第四章场效应管习题部分参考答案

模拟电子书后习题答案第4章

VDD Rg1 C1 RS Rd C2 uo
Rg2 C1 Rg Rd C2 VDD
VT
Rg2 R VSS
ui
VT
RL CS uo
us
ui
Rg1
RS
图 4.7.3 题 4-4 电路图
图 4.7.4 题 4-6 电路图
解：
iD I DO (
uGS 1)2 ，即 0.5=0.5(uGS/1-1)2 U GS(th)
U i U gs U o g mU gs ( Rd // rd )
Au gm Rd
对转移特性曲线方程式求导数，可得
gm
2 Up
I DSS I DQ 0.69mA/V
A u =－6.9 3. CS 开路时的电压放大倍数 CS 开路实际上就是电路出现电流串联负反馈，电压增益下降。如果没有学习反馈，仍然可以用微变等效电路法求解。放大器微变等效电路如图 2-13(c)。因为 rd >>R d 、R s 故
gm＝
2 I DSS I D =1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱU GS(off)
【4-6】电路如图 4.7.4，场效应管的 rds >>R D ，要求： 1. 画出该放大电路的中频微变等效电路； 2. 写出 Au 、R i 和 R o 的表达式； 3. 定性说明当 R s 增大时， Au 、R i 和 Ro 是否变化，如何变化？ 4. 若 CS 开路， Au 、R i 和 R o 是否变化，如何变化？写出变换后的表达式。解：此题的场效应管是增强型的，所以要用增强型的转移特性曲线方程式
gm
输入电阻输出电阻
2 U GS(th)
I DQ I DO
Ri RG ( RG1 // RG2 ) Ro RD

(完整版)第四章场效应管习题答案

第四章场效应管基本放大电路4-1 选择填空1．场效应晶体管是用_______控制漏极电流的。

a. 栅源电流b. 栅源电压c. 漏源电流d. 漏源电压2．结型场效应管发生预夹断后，管子________。

a. 关断b. 进入恒流区c. 进入饱和区d. 可变电阻区3．场效应管的低频跨导g m 是________。

a. 常数b. 不是常数c. 栅源电压有关d. 栅源电压无关4. 场效应管靠__________导电。

a. 一种载流子b. 两种载流子c. 电子d. 空穴5. 增强型PMOS 管的开启电压__________。

a. 大于零b. 小于零c. 等于零d. 或大于零或小于零6. 增强型NMOS 管的开启电压__________。

a. 大于零b. 小于零c. 等于零d. 或大于零或小于零7. 只有__________场效应管才能采取自偏压电路。

a. 增强型b. 耗尽型c. 结型d. 增强型和耗尽型8. 分压式电路中的栅极电阻R G 一般阻值很大，目的是__________。

a. 设置合适的静态工作点b. 减小栅极电流c. 提高电路的电压放大倍数d. 提高电路的输入电阻9. 源极跟随器（共漏极放大器）的输出电阻与___________有关。

a. 管子跨导g mb. 源极电阻R Sc. 管子跨导g m 和源极电阻R S10. 某场效应管的I DSS 为6mA ，而I DQ 自漏极流出，大小为8mA ，则该管是_______。

a. P 沟道结型管b. N 沟道结型管c. 增强型PMOS 管d. 耗尽型PMOS 管e. 增强型NMOS 管f. 耗尽型NMOS 管解答：1.b2.b3.b,c4. a5.b6.a7. b,c8. d9.c 10.d4-2 已知题4-2图所示中各场效应管工作在恒流区，请将管子类型、电源V DD 的极性（+、-）、u GS 的极性（>0，≥0，<0，≤0,任意）分别填写在表格中。

