模拟电子电路基础答案第四章答案

简述耗尽型和增强型HOS场效应管结构的区别：对于适当的电压偏置(Es>OV,仏>%), 画出P沟道增强型HOS场效应管，简要说明沟道、电流方向和产生的耗尽区，并简述工作原理。

解：耗尽熨场效应管在制造过程中预先在衬底的顶部形成了一个沟道，连通了源区和漏区，也就是说，耗尽型场效应管不用外加电压产生沟道。而增强型场效应管需要外加电压入产生沟道。

氧化层

源极(S稠极(G) /涌极(D)

甘底WB)

(a)

随着役逐渐增人，栅极下面的衬底农闻会积聚越来越多的空穴，当空穴数量达到•定时, 栅极下闻的衬底农闻空穴浓度会超过电犷浓度,从而形成了•个''新的P型区”，它连接源区和漏区。如果此时在源极和漏极之间加上•个负电压bs，那么空穴就会沿着新的P型区定向地从源区向漏区移动，从而形成电流，把该电流称为漏极电流，记为当咲•定，而l，SD持续增人时，则相应的1&；减小，近漏极端的沟道深度进-步减小，直至沟道预夹断，进入饱和区。电流咕不再随的变化而变化，而是•个恒定值。

考虑•个N沟道MOSFET,其监二50 u A/V\ K = IV,以及疗Z = 10。求下列情况下的漏极电流：

(1)Ks = 5V且仏二IV：

(2)= 2V 且仏二：

(3)Vis = J L =:

(4)Ks = ^ = 5Vo

(1)根据条件v GS^V；, v DS<(v GS-V,),该场效应管工作在变阻区。

Z D = K 7；［(V GS _V t)V DS - | V DS =

(2)根据条件v GS^V；, v IJS>(y GS-V l),该场效应管工作在饱和区。

(3)根据条件该场效应管工作在截止区，咕=0

(4)根据条件匕2«，%>(沧一«)，该场效应管工作在饱和区B =4；学(心 -％)SmA

由实验测得两种场效应管具有如图题所示的输出特性曲线，试判断它们的类型，并确宦夹断电压或开启电压值。

图（a ） P 沟道耗尽型 图（b ） P 沟道增强型

•个NMOS 晶体管有K = IV 。当沧二2V 时，求得电阻氏为lk 。为了使IDS = 500 , 则吃为多少当晶体管的护为原护的二分之-时，求其相应的电阻值。

解：由题目可知，该晶体管工作在变阻区，则有

当Gs=im 时，代入上式可得总岁=1机4//

当晶体管的"•为原"•的二分之•时，当沧二2V 时，张=2*0 当晶体管的"•为原伊的二分之•时，当沧二3V 时，仏=g

（1）画出P 沟道结型场效应管的基本结构。

（2）漏极和源极之间加上适当的偏置，画出匕=0V 时的耗尽区，并简述工作原理。 解：

（1）

图题

则时,

o.5m = ^(v GS -V l ) = 2V^v GS =3V

⑵

D

用欧姆农的两测试棒分别连接JFET的漏极和源极，测得阻值为&然后将红棒（接负电

压）同时与柵极相连，发现欧姆农上阻值仍近似为氏，再将黑棒（接正电压）同时与柵极相连, 得欧姆农上阻值为足，且足>> 氏，试确定该场效应管为N沟道还是P沟道。

解:v GS< 0时，低阻抗，匕>0时，高阻抗，即临<0时导通，所以该管为P沟道JFET。

在图题所示电路中，晶体管门\和皿有K = IV,工艺互导参数^=100uA/V\假定=0,求下列情况下％、％和％的值：

（1）（妙0 = （*7£）2 = 20：

（2）（妙6 = （»7L）z = 20o

+5V

竹------ --------------- 卩2

------- _VT( VT： || --------------

--- \\

O KHH I A

图题

（1）解：因为（砂小=WL）z = 20；电路左右完全对称，贝iJI Dl=/D2=5O//^ 则

有％ =匕=5V-7ni x20m = 4V^

■■V GD=-4V

/°=$件（％-乍叫=】.22"

・・.匕=匕=-1.22V

（2）解：因为（»/£）：=（疗£）,二20,・・.* = 1・5，同时/刖+/小=100“人可求得：/D1 = 60/M, I D2 = 40//A

则有％ =5V-/D1x20m = 3.8V, =5V-/D2x20m = 4.2V

・・・匕刖=-3・8V <匕，•/ V GD2 = -4.2V < V；可得该电路两管工作在饱和区。

则有: 心=4；=匕s = 1245U

•・.匕=匕=一1.245"

场效应管放大器如图题所示。k\（^£）=V2, V；=2V

（1）计算静态工作点0;

（2）求从、山、凡和爪。

"on（♦阳卄

島

2tn

心（-仞

图题

解：（1）叫=0,・•・％ =-叫=18-皿=18-2/° 考虑到放人器应用中，场效应管应工作在饱和区，则有:

代入上式可得：/；-17/D+64 = 0

解得d=ll・35mA, /D2= 5.65mA,当/D1 =11.35mA时场效应管截止。

因止匕， /D =/D2 = 5.65mA , % =18 — 11・3 = 6・7V , = 18-2x5.65 = 6.7V

\/^= 6.7-(-6.7) = 13.4V

(2)弘三許=脣=2・4〃”，忽略厄尔利效应

*ov 4 /

心=碁=-几（心//心）=-4.36

K = ¥ =他=ioos 宀晟—.96

R。乳= 2kQ.

图题所示电路中FET的«=1V,静态时厶二，V （疗Z）用求:

（1）源极电阻斤应选多人

（2）电压放人倍数凡、输入电阻止、输岀电阻凡:

（3）若G虚焊开路，则4、&、丘为多少