第3章场效应管及其放大电路习题解

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第三章习题解答

一、判断下列说法是否正确，凡对的在括号内打“√”，否则打“×”。

（1）现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。( )

（2）阻容耦合多级放大电路各级的Q点相互独立，( )它只能放大交流信号。( )

（3）直接耦合多级放大电路各级的Q点相互影响，( )它只能放大直流信号。( )

（4）只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。( )

（5）互补输出级应采用共集或共漏接法。( )

二、现有基本放大电路：

A.共射电路

B.共集电路

C.共基电路

D.共源电路

E.共漏电路

根据要求选择合适电路组成两级放大电路。

（1）要求输入电阻为1kΩ至2kΩ，电压放大倍数大于3000，第一级应采用，第二级应采用。（2）要求输入电阻大于10MΩ，电压放大倍数大于300，第一级应采用，第二级应采用。（3）要求输入电阻为100kΩ～200kΩ，电压放大倍数数值大于100，第一级应采用，第二级应采用。

（4）要求电压放大倍数的数值大于10，输入电阻大于10MΩ，输出电阻小于100Ω，第一级应采用，第二级应采用。

（5）设信号源为内阻很大的电压源，要求将输入电流转换成输出电压，且

，输出电阻R o＜100，第一级应采用，第二级应采用。

三、选择合适答案填入空内。

（1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是。

A.电阻阻值有误差

B.晶体管参数的分散性

C.晶体管参数受温度影响

D.电源电压不稳定

（2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是。

A.便于设计

B.放大交流信号

MOSFET及其放大电路小结及习题

② 交流通路能否完成信号的输入与输出。
相关习题：4.2(b c d), 4.3(c), 4.4(b)(e)
MOSFET电路分析的一般步骤
① 画出放大电路的直流通路→计算IDQ；
② 画出放大电路的交流通路；
③ 画出放大电路的小信号等效电路→ 在交流通路中，用MOSFET的小信号线性
模型代替电路中的MOS管。 ④ 根据放大电路的小信号等效电路及各参数定义→
(2) 已知T工作于放大区及IDQ，RG1和RG2，求RS； (3) 在线性放大条件下，写出电路的Av、Ri及Ro的表达式。
RG1 vi C1+
RG RG2
+VDD RD +C2
+ T
+ RL vo
RS
CS
-
vi (a) O
vo (b) O
p 2p 3p wt
p 2p
3p wt
分析→由图可知，该电路是一由N-EMOSFET组成的共源极放大电路。
计算小信号模型参数gm、rds；计算放大电路的交流指标Av/Avs 、Ri、Ro。
Ex.1 在图示电路中:
RG1 vi C1+
RG RG2
+VDD RD +C2
+ T
+ RL vo
RS
CS
-
vi (a) O

第3章场效应管及其基本放大电路参考答案

第 3

章场效应管及其基本放大电路

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）当场效应管工作于恒流区时，其漏极电流D i 只受电压的控制，而与电压几乎无关。耗尽型D i 的表达式为，增强型D i 的表达式为。

（4）一个结型场效应管的电流方程为2

GS D 161mA 4U I

=×− ，则该管的

DSS I = ，p U = 。

（5）某耗尽型MOS 管的转移曲线如习题3.1.5图所示，由图可知该管的DSS I = ，p U = 。

（6）N 沟道结型场效应管工作于放大状态时，要求

GS 0u ≥≥ ，DS u > ；而N 沟道增强型MOS 管

工作于放大状态时，要求GS u > ，DS u > 。

（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s R 增大，则该电路的漏极电流D I ，跨导m g ，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。（3）GS u ，DS u ，2GS D DSS P 1u i I U =− ，2

GS D DO T 1u i I U

=−

。（4）16mA ，4V 。（5）

习题3.1.5图

4mA ，−3V 。（6）p U ，GS p u U −，T U ，GS T u U −。（7）自给，分压式。（8）减小，

模拟电子技术胡宴如主编习题解答-第3章

第3章

放大电路如图所示，电流电压均为正弦波，已知R S =600Ω，U S =30mV ，U i =20mV ，R L =1k Ω，U o =。求该电路的电压、电流、功率放大倍数及其分贝数和输入电阻R i ；当R L 开路时，测得U o =，求输出电阻R o 。