模电答案第四章

第四章习题解答4-1 如题4-1图所示MOSFET 转移特性曲线，说明各属于何种沟道？若是增强型，开启电压等于多少？若是耗尽型，夹断电压等于多少？答：（a ）P-EMOSFET ，开启电压()V V th G S 2-=（b ）P-DMOSFET ，夹断电压()Off GS V （或统称为开启电压()V V th GS 2)= （c ）P-EMOSFET ，开启电压()V V th G S 4-=（d ）N-DMOSFET ，夹断电压()Off GS V （或也称为开启电压()V V th G S 4)-=4-2 4个FET 的转移特性分别如题4-2图(a)、(b)、(c)、(d)所示。

设漏极电流i D 的实际方向为正，试问它们各属于哪些类型的FET ？分别指出i D 的实际方向是流进还是流出？答：（a ）P-JFET ，D i 的实际方向为从漏极流出。

（b ）N-DMOSFET ，D i 的实际方向为从漏极流进。

（c ）P-DMOSFET ，D i 的实际方向为从漏极流出。

（d ）N-EMOSFET ，D i 的实际方向为从漏极流进。

4-3 已知N 沟道EMOSFET 的μn C ox =100μA/V 2，V GS(th)=0.8V ，W/L=10，求下列情况下的漏极电流：（a ）V GS =5V ，V DS =1V ；（b ）V GS =2V ，V DS =1.2V ；（c ）V GS =5V ，V DS =0.2V ；（d ）V GS =V DS =5V 。

解：已知N-EMOSFET 的()108.0,/1002===LWth G S ox n VV V A C μμ（a ）当V V V V D S G S 1,5==时，MOSFET 处于非饱和状态()()th G S G S D S V V V -<()()[]()[]mA V V V VI VmA th GS GSWC D D S D S x o n 7.3118.052101.022122=-⨯-⨯⨯=--=μ （b ）当V V V V D S G S 2.1,2==时，()D S th G S G S V V V V ==-2.1，MOSFET 处于临界饱和()()()()mA V V C I V mA th GS GS W ox n D 72.08.02101.022121=-⨯⨯⨯=-⋅=μ （c ）当V V V V DS GS 2.0,5==时，()D S th G S G S V V V V >=-2.4，MOSFET 处于非饱和状态()()()[]()[]mA V V V V C I V m A D S D S th G S G S L W ox n D 82.02.02.08.052101.022212212=-⨯-⨯⨯=--=μ（d ）当V V V D S G S 5==时，()th G S G S D S V V V ->，MOSFET 处于饱和状态 ()()()()mA V V C I VmA th GS GS L W ox n D 82.88.05101.02212212=-⨯⨯⨯=-⋅=μ 4-4 N 沟道EMOSFET 的V GS(th)=1V ，μn C ox （W/L ）=0.05mA/V 2，V GS =3V 。

