第3章场效应管放大电路习题答案

第3章场效应管放大电路
3-1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。

（1）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R GS 大的特点。

（⨯）
（2）若耗尽型N沟道MOS管的U GS大于零，则其输入电阻会明显变小。

（⨯）
3-2选择正确答案填入空内。

（1）U GS＝0V时，不能够工作在恒流区的场效应管有 B 。

A. 结型管
B. 增强型MOS管
C. 耗尽型MOS管
（2）当场效应管的漏极直流电流I D从2mA变为4mA时，它的低频跨导g m将A。

A.增大
B.不变
C.减小
3-3改正图P3-3所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波电压。

要求保留电路的共源接法。

图P3-3
解：（a）源极加电阻R S。

（b）漏极加电阻R D。

（c）输入端加耦合电容。

（d）在R g支路加－V G G，＋V D D改为－V D D
改正电路如解图P3-3所示。

解图P3-3
3-4已知图P3-4(a)所示电路中场效应管的转移特性和输出特性分别如图（b）(c)所示。

A 、R i和R o。

（1）利用图解法求解Q点；（2）利用等效电路法求解
u
图P3-4
解：（1）在转移特性中作直线u G S ＝－i D R S ，与转移特性的交点即为Q 点；读出坐标值，得出I D Q ＝1m A ，U G S Q ＝－2V 。

如解图P3-4（a ）所示。

解图P3-4
在输出特性中作直流负载线u D S ＝V D D －i D （R D ＋R S ），与U G S Q ＝－2V 的那条输出特性曲线的交点为Q 点，U D SQ ≈3V 。

如解图P3-4（b ）所示。

（2）首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。

mA/V 12DQ DSS GS(off)
GS
D
m DS
=-=
∂∂=
I I U u i g U
Ω
==Ω==-=-=k 5
M 1 5D o i D
m R R R R R g A g u
3-5 已知图P3-5（a ）所示电路中场效应管的转移特性如图（b ）所示。

求解
电路的Q 点和u
A 。

图P3-5
解：（1）求Q 点：
根据电路图可知， U G SQ ＝V G G ＝3V 。

从转移特性查得，当U G SQ ＝3V 时的漏极电流 I D Q ＝1m A
因此管压降 U D SQ ＝V D D －I D Q R D ＝5V 。

（2）求电压放大倍数：
20V
mA 22D
m DO DQ GS(th)
m -=-===
R g A I I U g u
3-6电路如图3-6所示，已知场效应管
的低频跨导为g m ，试写出u
A 、R i 和R o 的表达式。

图P3-6
解：u
A 、R i 和R o 的表达式分别为 D
o 2
13i L
D )(R R R R R R R R g A m u =+=-=∥∥
3-7 电路如图3-7所示。

已知V DD =12V ，GG V =2V ，R G =100k Ω，R D =1k Ω, 场效应管T 的 I DSS =8mA 、U GS(off)=－4V 。

求该管子的I DQ 及静态工作点处的g m 值。

图P3-7 解：
DQ I =2mA m g =2ms
3-8已知某种场效应管的参数为U GS(th)=2V ，U (BR)GS =30V, U (BR)DS =15V ，当U GS =4V 、 U DS =5V 时，管子的I DQ =9mA 。

现用这种管子接成如图p3-8所示的四种电 路，电路中的R G =100k Ω， R D1=5.1K Ω，R D2=3.3k Ω，R D3=2.2k Ω，R S =1k Ω。

试问各电路中的管子各工作于：放大、截止、可变电阻、击穿四种状态中的哪一种？
图P3-8
解：先求场效应管的x 值。

由已知的
GS U ＝4v
时
DQ I ＝9mA
及
()GS th U ＝2v ，代人公式2()[]D GS GS th i K u U =-，可求得
K ＝2.25mA ／2
V .
图(a)管子击穿.图(b )管子击穿 图(c )可变电阻区 图（d ）放大区
3-9在图p3-9所示的四种电路中，R G 均为100 k Ω，R D 均为3.3k Ω，V DD =10V ，GG V =2V 。