解：（1）求放大倍数电压放大倍数为

A d

B A U U A u u i o u 6.3560lg 20lg 20)(60

102.13

====⨯==

电流放大倍数为

A d

B A mV k V R U U R U I I A i i S i S L o i o i 1.3772lg 20lg 20)(72600/)2030(1/2.1/)(/===-=Ω-Ω-=--==

功率放大倍数为

A d

B A I U I U Pi P A p p i i O

O O P 4.364320lg 10lg 10)(4320

7260====⨯===

（2）求输入和输出电阻

Ω=Ω⨯-=-=Ω=Ω-==

k k R U U R mV mV I U R L o t o o i i i 5.01)12

.18

.1()1(

1200600/)2030(20

3．2在图所示放大电路中，已知三极管β=80，r bb’=200Ω，U BEQ =，试：（1）求I CQ 、I BQ 、U CEQ ；（2）画出H 参数小信号等效电路，求A u 、R i 、R o 、A us ；（3）

图

若β=60时，说明I CQ 、A u 、R i 、R o 的变化。

解：（1）求I CQ 、I BQ 、U CEQ

模拟电子技术基础A 第3章习题的答案-PPT课件

(2) UGS>UGS（off）， UGD<UGS（off）：恒流区 (3) UGS>UGS（off）， UGD>UGS（off）：可变电阻区
2
判断MOS管的工作状态
N沟道增强型： UGS（th） >0 (1) UGS<UGS（th）：夹断区
(2) UGS>UGS（th）， UGD<UGS（th）：恒流区
第3章场效应管和基本放大在电路
一、场效应管 1.分类结型、增强型MOS管、耗尽型MOS管； P沟道，N沟道 2. 各种场效应管的符号、特性曲线，电流控制关系及简单工作原理。 3. 转移特性表达式（iD与uGS)
1
判断N沟道结型场效应管的工作状态
UGS（off） <0
(1) UGS<UGS（off）：夹断区
• 3.计算电压增益Au。
微变等效电路
A
2IDSS UGS gm (1 ) UGS(o ff) UGS(o来自百度文库ff) 2 2 2 (1 ) 0.5ms 4 4
u
U U
o i
g mR D = 1 g m ( R S1 R 0 .3 6
S 2
)
3-8 耗尽型场效应管组成的恒流源电路如图所示，RL 变化时，iL 几乎不变IDSS=4mA，UGS(off)= -4V， 1.电流iL的值； 2.负载电阻RL的取值范围。

模拟电子技术课后习题答案第三章场效应管及其放大电路答案

习题

3-1 场效应管沟道的预夹断和夹断有什么不同？解：

当U DS 增加到U DS =U GS ，即U GD =U GS -U DS = U GS （th ）时，漏极附近的耗尽层将合拢，称为预夹断。预夹断后，沟道仍然存在，夹断点的电场强度大，仍能使多数载流子(电子)作漂移运动，形成漏极电流I DSS 。

若U DS 继续增加，使U DS ＞U GS －U GS （th ），即U GD ＜U GS （th ）时，耗尽层合拢部分会增加，并自夹断点向源极方向延伸，此时夹断区的电阻越来越大，但漏极电流I D 却基本趋于饱和，不随U DS 的增加而增加。