第四章场效应管习题答案

第四章场效力管基础搁大电路之阳早格格创做41 采用挖空1．场效力晶体管是用_______统造漏极电流的.a. 栅源电流b. 栅源电压c. 漏源电流d. 漏源电压2．结型场效力管爆收预夹断后，管子________.a. 闭断b. 加进恒流区c. 加进鼓战区d. 可变电阻区3．场效力管的矮频跨导gm是________.a. 常数b. 不是常数c. 栅源电压有闭d. 栅源电压无闭4. 场效力管靠__________导电.a. 一种载流子b. 二种载流子c. 电子d. 空穴5. 巩固型PMOS管的开开电压__________.a. 大于整b. 小于整c. 等于整d. 或者大于整或者小于整6. 巩固型NMOS管的开开电压__________.a. 大于整b. 小于整c. 等于整d. 或者大于整或者小于整7. 惟有__________场效力管才搞采取自偏偏压电路.a. 巩固型b. 耗尽型c. 结型d. 巩固型战耗尽型8. 分压式电路中的栅极电阻RG普遍阻值很大，手段是__________.a. 树坐符合的固态处事面b. 减小栅极电流c. 普及电路的电压搁大倍数d. 普及电路的输进电阻9. 源极跟随器（同漏极搁大器）的输出电阻取___________有闭.a. 管子跨导gmb. 源极电阻RSc. 管子跨导gm战源极电阻RS10. 某场效力管的IDSS为6mA，而IDQ自漏极流出，大小为8mA，则该管是_______.a. P沟讲结型管b. N沟讲结型管c. 巩固型PMOS管d. 耗尽型PMOS管e. 巩固型NMOS管f. 耗尽型NMOS管解问：42 已知题42图所示中各场效力管处事正在恒流区，请将管子典型、电源VDD的极性（+、）、uGS的极性（>0，≥0，<0，≤0,任性）分别挖写正在表格中.解：43试分解如题43图所示各电路是可平常搁大，并证明缘由.解：(a)不克不迭.VT是一个N沟讲JFET，央供偏偏置电压UGS谦脚UGS,off <UGS <0，而电路中VT的偏偏置电压UGS>0，果此不克不迭举止平常搁大.(b)能.VT是一个P沟讲JFET，央供偏偏置电压UGS谦脚0<UGS< UGS,off，而电路中VT的偏偏置电压UGS>0，只消正在0<UGS< UGS,off范畴内便能举止平常搁大.（c）能.VT是一个N沟讲MOSFET，央供偏偏置电压UGS谦脚UGS> UGS,off >0.电路中UGS>0，如果谦脚UGS < UGS,off便不妨平常搁大.（d）不克不迭.虽然MOSFET的漏极D战源极S不妨颠倒使用，然而是此时衬底的接法也需要安排.虽然电路中自给偏偏置电压UGS>0，也大概谦脚UGS> UGS,off >0.然而是D极战衬底B之间的PN结正背导通，果此电路不克不迭举止旗号搁大.（e）不克不迭VT是一个N沟讲巩固型MOSFET，开开电压Uon >0，央供直流偏偏置电压UGS> Uon，电路中UGS=0，果此不克不迭举止平常搁大.（f）能.VT是一个P沟讲耗尽型MOSFET，夹断电压UGS,off>0，搁大时央供偏偏置电压UGS谦脚UGS< UGS,off.电路中UGS>0，如果谦脚UGS < UGS,off便不妨平常搁大.44 电路如题44图所示，VDD=24 V，所用场效力管为N沟讲耗尽型，其参数IDSS=0.9mA，UGS,off=4V，跨导gm=1.5mA/V.电路参数RG1=200kΩ, RG2=64kΩ, RG=1MΩ, RD= RS= RL=10kΩ.试供：1．固态处事面.2．电压搁大倍数.3．输进电阻战输出电阻.解：1．固态处事面的估计正在UGS,off≤UGS≤0时，解上头二个联坐圆程组，得漏源电压为2．电压搁大倍数3．输进电阻战输出电阻.输进电阻输出电阻45 电路如题45图所示，VDD=18 V，所用场效力管为N沟讲耗尽型，其跨导gm=2mA/V.电路参数RG1=2.2MΩ, RG2=51kΩ, RG=10MΩ, RS=2 kΩ, RD=33 kΩ.试供：1．电压搁大倍数.2．若接上背载电阻RL=100 kΩ,供电压搁大倍数.3．输进电阻战输出电阻.4．定性证明当源极电阻RS删大时，电压搁大倍数、输进电阻、输出电阻是可爆收变更？如果有变更，怎么样变更？5. 若源极电阻的旁路电容CS开路，接背载时的电压删益下落到本去的百分之几？解：1．无背载时，电压搁大倍数2．有背载时，电压搁大倍数为3．输进电阻战输出电阻.输进电阻输出电阻4．N沟讲耗尽型FET的跨导定义为当源极电阻RS删大时，有所以当源极电阻RS删大时，跨导gm减小，电压删益果此而减小.输进电阻战输出电阻取源极电阻RS无闭，果此其变更对于输进电阻战输出电阻不做用.5．若源极电阻的旁路电容CS开路，接背载RL时的电压删益为既输出删益下落到本去的20%.46 电路如题46图a所示，MOS管的变化个性如题46图b所示.试供：1．电路的固态处事面.2．电压删益.3．输进电阻战输出电阻.解：1．固态处事面的估计.根据MOS管的变化个性直线，可知当UGS=3V时，IDQ=0.5mA.此时MOS管的压落为2．电压删益的估计.根据MOS管的变化个性直线，UGS,off=2V；当UGS=4V 时，ID=1mA.根据解得IDSS=1mA.电压删益3．输进电阻战输出电阻的估计输进电阻输出电阻47 电路参数如题47图所示，场效力管的UGS,off=1V，IDSS=0.5mA，rds为无贫大.试供：1．固态处事面.2．电压删益AU.3．输进电阻战输出电阻.解：1．固态处事面估计2．电压删益AU.本题目电路中，有旁路电容C，此时搁大电路的电压删益为，3．输进电阻战输出电阻的估计.48 电路如题48图所示.场效力管的gm=2mS，rds为无贫大，电路中各电容对于接流均可视为短路，试供:1.电路的电压删益AU.2．输进电阻战输出电阻.解：1.电路的电压删益AU. 2．输进电阻ri’战输出电阻ro’49 电路如题49图所示.已知VDD=20V，RG=51MΩ，RG1=200kΩ，RG2=200kΩ，RS=22 kΩ,场效力管的gm=2mS.试供：1．无自举电容C时，电路的输进电阻.2．有自举电容C时，电路的输进电阻.分解：电路中跨接正在电阻RG战源极S之间的C称为自举电容，该电容将输出电压旗号uo反馈到输进端的栅极G，产死正反馈，提下了电路的输进电阻ri.闭于背反馈电路的分解估计将正在第7章仔细介绍.解：1．无自举电容C时电路输进电阻估计根据电路可知，输进电阻为2．有自举电容C时电路的输进电阻估计此时接流等效电路如图题49图a所示.题49图a根据等效电路图，可知栅极对于天的等效电阻为其中电流输出电压当电流ii很小时，电压搁大倍数为估计停止证明自举电容C使电路的输进电阻普及了.410 电路如题410图所示.已知gm=1.65Ms,RG1= RG2=1MΩ, RD=RL=3 kΩ,耦合电容Ci=Co=10μF.试供1．电路的中频删益AU.2．估算电路的下限停止频次fL.3．当思量旗号源内阻时，下频删益估计公式.解：1．电路的中频删益AU.2fL．估算电路的下限停止频次电路矮频等效电路如题410图a所示.删益函数整治得隐然删益函数有二个极面战二个整面战二个极面.整面分别为极面分别为所以下限频次为3．电路下频等效电路如题410图b所示.下频删益函数为其中：Rs为旗号源内阻.删益函数的二个极面分别为常常，所，以下频停止频次为。

