.1 题3.1图示出了四个场效应管的转移特性，其中漏极电流的方向是它的实际方向。试判断它们各是什么类型的场效应管，并写出各曲线与坐标轴交点的名称及数值。

（a） （b） （c） （d）

题3.1图

UP??2V，IDSS?2mA；UP?2V，解：图（a）为N?DMOS，图（b）为P?JFET，IDSS?3mA；图（c）为P?DMOS，UP?2V，IDSS?2mA；图（d）为N?EMOS，UT?1V。

3.2 题3.2图示出了四个场效应管的输出特性。试说明曲线对应何种类型的场效

应管，并根据各图中输出特性曲线上的标定值确定Up、UT及IDSS数值。

模拟电子技术基础 21

（a） （b） （c） （d）

题3.2图

解：图（a）为N?EMOS，UT?3V；图（b）为P?EMOS，UT??2V；图(c)为P?DMOS，UP?2V，IDSS??2mA；图（d）为N?DMOS，UP??3V，

IDSS?3mA。

3.3试分别画出题3.2图所示各输出特性曲线对应的转移特性曲线。 解：

3.4在题3.4图所示的场效应管放大电路中，设UT?4V，IDO?10mA。VDD?18V，

Rg?2MΩ，Rg1?150kΩ，Rg2?160kΩ，Rd?10kΩ，Rs1?1kΩ，Rs2?10kΩ，RL?10kΩ。试计算（1）静态工作点IDQ、UGSQ、

?。 （2）Ri、Ro；（3）AUDSQ；u题3.4图

解：（1）

Rg2?160U?V?I(R?R)=?18?11IDQ?9.29?11IDQ ?GSQDDDQs1s2R?R150?160g1g2??22?UGSQ??UGSQ???IDQ?IDO?U?1??10??4?1????T??22 第3章 自测题与习题参考答案

解得：IDQ1?0.57mA，IDQ2?0.41mA，UGSQ1?3.02V（舍去），UGSQ2?4.78V 故静态漏极电流IDQ?0.41mA，UGSQ?4.78V

UDSQ?VDD?IDQ(Rd?Rs1?Rs2)?18?0.41?(10?1?10)?9.39V

（2）Ri?Rg?Rg1//Rg2?2?150?10?3//160?10?3?2.08MΩ

Ro?Rd?10kΩ

（3）gm??2?10?4.78?2IDO?UGSQ?1?1??0.98mA/V ????UT?UT4?4?????gm(Rd//RL)??0.98?(10//10)??2.47 Au1?gmRs11?0.98?1

3.5 带有源极电容Cs的场效应管放大电路如图3.2.2（a）所示。设VDD?18V，

Rg?10MΩ，Rg1?2.2MΩ，Rg2?51kΩ，Rd?33kΩ，Rs?2kΩ，已知场效应管?；的gm?2mA/V，各电容都足够大，试求：（1）中频电压放大倍数Au（2）若接上?；负载电阻RL?100kΩ，求中频电压放大倍数A（4）u（3）求输入电阻和输出电阻；

?|下降到原来的百分之几？ 若Cs开路，问接RL后的|Au???gR??2?33??66 解：（1）Aumd???g(R//R)??2?(33//100)??49.62 （2）AumdL（3）Ri?Rg?Rg1//Rg2?10?106?(2.2?106)//(51?103)?10.05MΩ

Ro?Rd?33kΩ

??AA??gmRLuu??，即下降到原来的??（4）若Cs开路，Au???0.2Au1?gmRs1?2?2520%。

3.6在题3.6图所示的场效应管放大电路中，设

UGSQ??2V，VDD?20V，Rg?1MΩ，Rd?10kΩ；

管子参数IDSS?4mA，Up??4V。（1）求电阻R1和静态电流IDQ；（2）保证静态UDSQ?4V时R2的值；

?。 （3）计算Au

模拟电子技术基础 23

2?u?解：（1）由转移曲线方程iD?IDSS?1?GS?得

?UP?IDQ?UGSQ???2??IDSS?1???4??1???1mA，

UP???4??UGSQIDQ???2?2kΩ 122由UGSQ??IDQR1得R1??（2）由UDSQ?VDD?IDQ(Rd?R1?R2)得

R2?VDD?UDSQIDQ?(Rd?R1)?20?4?(10?2)?4kΩ 1（3）gm??2IDSS?UGSQ?2?4??2?1?????1???1mA/V ??UP?UP??4??4????AugmRd1?10????1.43