3-2 如何从转移特性上求g m 值？解：利用公式gs

m dU dI g

求g m 值。 3-3 场效应管符号中，箭头背向沟道的是什么管？箭头朝向沟道的是什么管？解：

箭头背向沟道的是P 沟道；箭头朝向沟道的是N 沟道。 3-4 结型场效应管的U GS 为什么是反偏电压？解：

若为正偏电压，则在正偏电压作用下，两个PN 结耗尽层将变窄，I D 的大小将不受栅-源电压U GS 控制。

3-5如图3-20所示转移特性曲线，指出场效应管类型。对于耗尽型管，求U GS （off ）、I DSS ；对于增强型管，求U GS （th ）。

解：

a P 沟道增强型。U GS （th ）=－2V

b P 沟道结型。U GS （off ）=3V 、I DSS =4mA

3-6如图3-21所示输出特性曲线，指出场效应管类型。对于耗尽型管，求U GS （off ）、I DSS ；对于增强型管，求U GS （th ）。

提高习题场效应管放大电路

场效应管放大电路

1．图1所示为MOSFET的转移特性，请分别说明各属于何种沟道。如是增强型，说明它的开启电压V T＝？如是耗尽型，说明它的夹断电压V P＝？（图中i D的假定正向为流进漏极。）

（a）（b）（c）

图1

2．已知P沟道耗尽型MOSFET的参数为K P＝0.2mA/V2，V P＝0.5V，i D＝－0.5mA（假定正向为流进漏极）。试求此时的预夹断点栅源电压v GS和漏源电压v DS等于多少？

3．设N沟道增强型MOSFET的参数为V T＝1V，W＝100μm，L＝5μm，μn＝650cm2/V·s，C ox＝76.7×10－9F/cm2。当V GS＝2V T，MOSFET工作在饱和区，试计算此时场效管的工作电流I D。

4．电路如图4所示，设R g1＝90kΩ，R g2＝60kΩ，R d＝30kΩ，V DD＝5V，V T＝1V，K n ＝0.1mA/V2。试计算电路的漏极电流I D和漏源电压V DS。

图4

5．电路如图5所示。已知R d ＝10k Ω，R s ＝R ＝0.5k Ω，R g1＝165k Ω，R g2＝35k Ω，V T

＝0.8V ，K n ＝1mA/V 2，场效应管的输出电阻r ds ＝∞（λ＝0），电路静态工作点处V GS ＝1.5V 。试求电路的小信号电压增益A v ＝v o /v i 和源电压增益s o

s v v v =

A 。（提示：先根据K n 、V GS 和V T

求出g m ，再求A v ）

v s

图5

6．电路如图6所示。设电流源电流I ＝0.5mA 、V DD ＝V SS ＝5V ，R d ＝9k Ω，C S 很大，对信号可视为短路。场效应管的V T ＝0.8V ，K n ＝1mA/V 2，输出电阻r ds ＝∞。试求电路的小信号电压增益A v 。

模电习题解答3章

3
根据电流方程 I D
=
I
DSS
1
−
U GS U GS (off
)
2
和偏置电路的方程 I D RS = −U GS ，联立求解
可以得到： I D1 = 2mA,U GS1 = −8V <UGS(off)，舍去此解。
I D2 = 0.5mA,U GS 2 = −2V >UGS(off)，保留该解。
I DQ
=
I
DSS
(1 −
U GSQ U GS (off
)
)2
=
2 × (1 −
−2 −4
)2
= 0.5mA
因为U GSQ = U GQ − U SQ ≈ −I D RS1
所以 RS1
=
− U GSQ ID
= 2V = 4KΩ 0.5mA
2.为了保证场效应管工作在恒流区，必须满足：
U DS ≥ U GS − U GS (off )
=
− gm RD
1 + gm (RS1 + RS2 )
− 1 ×10
=
1+
2 1
×
26
= −0.36
2
3-8 耗尽型场效应管组成的恒流源电路如图 3-13 所示，RL 变化时，iL 几乎不变。
IDSS=4mA，UGS(off)= -4V，求

第3章自测题习题参考答案

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D i 只受电压的控制，而与电压几乎无关。耗尽型D i 的表达式为，增强型D i 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DSS I =，U P =。