半导体物理学(第7版)第四章习题及答案

第四章习题及答案1. 300K 时，Ge 的本征电阻率为47Ωcm ，如电子和空穴迁移率分别为3900cm 2/( V.S)和1900cm 2/( V.S)。

试求Ge 的载流子浓度。

解：在本征情况下，i n p n ==,由)(/p n i p n u u q n pqu nqu +=+==111σρ知 3131910292190039001060214711--⨯=+⨯⨯⨯=+=cm u u q n p n i .)(.)(ρ 2. 试计算本征Si 在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为1350cm 2/( V.S)和500cm 2/( V.S)。

当掺入百万分之一的As 后，设杂质全部电离，试计算其电导率。

比本征Si 的电导率增大了多少倍？解：300K 时，)/(),/(S V cm u S V cm u p n ⋅=⋅=225001350，查表3-2或图3-7可知，室温下Si 的本征载流子浓度约为3101001-⨯=cm n i .。

本征情况下，cm S +.u u q n pqu nqu -p n i p n /.)()(6191010035001350106021101-⨯=⨯⨯⨯⨯=+=+=σ金钢石结构一个原胞内的等效原子个数为84216818=+⨯+⨯个，查看附录B 知Si 的晶格常数为0.543102nm ，则其原子密度为322371051054310208--⨯=⨯cm ).(。

