模电习题二-2(答案)

习题二
2.16 已知一N 沟道JFET 的夹断电压U GS (off) = —4 V ，饱和漏极电流I DSS = 4mA ，试估算： (1) 若U GS = 0，漏极电流为多少？ (2)若U GS = —1 V ，I D 和g m 各是多少?
解：(1) 若U GS = 0，漏极电流为饱和漏极电流I DSS = 4mA (2) U GS = —1 V ，
)
(5.12
)(25.2)4
1
1(4)1)
22)ms I I U g mA U U I I D DSS off GS m off GS GS
DSS D =-
=∴=-⨯=-=（（（
2.17 场效应管放大电路如图题2.17所示，电路参数如图所示。

FET 在工作点上的互导
g m = 1ms , (1)画出微变等效电路; (2) 试 计算 u
A 、R i 、R o;。

U +
U +o
图题2.17
图题2.18
解：（1
）微变等效电路如图所示。

.
微变等效电路
（2）u A .
=－g m R D =－1ms ×30K=－30
R i ≈R G =10M Ω
R o ≈R D =30K Ω
2.18 由JFET 组成的放大电路如图题2.18所示，夹断电压V U off GS 5)(-=，mA I DSS 4=， 试求：（1）静态工作点D I ，GS U 和DS U ；
（2）电压增益u A ； （3）输入电阻i R 和输出电阻O
R 。

解 （1） 该自给偏压放大电路
D S GS I R U -= （1）
)(S d D DD DS R R I U U +-= （2）
2
)()1(o f f
GS GS DSS D U U I I -
= （3）
由（1）（2）（3）公式代入数据计算得到
mA I D 9.0=
V
U DS 7.16=
V
U GS 7.2-=
（2）
L
D L R R R //='
4.3-='-=L
m U R g A （3）
Ω==M R R g i 1
Ω==K R R d 1.50
2.19 图题 2.19示所示电路中FET 的I DSS = 5 mA ，U GS (off) = -4 V ，Ω=k R G 911，
Ω=k R G 102,Ω=k R G 5103,Ω=k R D 3,Ω=k R S 2，V U DD 10=,Ω=M R L 1。

试问：（1）电压放大倍数u
A ； （2）输入电阻R i 和输出电阻R o ；
（3）如果不接旁路电容C S ，则u
A 为多少？
o
图题2.19 图题2.20
解：（1）
2
2
)
(
2
1
2
)
4
1(
5
)
1(
2
10
)
10
91
(
10
GS
off
GS
GS
DSS
D
D
S
D
DD
G
G
G
GS
U
U
U
I
I
K
I
K
K
R
I
U
R
R
R
U
+
⨯
=
-
=
⨯
-
⨯
+
=
-
⨯
+
=
解得I DQ = 1.43 mA，U GSQ = -1.86 V，
g m = 1.34 mS
u
A
.
=－g m( R d//R1)=－4
(2)
R i=R G3+(R G1//R G2) = 519KΩ
R o≈R D=3KΩ
（3）u
A
.
=－g m( R d//R1)/（1+ g m R S）=－1.1
2.20 已知图题2.20所示电路中FET的g m = 5mS，Ω
=
=M
R
R10
2
1
，Ω
=k
R
L
10，Ω
=k
R
D
20。

当u i=20mV时，试求输出电压u。

的大小。

解：输出电压u。

为-667mv。

2.21 由FFET组成的电路如图题2.15所示，夹断电压U GS(off)＝一4V，饱和漏电流I DSS=4mA，静态U GSQ＝一2 V，Ω
=M
R
G
1，Ω
=k
R
D
10，V
U
DD
20
=。

试求：
(1)电阻R1和静态电流I DQ；
(2)保证静态U DS=4V时R2的值；
(3)计算电压增益
u
A 。

解：(1)mA
I
k
R
D
1
,
2
1
=
Ω
=(2)Ω
=k
R4
2
(3)计算电压增益
u
A = -1.43
图题2.21 图题2.22
2.22 极跟随电路如图题2.22所示，设场效应管参数:
V U off GS 2)(-=，mA I DSS 1=,Ω=M R G 21,Ω=k R G 5002,Ω==k R R L S 12，V U DD 15=。