5．一个结型场效应管的电流方程为

2GS D 161(mA)4U I ⎛⎫=⨯- ⎪⎝

⎭，则该管的DSS I =，U P =；当GS 0u =时的m g =。

6．N 沟道结型场效应管工作于放大状态时，要求

GS 0u ≥≥，DS u >；而N 沟道增强型MOS 管工作于放

大状态时，要求GS u >，DS u >。 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s R 增大，则该电路的漏极电流D I ，跨导m g ，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。

3．GS u ，DS u ，2GS D DSS P 1u i I U ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，2GS D DO T 1u i I U ⎛⎫=- ⎪⎝⎭

。4．4mA ，-3V 。5．16mA ，

4V ，8ms 。6．p U ，GS P u U -，T U ，GS T u U -。7．自给，分压式。8．减小，减小，减小。9．m g ，s R 。

模拟电路习题解答

第一章晶体二极管及其大体电路

1—1 半导体二极管伏安特性曲线如图N—l所示，求图中A、B点的直流电阻和交流电阻。

解：从图中量得A、B点坐标别离为A(0．6V，5mA), B(0．58V，2mA)，故得

1—2 二极管整流电路如图P1—2所示，已知ui＝200sinωt(V)，试画出uo的波形。

解：因变压器的匝数比为10：1，因此次级端电压为20 V，即u2＝10 slnωt (V)。当u2为正半周且大于等于0．7V时，Vl导通，V2截止，u。＝u2一0．7。而u2为负半周且小于等于一0．7V时，那么V2导通，Vl截止，uo＝|u2|一0．7。当|u2|＜0．7V时，V一、V2均截止，现在uo=0.由此画出的uo波形如图P1-2’所示，

1—3 二极管电路如图P1—3所示，设二极管均为理想二极管

(1)画出负载RL两头电压uo的波形

(2)假设V3开路，试重画uo的波形。

(3)假设V3被短路，会显现什么现象?

解：(1)u2为正半周时，V一、V2导通，V3、V4截止，uo＝u2; u2为负半周时，V一、V2截止，V3、V4导通，uo＝-u2即uo＝-u2。uo波形如图P1—3’(a)所示。

(2)假设V3开路，那么u2的为负半周时，uo＝0，即uo变成半波整流波形，如图Pl—3’(b)所示。

(3)假设V3短路，那么u2为正半周时，将V1短路烧坏。

1—4 在图P1—4所示各电路中，设二极管均为理想二极管。试判定各二极管是不是导通，并求Uo的值。

解：(1)在图(a)中，V2导通，V1截止，Uo＝5V。

（电气工程）场效应晶体管及其电路分析习题及解答

第三章场效应晶体管及其电路分析

题1.3.1 绝缘栅场效应管漏极特性曲线如图题1.3.1（a）~（d）所示。

（1）说明图（a）~（d）曲线对应何种类型的场效应管。

（2）根据图中曲线粗略地估计：开启电压V T、夹断电压V P和饱和漏极电流I DSS或I DO 的数值。

图题1.3.1

解： (1)(a)增强型N沟道MOS管，V

GS(th)≈3V,I

≈3mA；

(b)增强型P沟道MOS管，V

GS(th)≈2V,I

≈2mA；

(c)耗尽型型P沟道MOS管，V

GS(off)≈2V,I

DSS

≈2mA；

(d)耗尽型型N沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈3mA。

题1.3.2 场效应管漏极特性曲线同图题1.3.1（a）~（d）所示。分别画出各种管子对应的转移特性曲线i D=f（v GS）。

解：在漏极特性上某一V

DS 下作一直线，该直线与每条输出特性的交点决定了V

和I

的大

小，逐点作出，连接成曲线，就是管子的转移特性了。

图题1.3.3

题1.3.3 图题1.3.3所示为场效应管的转移特性曲线。试问：

（1）I DSS、V P值为多大？

（2）根据给定曲线，估算当i D=1.5mA和i D=3.9mA时，g m约为多少？

（3）

根据g m 的定义：GS

m dv di g

，计算v GS = -1V 和v GS = -3V 时相对应的g m 值。解： (1) I DSS =5.5mA,V GS(off)=-5V;

