电工学(下册)电子技术基础第4章习题解答

电工学（下册）电子技术基础第4章习题解答第4章场效应管放大电路与
功率放大电路
4.1图4.1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/mA-iD/mA321-10iD/mA1-32uGS/V-3-2-10uGS/V(a)-4-
20uGS/V(b)(c)
图4.1习题4.1图
解：(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。

4.2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。

解：(1)N沟道；
UGS3)10(1)3.9(mA)UP8U3(3)IDIDSS(1GS)10(1)18.9(mA)
UP8(2)IDIDSS(14.3画出下列FET的转移特性曲线。

(1)UP=－6V，IDSS=1mA的MOSFET；(2)UT=8V，K=0.2mA/V2的MOSFET。

解：
iD/mA1iD/mA3.2－6(1)
ouGS/V(2)
o812uGS/V
4.4试在具有四象限的直角坐标上分别画出4种类型MOSFET的转移
特性示意图，并标明各自的开启电压或夹断电压。

解：
iD耗尽型N沟道增强型N沟道UPoUTUTUPuGS
4.5判断图4.2所示各电路是否有可能正常放大正弦信号。

解：(a)能放大
增强型耗尽型P沟道P沟道(b)不能放大，增强型不能用自给偏压(c)能放大
1，可增加Rd，并改为共源放大，（d）不能放大，增强型不能用自
给偏压。

共漏Au将管子改为耗尽型，改电源极性。

图4.2习题4.5电路图
4.6电路如图4.3所示，MOSFET的Uth=2V，Kn=50mA/V2，确定电路Q 点的IDQ和UDSQ值。

解：UGSQRg2Rg1Rg2VDD15243.13(V)
10015
IDQKn(UGSQUth)250(3.132)263.9(mA)UDSQVDDIDQRd2463.90.211.2(V) +VDD12V+VDD24V+VDD-
9VRd1.0kΩVTRd560ΩVTRg1100kΩRd200ΩVTRgRg215kΩ10MΩ10MΩRg
(a)(b)
图4.3习题4.6电路图图4.4习题4.7电路图
4.7试求图4.4所示每个电路的UDS，已知|IDSS|=8mA。

解：(a)UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=8(mA)UDSQ=VDD－IDQRd=12－8某
1=4(V)(b)UGSQ=0(V)IDQ=IDSS=－8(mA)
UDSQ=VDD－IDQRd=－9+8某0.56=－4.52(V)
4.8电路如图4.5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Kn和Uth的值；(2)Rd和RS的值应各取多大？解：（1）
ID=Kn(UGS-Uth)2
2.25=Kn(5-UTh)20.25=Kn(3-Uth)2→Uth1=
3.5(V)(不合理，舍去)，Uth2=2(V)求得：Kn=0.25mA/V2，Uth=2V
（2）VDQ=VDD-IDQ·Rd2.4=12－0.64Rd→Rd=15kΩ
0.640.25(UGSQ2)2→UGSQ1=0.4(V)(不合理，舍去)UGSQ2=3.6(V)
UGSQ=10－0.64·R∴R=10kΩ
4.9电路如图4.6所示，已知FET的Uth=3V、Kn=0.1mA/V2。

现要求
该电路中FET的IDQ=1.6mA，试求Rd的值应为多大？
+VDD12VRdRd+VDD15VVTRg1.2MΩRS-VSS-10VVT
图4.5习题4.8图图4.6习题4.9图
解：1.6=0.1(UGSQ－3)2∴UGSQ1=7(V)UGSQ2=－1(V)(不合理，舍
去)UDSQ=UGSQ=7(V)UDSQ=15－1.6某Rd∴Rd=5kΩ
4.10电路如图4.7所示，已知场效应管VT的Uth=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)？
VTRd5kΩ15VRg1.2MΩVTRd5kΩ20VRg1.2MΩRS2kΩ1V(a)VT(b)VTRd5k
Ω12VRg1.2MΩRd3kΩ12VRg1.2MΩ3V3V(c)(d)
图4.7习题4.10图
解：(a)截止
(b)UDSQ=20V>U(BR)DS，击穿
(c)ID=Kn(UGS-Uth)29=Kn(4－2)2∴Kn=2.25mA/V2UGSQ=3VIDQ=2.25(3
－2)2∴IDQ=2.25mA→UDSQ=12－2.25某5=0.75(V)
(d)UDSQ=12－2.25某3=5.25(V)>UGSQ－Uth=1V
∴处于恒流区
4.11图4.8所示场效应管工作于放大状态，rd忽略不计，电容对交
流视为短路。

跨导为gm1m。

（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Au；（3）求输入电阻Ri和输出电
阻Ro。

图4.8习题4.11电路图
解：
R+Rg3Ug－Rg2+gmUg+UiURg1－RiRdUR1o－Ro
(2)Ri=Rg3+Rg2//Rg1=2+0.3//0.1=2.075(MΩ)Ro=Rd=10kΩ
UgmRd110(3)Auo3.3
112Ui1gmR12.075RiAA3.33.3uuRiR2.0750.001、4.12电路如图4.9所示，已知FET在Q点处的跨导gm=2mS，λ=0，试求该电路的AuRi、Ro 的值。

Rg12MΩC1VTC2+VDD20VuiRg20.5MΩRS3kΩRL10kΩuo。