掺入百万分之一的As,杂质的浓度为3162210510000001105-⨯=⨯⨯=cm N D ，杂质全部电离后，i D n N >>，这种情况下，查图4-14（a ）可知其多子的迁移率为800 cm 2/( V.S)cm S .qu N -n D /.''468001060211051916=⨯⨯⨯⨯=≈σ比本征情况下增大了66101210346⨯=⨯=-..'σσ倍 3. 电阻率为10Ω.m 的p 型Si 样品，试计算室温时多数载流子和少数载流子浓度。

电工学电子技术基础第4章习题解答

第4章场效应管放大电路与功率放大电路图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th U （或夹断电压p U ）约是多少。

GSGS (a)(b)(c)图习题图解：(a) N 沟道耗尽型FET U P =－3V ； (b) P 沟道增强型FET U T =－4V ； (c) P 沟道耗尽型FET U P =2V 。

某MOSFET 的I DSS = 10mA 且U P = －8V 。

(1) 此元件是P 沟道还是N 沟道？(2) 计算U GS = －3V 是的I D ；(3) 计算U GS = 3V 时的I D 。

解：(1) N 沟道； (2) )mA (9.3)831(10)1(P GS DSS D =-⨯=-=U U I I (3) )mA (9.18)831(10)1(P GS DSS D =+⨯=-=U U I I 画出下列FET 的转移特性曲线。

(1) U P = －6V ，I DSS = 1mA 的MOSFET ；(2) U T = 8V ，K = V 2的MOSFET 。

解：(1)/V(2)i D /V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：i Du GSo耗尽型N沟道增强型N沟道U P U TU PU T耗尽型P沟道增强型P沟道判断图所示各电路是否有可能正常放大正弦信号。

解：(a) 能放大(b) 不能放大，增强型不能用自给偏压(c) 能放大（d）不能放大，增强型不能用自给偏压。

共漏1<uA&，可增加R d，并改为共源放大，将管子改为耗尽型，改电源极性。

图习题电路图电路如图所示，MOSFET的U th = 2V，K n = 50mA/V2，确定电路Q点的I DQ和U DSQ值。

解：)V(13.3241510015DDg2g1g2GSQ=⨯+=⨯+=VRRRU22DQ n GSQ th()50(3.132)63.9(mA)I K U U=-=⨯-=)V (2.112.09.6324d DQ DD DSQ =⨯-=-=R I V UR g1R g2100k 15k Ω(a)图习题电路图图习题电路图试求图所示每个电路的U DS ，已知|I DSS | = 8mA 。

模电课件14第四章场效应管习题

uGS=1 uGS= 0V uGS= -1V uGS= -2V uGS=-4V
IDSS
0
uDS
填空题 1、FET管在输出特性上可分为可变电阻 )区、管在输出特性上可分为( 、管在输出特性上可分为区 ( 恒流 )区、 ( 截止 )区、 ( 击穿 )区、四个区域。区区区四个区域。 2、FET管从结构上可分为结型 ) 、 ( 绝缘栅型 ) 、管从结构上可分为( 管从结构上可分为两大类。两大类。 3、FET放大器中，其输入电阻很大 ) 故电流 G≈ 、放大器中，故电流I 放大器中其输入电阻( ( 0 )两大类。两大类。两大类 4、FET放大器有共源 ) 、 ( 共漏 ) 、 ( 共栅 )三放大器有( 、放大器有三种组态。种组态。 5、FET共漏电路通常称为源极输出器 )它和双共漏电路通常称为、共漏电路通常称为( 它和双极型晶体管BJT的共集电路具有相似的特点，即Ri 的共集电路具有相似的特点，极型晶体管的共集电路具有相似的特点 ( 很大 ) 、 Ro ( 很小 ) 、 Au ( ≤1 ) 且输入输出电压的相位 ( 相同 ) 。
ห้องสมุดไป่ตู้
选择题 1、测得某FET管的输出特性如图，则判断此管为、测得某管的输出特性如图，管的输出特性如图 (1)、N沟道结型、沟道结型沟道结型FET管管 (2)、P沟道结型、沟道结型沟道结型FET管管 (3)、N沟道耗尽型、沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管管 (4)、P沟道耗尽型 (4)、P沟道耗尽型MOS管沟道耗尽型MOS管 (5)、N沟道增强型、沟道增强型沟道增强型MOS管管 (6)、P沟道增强型、沟道增强型沟道增强型MOS管管 iD 预夹断曲线