1?gm(R1?R2)1?1?(2?4)

3.7在题3.7图所示的场效应管放大电路中，设Up??3V，IDSS?3mA。VDD?20V，

Rg?1MΩ，Rd?12kΩ，Rs1?Rs2?500Ω。试?和A?；计算（1）静态工作点；（2）Au1u2（3）Ri、Ro1和Ro2。

解：（1）

22??UGSQ??UGSQ??IDQ?IDSS?1???3??1??U?3?解方程得 ??P????UGSQ??IDQ(Rs1?Rs2)??IDQ(500?500)IDQ1?1.15mA，IDQ2?7.86mA（舍去）

UGSQ??IDQ(Rs1?Rs2)??1.15?10?3?(500?500)??1.15V UDSQ?VDD?IDQ(Rd?Rs1?Rs2)?20?1.15?(12?0.5?0.5)?5.05V 2IDSS?UGSQ?2?3??1.15?（2）gm????1??1??????1.24mA/V

UP?UP??3??3????gmRd??1.24?12??9.19 Au11?gmRs11?1.24?0.524 第3章 自测题与习题参考答案

??gmRs1?1.24?0.5?0.38 Au21?gmRs11?1.24?0.5（3）Ri?Rg?1MΩ

Ro1?Rd?12kΩ Ro2?Rs1//11?0.5//?0.31kΩ gm1.24

3.8 在题3.8图所示的场效应管放大电路中，设Up??4V，IDSS?2mA。VDD?15V，

Rg?1MΩ，Rs?8kΩ，RL?1MΩ。试计算（1）?。 静态工作点；（2）Ri和Ro；（3）Au解：（1）

22??UGSQ??UGSQ??IDQ?IDSS?1???2??1??解方程得

U?4???P????UGSQ??IDQRs??IDQ?8题3.8图

IDQ1?0.82mA，IDQ2?0.31mA

UGSQ1??IDQ1Rs??0.82?8??6.56V（舍去） UGSQ2??IDQ2Rs??0.31?8??2.48V UDSQ?VDD?IDQRs?15?0.31?8?12.52V

所以静态工作点为IDQ?0.31mA，UGSQ??2.48V，UDSQ?12.52V。 （2）gm??2IDSS?UGSQ?2?2??2.48???1??1??????0.38mA/V

UP?UP??4??4?Ri?Rg?1MΩ Ro?Rs//??（3）Au11?8//?1.98kΩ gm0.38gmRs0.38?8??0.75

1?gmRs1?0.38?8

3.9如图3.2.3（a）所示的场效应管放大电路中，设VDD?20V，Rg?1MΩ，

Rg1?2MΩ，Rg2?500kΩ，Rs?10kΩ，RL?10kΩ。且UGSQ，??0.2V模拟电子技术基础 25

?、R和R。 （2）Agm?1.2mA?mV。试计算（1）静态值IDQ、UDSQ；iou解：（1）由UGSQ?Rg2Rg1?Rg2VDD?IDQRs得

IDQ?1?1?Rg2500???VDD?UGSQ?????20?0.2??0.42mA

?10?2000?500Rs???Rg1?Rg2?UDSQ?VDD?IDQRs?20?0.42?10?15.8V ?Ugm(Rs//RL)1.2?(10//10)?（2）Au?o???0.86

?1?g(R//R)1?1.2?(10//10)UimsLRi?Rg?Rg1//Rg2?1?2//0.5?1.4MΩ Ro?Rs//11?10//?0.77kΩ gm1.2

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