(2) I D =1.5mA 时，gm ≈0.88ms,I D =3.9mA 时，gm ≈1.76ms;

机械工程出版社第三章场效应管电路习题答案

第3章场效应晶体管放大电路

3.1知识要点

3.1.1场效应管有结型和MOS 型两大类，每类都有N 沟道和P 沟道之分，MOS 场效应管还有增强型和耗尽型之分，故场效应管有6种类型。它们的结构、工作原理、伏安特性、作用、主要参数、电路组成、分析方法相似；正向控制原理都是利用栅源电压改变导电沟道的宽度而实现对漏极电流的控制；小信号模型完全相同；但由于沟道类型不同，结构上也有不同，因此6种管子对偏置电压的要求各不相同。

栅源电压为零时存在原始导电沟道的场效应管称为耗尽型场效应管；天然原始导电沟道，只有在U GS

绝对值大于开启电压U GS（th）绝对值后才能形成导电沟道的，则称为增强型场效应管。

GS D DSS P

(1) U I I U =−

当工作于放大区时，对耗尽型场效应管

1.2.4 场效应晶体管

表5.1 晶体管与场效应管比较

比较项目

晶体管

场效应管

载流子

两种不同极性的载流子（电子与空

穴）同时参与导电，故又称为双极型晶体管

只有一种极性的载流子（电子或空穴）参与导电，故又称为单极型晶体管控制方式

电流控制

电压控制

类型 NPN 型和PNP 型两种 N 沟道和P 沟道两种放大参数 200~20=β

5~1m =g mA/V

输入电阻 42be 10~10=r Ω较小

147gs 10~10=r Ω很大输出电阻 r ce 很大 r ds 很大热稳定性差好

制造工艺较复杂

简单，成本低，便于集成

对应电极

基极-栅极，发射极-源极，集电极-漏极

3.1.2 场效应晶体管放大电路

共源极分压式偏置放大电路及其直流通路、交流通路和微变等效电路如图2.6所示。

模拟电子技术基础习题

玫瑰课堂
8.当极三正＿极向＿管＿工＿作偏在置＿，饱＿集和＿电＿极区＿正时＿向，＿U＿C偏E 置≈0。。发射
9.当NPN硅管处在放大状态时，在三个电极电位中，以＿＿集＿电＿极的电位最高，＿＿发＿射＿极电位最低，＿＿＿基＿极和＿＿＿＿发极射电位差等于＿＿＿0＿.7V。
10.当PNP锗管处在放大状态时，在三个电极电位
A. VD1导通， VD2 、 VD3截止 B. VD2导通， VD1 、 VD3截止 C. VD3导通， VD1 、 VD2截止
7 稳.在定图电示压电为路1中5V稳，压V输管D出VUZ2电DO的Z压1的稳等定于电(压为9)。V，
A．15V B．9V C．24V
8.电路如图所示,VD1～VD3为理想二极管,A、B、C白炽灯泡额定功率相同，其中最亮的灯是_______。
A. B B. C C. A
9．理想二极管桥式整流和电阻性负载电路中，二极管承
10．单相A桥C．.式受大2U小2整的U于2于流2最电大容反2滤，向波小电2U电于压2 路为，__当_满__足_2RD_B2L2U.。C.U等等22于（于3～5T）2
时，负载电阻上的平均电压为_______。
A.1.1U2
R1R2
RA1 . R2
R1BR.2
C.
5.当温度为20C 时，二极管的导通电压为0.7V ，若其他参数不变，当温度升高到 40C 时，二极管的