电路第四版课后习题答案

电路第四版课后习题答案第一章：电路基础1. 确定电路中各元件的电压和电流。

- 根据基尔霍夫电压定律和电流定律，我们可以列出方程组来求解未知的电压和电流值。

2. 计算电路的等效电阻。

- 使用串联和并联电阻的计算公式，可以求出电路的等效电阻。

3. 应用欧姆定律解决实际问题。

- 根据欧姆定律 \( V = IR \)，可以计算出电路中的电压或电流。

第二章：直流电路分析1. 使用节点电压法分析电路。

- 选择一个参考节点，然后对其他节点应用基尔霍夫电流定律，列出方程组并求解。

2. 使用网孔电流法分析电路。

- 选择电路中的网孔，对每个网孔应用基尔霍夫电压定律，列出方程组并求解。

3. 应用叠加定理解决复杂电路问题。

- 将复杂电路分解为简单的子电路，然后应用叠加定理计算总的电压或电流。

第三章：交流电路分析1. 计算交流电路的瞬时值、有效值和平均值。

- 根据交流信号的表达式，可以计算出不同参数。

2. 使用相量法分析交流电路。

- 将交流信号转换为复数形式，然后使用复数运算来简化电路分析。

3. 计算RLC串联电路的频率响应。

- 根据电路的阻抗，可以分析电路在不同频率下的响应。

第四章：半导体器件1. 分析二极管电路。

- 根据二极管的伏安特性，可以分析电路中的电流和电压。

2. 使用晶体管放大电路。

- 分析晶体管的共发射极、共基极和共集电极放大电路，并计算放大倍数。

3. 应用场效应管进行电路设计。

- 根据场效应管的特性，设计满足特定要求的电路。

第五章：数字逻辑电路1. 理解逻辑门的工作原理。

- 描述不同逻辑门（如与门、或门、非门等）的逻辑功能和电路实现。

2. 使用布尔代数简化逻辑表达式。

- 应用布尔代数的规则来简化复杂的逻辑表达式。

3. 设计组合逻辑电路。

- 根据给定的逻辑功能，设计出相应的组合逻辑电路。

第六章：模拟集成电路1. 分析运算放大器电路。

- 根据运算放大器的特性，分析电路的增益、输入和输出关系。

2. 设计滤波器电路。

模电课后(康华光版)习题答案4,5,6,8习题

第四章部分习题解答4．1．3 某BJT 的极限参数I CM =100mA ，P CM =150mW ，V （BR ）CEO =30V ，若它的工作电压V CE =10V ，则工作电流I C 不得超过多大？若工作电流I C =1mA,则工作电压的极限值应为多少？解： BJT 工作时，其电压和电流及功耗不能超过其极限值，否则将损坏.当工作电压V CE 确定时,应根据P CM 及I CM 确定工作电流I C ，即应满足I C V CE ≤P CM 及I C ≤I CM 。