(1)用估算法确定工作DQ I ，GSQ U ，DSQ U 及工作点跨导。

(2)计算电压增益u
A 、R i 、R o;。

解：（1）管子的方程得又由电路可得
DS DS S DS DD G G G S G GS I I R I U R R R u u u 12312155
.025
.0212-=-⨯+=-+=
-=
将上述第一式代入第二式得 )25.01(123)21(12322GS GS GS GS u u u
U ++⨯-=+⨯-=
091332=++GS GS u u
则6
8
.713693416913±-=⨯⨯+±-=
GS u
得V u GS 87.01-=
V u GS 47.32-=（小于P U ，不合理，舍去）
将GS u 代入管子方程得
mA u I I GS DSS DS 32.0)2
87.01()21(22≈-=+
= V R I U u S DQ DD DSQ 2.111232.015≈⨯-=-=
V mA U u U I g P GS P DSS m /57.0)2
87
.01()1(2=-=--=
77.0657.016
57.01≈⨯+⨯='+'=
L
m L m u R g R g A Ω=Ω===K M R R R G G i 4004.05.0//2//21
Ω===K R R m g S o 53.157
.01
//
12//1
2.23 阻容耦合放大电路的电压增益与频率有关，在低频区增益下降的原因是 耦合电容和旁路电容的存在 ，在高频区增益下降的原因是 半导体极间电容和分布电容的存在 。

2.24单级阻容耦合共射极放大电路的中频电压增益为－100，当信号频率为上限频率f H 时，这时电路的实际增益为 -70.7 ，其输出与输入信号的相位相差 -225 度。

2.25 某放大电路的对数幅频特性如图题2.25所示，由图可知，该电路的中频电压放大倍数 为 100 倍，上限频率f H 为 2×106 Hz ，下限频率f L 为 20 Hz ，当信号频率恰好为f H 或f L 时，实际电压增益为 37 dB 。

图题2.25 图题2.26
2.26放大电路的波特图如图题2.26所示，（1）电路的中频电压增益
20lg|um A |＝ 60 dB ，um
A ＝ 1000 。

（2）电路的下限频率f L ≈ 10 Hz ，上限频率f H ≈ 10 kHz. （
3
）
电
路
的
电
压
放
大
倍
数
的
表
达
式
u
A ＝
)
10
j 1)(10j 1)(10j 1(j 100)10j 1)(10j 1)(j 101(1054543f f f f
f f f +++±+++±或 。

2.27已知某电路的波特图如图题2.27所示，试写出u
A 的表达式。

图题2.27 图题2.28
2.28已知某电路的幅频特性如图题2.28所示，试问：
（1） 写出u
A 的表达式；（2）该电路由几级放大电路组成；（3）当f ＝104Hz 时，附加相移为多少？
(1) )10
j 1(103
43f A u
+±= （2）3级 （3）-135O
2.29 已知某电路电压放大倍数
)
j 10)(j 100(10j 6
6
f f f A u ++⨯= 试画出放大电路的波特图。

解：图略
2.30 已知两级共射放大电路的电压放大倍数：
()(
)
j 104j 10
1040066
12
f
f A u
+⨯+⨯= 试问：（1）u A ＝？ （2）画出波特图。

解：（1）u
A ＝100（2）图略 2.31在图题2.31所示的电路中，若β＝50，r b e ＝1.6k Ω，c b C '＝4pF ，f T = 100MHz ，b b r '＝300Ω, Ω=k R
B 560,Ω=k R
C 1.5，C 1＝10Μf ， C 2＝20μF ，试求下限频率f L
和上限频率f H 。

解：f L =10Hz, f H =768KHz
V
CC
V
12+
图题2.31
图题2.32
2.32 在图题2.32所示的电路中，若β＝40，e b r '＝1k Ω，c b C '＝3pF ，e b C '＝100pF ，
b b r '＝100，试（1）画出高频小信号等效电路，计算上限频率f H ；（2）若R L 提高10倍，则中频电压增益、上限频率和增益带宽积各变化多少？ 解：（1）高频小信号等效电路图略，计算上限频率f H =3.1M Hz
（2）若R L 提高10倍，则中频电压增益变化1.4倍，上限频率变化约0.78倍，增益带宽积变化约1.1倍。

2.33 两个放大电路的上限频率均为10MHZ ，下限频率均为100HZ ，当它们组成两极放大电路时，总的上限频率f H 和下限频率f L 为多少？ 解：f L =156Hz, f H =6.43MHz
2.34 在一个两级放大电路中，已知第一级的中频电压增益为-100，下限频率f L1=10 Hz，上限频率f H1=20KHz；第二级的中频电压增益为-20，下限频率f L1=100 Hz，上限频率f H1=150KHz；试问该两级放大电路总的对数电压增益等于多少分贝？总的上限频率f H和下限频率f L为多少？
解：该两级放大电路总的对数电压增益等于66分贝；f L=110.5Hz, f H=18KHz。