模电(李国立)3章习题答案

3 场效应管

自我检测题

一．选择和填空

1. N沟道和P沟道场效应管的区别在于C 。

（A．衬底材料前者为硅，后者为锗，B．衬底材料前者N型，后者为P型，C．导电沟道中载流子前者为电子，后者为空穴）

2. 场效应管栅极的静态输入电流比双极型晶体管基极的静态输入电流小；绝缘栅型场效应管栅极的静态输入电流比结型场效应管的小。

3．结型场效应管的栅源之间通常加反向偏置电压，因此栅极电流很小；绝缘栅型场效应管的栅源之间有一层S i O2绝缘层，因此栅极静态电流几乎等于零。

4. 图选择题4中，（a）电路中场效应管的类型是N沟道增强型绝缘栅场效应管，V DD 的极性为正；（b）电路中场效应管的类型是N沟道结型场效应管，V DD的极性为正；（c）电路中场效应管的类型是P沟道耗尽型绝缘栅场效应管，V DD的极性为负。

( a )( b )( c )

图选择题4

5.在放大状态下，双极型晶体管的发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置；结型场效应管的栅源之间加有反向偏置电压，栅漏之间加有反向偏置电压。

6.双极型晶体管的发射极电流放大系数β反映了基极电流对集电极电流的控制能力；而单极型场效应管常用跨导g m 参数反映栅源电压对漏极电流的控制能力。

7. 场效应管的栅极电流远小于双极型管的基极电流，因此共源放大的电路的输入电阻远大于共射放大电路的输入电阻。

8．结型场效应管利用半导体器件的内部电场效应进行工作，MOSFET利用半导体器件的表面电场效应进行工作。

9．双极型晶体管从结构上可以分成_NPN和PNP两种类型，工作时有多子和少子两种载流子参与导电。场效应管从结构上可以分成结型和绝缘栅型两大类型，因导电沟道的不同每一大类又可分为N沟道和P沟道两类，无论哪一类场效应管的导电过程都仅仅取决于多数载流子的运动。

模拟电子技术第3章场效应管及其放大电路

VDD
vGS 1 vGS VT
f
VGSQ VGQ VSQ
vO1 / V
2VT vGS
Rg1 Rg1 Rg 2
VDD I DQ RS
（1）
vI 2
I DQ I DO (
vi
VGSQ VT
1) 2
（2）
（3）
vO 2 / VDSQ VDD I DQ ( Rs Rd )V
不同型号的管子VP、IDSS将不同。
vO1
（2）转移特性
vi
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iD f (vGS ) vDS 常数
vi
场效应管工作在恒流区，因而vGS＞VP且vGD＜VP。
vDS vGS VP
f
漏极饱和电流
N
夹断电压
VP
vGS 2 iD I DSS (1 ) VP f v
i
L
vGS
fH
f
V
VT 1
vi
vi
R2
f
vGS vO 2
N
vI
vi
fL
VT 2
VT 1
V v2 R1 P
vGS
v DS
v2
vi / V
vO 2 / V vi
fH
f
vI 2
vO 2 / V vO1 / V vi

场效应管例题

例．在图（a ）所示电路中的场效应管具有图（b ）所示的输出特性。

（1）该场效应管为沟道型MOS 管。

（2）流过电阻R 的电流为 mA ，管压降V DS 为 V 。

（3）若R=5k Ω，则流过R 的电流为 mA ，V DS 为 V 。 )

(a) (b)

图

解：（1）因所加的V DD 为+10V ，所以应为N 沟道管，又v GS 可正可负，所以是耗尽型管。即该场效应管为 N 沟道耗尽型MOS 管。

（2）因电路中v GS =0V ，先假设管子处于放大区，在输出特性中找出v GS =0V 时i D =2mA, 而v DS =V DD -i D R=9V ，满足v DS >v GS -V P （V P =-3V ），所以管子确实处于放大区。即流过电阻R 的电流为 2 mA ，管压降V DS 为 9 V 。

（3）若管子仍处于放大区，则i D =2mA, 而v DS =V DD -i D R=0V ，这时v DS <v GS -V P ，所以管子已处于饱和区。作出输出回路方程v DS =V DD -i D R ，如图所示，与v GS =0V 的特性曲线交于点A ，对应i D =，v DS =。即流过R 的电流为 mA ，V DS 为 V 。

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图

0 1 2 3DS (V)

0 1 2 · 3DS (V)