当V CE =10V 时，mA V P I CECMC 15==此值小于I CM =100mA ，故此时工作电流不超过15mA 即可。

同理，当工作电流I c 确定时，应根据I C V CE ≤P CM 及V CE ≤V （BR ）CEO 确定工作电压V CE 的大小。

当I C =1mA 时，为同时满足上述两个条件,则工作电压的极限值应为30V 。

4．3．3 若将图题3。

3。

1所示输出特性的BJT 接成图题3。

3.3所示电路，并设V CC =12V ，R C =1k Ω,在基极电路中用V BB =2.2V 和R b =50k Ω串联以代替电流源i B 。

求该电路中的I B 、I C 和V CE 的值，设V BE =0.7V 。

图题3.3。

1图题 3.3.3解：由题3.3。

1已求得β=200，故mA R V V I bBEBB B 03.0=-=I C =βI B =200×0。

03mA=6mA V CE =V CC —I C R c =6V4。

3.5 图题3。

3.6画出了某固定偏流放大电路中BJT 的输出特性及交、直流负载线,试求：（1）电源电压V CC ,静态电流I B 、I C 和管压降V CE 的值；（2）电阻R b 、R e 的值;（3)输出电压的最大不失真幅度;（4)要使该电路能不失真地放大,基极正弦电流的最大幅值是多少？图题3.3.6解:（1）由图题3.3.6可知，直流负载线与横坐标轴的交点即V CC 值的大小,故V CC =6V 。

第4章黄怡然参考答案讲解

E
u GS=0V 8
C8
-1V
6
6
-2V
4
4
-3V
2
2
0
F -4V B
uGS/V D
5
10
15
20 uDS/V
-4 -3
-2
-1 0
图题 4.9 答案
解：（ 1）①作直流负载线
U DS VDD I D ( RD R)
令 U DS 0 得 I D
VDD
20 10mA
RD R 2
令 I D 0 得 U DS VDD 20V
DSQ
U
2 DSQ
]
0.1 (4 UDSQ
U
2 DSQ
)
U DSQ VDD I DQ RD
解得合理解， I DQ 0.36mA ， U DSQ 1.4V
V R
V
所以静态工作点 U GSQ 3V ， U DSQ 1.4V ， I DQ 0.36mA ，管子工作在可变电阻区。
4.8 电路如图 4.45 所示，由电流源提供偏置。设管子的参数为
g m 1mS ， rDS RD ，
RG 1M ，RG1 100K ，RG2 300K ，RS1 2K ，RS2 10K ，RD 10K ，RL 10K ，
VDD 20V 电容的容量足够大，求电路的小信号电压增益
Au uo / ui ，输入电阻 Ri 和输出电
阻 Ro 。
V DD
RG2
RD C 2
C1
在转移特性曲线上连接（ 0，0），（－ 2.4， 8）两点得到一直线，此直线与转移特性曲线
的交点即为静态工作点 Q。对应 Q 点的值为
（ 2）交流负载 RL'

第四章场效应管习题解答

第四章场效应管习题解答一解：1.C D 2.D 3.A C 4.B 5.A B 6.B二解：三解：根据图2所示T 的输出特性可知，其开启电压为5V ，根据图P1.23所示电路可知所以u GS ＝u I 。

当u I ＝4V 时，u GS 小于开启电压，故T 截止。

当u I ＝8V 时，设T 工作在恒流区，根据输出特性可知i D ≈0.6mA ，管压降 u DS ≈V DD －i D R d ≈10V因此，u GD ＝u GS －u DS ≈－2V ，小于开启电压，说明假设成立，即T 工作在恒流区。

当u I ＝12V 时，由于V DD ＝12V ，必然使T 工作在可变电阻区。

四解：（a ）可能（b ）不能（c ）不能（d ）可能五解：（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 SQ ＝－2V 。

如解图（a ）所示。

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（b ）所示。

（2）首先画出交流等效电路（图略），然后进行动态分析。

m A /V 12DQ DSS GS(off)GS Dm 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六、解：uA 、R i 和R o 的表达式分别为 D o 213i LD )(R R R R R R R R g A m u =+=-=∥∥七、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 。

模拟电子技术基础课后习题—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gsdm 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 ）=－2Vb P 沟道结型。