又已知：T 1的I DSS =3mA 、U GS(off)=－5V ；T 2的U GS(th)=3V ；T 3的I DSS =－6mA 、U GS(off)=4V ；T 4的I DSS =－2mA 、U GS(off)=2V 。

试分析各电路中的场效应管工作于放大区、截止区、可变电阻区中的哪一个工作区？
图P3-9
解：图a T 1为N 沟道JF ET ，由图可知T 1工作于放大区
图b T 2工作于截止状态 图c 工作于可变电阻区 图d 工作于放大区
3-10 试判断图p3-10所示的四种电路中，哪个（或哪几个）电路具有电压放大作用。

图P3-10
解d
3-11 电路如图3-11所示。

其中－V DD =－20V ，R G =1M Ω， R D =10k Ω, U GSQ =2V ，管子的I DSS =－2mA 、U GS(off)=4V ，各电容器的电容量均足够大。

试求： (a) I DQ 及R S1的数值;
(b) 为使管子能工作于恒流区，R S2不能超过什么值。

解：（a ） DQ I =-0.5mA 14S R K =Ω
(b) 222S R K <Ω
3-12 电路如图3-12所示。

已知V DD =30V ，R G1=R G2=1M Ω， R D =10k Ω，管子的U GS(th)=3V ，且当U GS =5V 时I D 为0.8mA 。

试求管子的U GSQ 、I DQ 、U DSQ 。

解： 1.8DQ I mA = 12DSQ U V = G S Q
U =6V 3-13电路如图3-13所示。

已知－V DD =－40V ，R G =1M Ω，R D =12k Ω，R S =1k Ω，场效应管的I DSS =－6mA 、U GS(off)=6V 、r ds >>R D ，各电容器的电容量均足够大。

试求： (a) 电路静态时的I DQ 、U GSQ 、U DQ 值； (b) 电路的A u 、R i 、R o 值。

解（a ） 2.3DQ I mA =- 12.4DQ U V =- 10.1D S Q U V =-
(b) 14.9112u i o A R M R k =-=Ω=Ω 3-14电路如图3-14所示。

其中R G =1.1M Ω，R S =10k Ω，场效应管的g m =0.9mS 、 r ds 可以忽略，各电容器的电容量均足够大，电源电压V DD 的大小已足以保证管子能工作于恒流区。

试求A u 、R i 和R o 的值。

解：0.9 1.11u i o A R M R k ==Ω=Ω
图P3-11 图P3-12
图P3-13 图P3-14
3-15 在图3-15所示的电路中，R D = R S =5.1k Ω，R G2=1M Ω, V DD =24V ，场效应管的I DSS =2.4mA 、U GS(off)=－6V ，各电容器的电容量均足够大。

若要求管子的U GSQ =1.8V ，求： (a) 1G R 的数值; (b)
DQ I 的值;
(c)
11o u i U A U =
及22o u i
U
A U = 的值。

解: (a)1 4.7G R M =Ω (b) 1.18DQ I mA = (c) 11o u i U A U =
=0.74 22o u i
U
A U ==-0.74
图P3-15 图P3-16
3-16 电路如图3-16所示。

设场效应管的跨导为g m ，r ds 的影响必须考虑，各电容器的电容量均足够大。

试求该电路输出电阻R o 的表达式。

解：//'//['(1')]O D O D S ds m S R R R R R r g R ==++
3-17 电路如图3-17所示。

已知电路中的R G =1M Ω， R D =10k Ω，R S =2k Ω，负载电阻R L =4k Ω，负载电容C L =1000pF ，场效应管的C gs 、C gd 、C ds 和r ds 的影响均可以忽略。

试求该电路的上限截止频率f H 。

图P3-17
解：
1
55.72(//)H D L L
f kHz R R C π=
=。