U GS （off ）=3V 、I DSS =4mA3-6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 ）。

解：a N 沟道增强型。

U GS （th ）=1Vb P 沟道结型。

U GS （off ）=1V 、I DSS =1.2mAGS /Va－2 －1 图3-20 习题3-5图 U GS /Vb3-7 如图3-22所示电路，场效应管的U GS （off ）=－4V ，I DSS =4mA ；计算静态工作点。

东南大学信息学院模电答案作业题_第四章

Vcc
解：
R2
R1
10k
10k
IDQ1
IDQ2
1 2
ICQ4
1 2
6
- 0.6 2.7
1mA
+
vi
gm 2
nCOXW
2l
IDQ
1mS
-
T1 T2 T3
Av
Av1Av2
(1 2
gmRL' 2)(-
R4 ) Ri5
-6V
1 31.6mS(10k//10k)(-1001k ) -25
2
10k
R4
1k
(T
2)
(1
RB1//
RE2
RB2 rb e
RE2
)rce2
(RB1// RB2rbe)// RE2
(参考式4-2-25)
电路图
+
T1 T2
+
RL vo
vi
RE2
RB1 RB2
-
-
交流通路
4-20 图P4-20所示为单级MOS放大电路，已知各管参数：gm1= 600S，gm2=200S，rds1 = rds2 =1M， 1 2 0.1 ， (W/l) 1=200/20。（1）指出各电路名称，画出小信号等效电路；（2）计算Av=vo/vi，和(W/l)2值。
解：
(1 ) R E ( R B1 // R B2 )
I CQ
R B1 R B1 R B2
V CC
RE
- 0.7V
1 .15 mA
Ri
rb' e
(1
) re
(1
)
VT I CQ
4.5k
R o R C // rce R C 4 k

复旦微电子-模拟电路-第4章习题答案

第4章习题解答1. 在图4-9(a)所示的基本电流镜电路中，已知场效应管的参数12n n OX W K C Lμ=和V TH ，电源电压V DD 以及电阻R 的值，试求参考电流I ref 的表达式。

解：图4-9(a)电路如下：VI O221()2D n OX GS TH WI C V V L μ=-DD GS D V V I R-=ref D I I =解以上方程即可求得I ref ，注意在两个解中取使场效应管工作在饱和区的解。

2. 若在图4-9(a)所示的基本电流镜电路中，要求I O ＝1mA 。

已知场效应管T 1的沟道宽长比是T 2的5倍，两管的V TH ＝0.75V ，电源电压V DD ＝5V ，T 1的212/n K mA V =。

试求电阻R 的值。

解：211()DD GSD n GS TH V V I k V V R-=-=222()1D n GS TH I k V V mA =-=125D D I I = 解以上方程即可求得R 的值，注意在两个解中取使场效应管工作在饱和区的解。

3. 试证明图4-14(b)电路中，电流源的输出电阻为44(1)O ce R r β≈+。

证明：在图4-14(b)电路中，为求电路的输出电阻，可以将电路进行交流等效然后用电路分析的方法求。

解，但这样求解比较烦琐，可以通过分析电路的结构用简化的分析方法求解。

VI refO分析电路的结构得知，T 2管的集电极与发射极间的输出电阻为2ce r ，这样求解电路的输出电阻可以近似为T 4发射极接电阻的共发射极放大器的输出电阻的求解，这样图4-14(b)电路的简化交流等效电路如下：R则：'442'431'2'4'42'431'2'431'2(){//[//(//)]}{//[//(//)]}//(//)o o m b e ce o ce b e e e b e b e b e o ce b e e e b e b e e e b e v i g v r i r r R r r r r v i r r R r r r r R r r r =-+++=-++++ 在 2'431'2//(//)ce b e e e b e r r R r r r ++ 且忽略2'431'2{//[//(//)]}o ce b e e e b e i r r R r r r ++情况下，可求得：44(1)oo ce ov r r i β=≈+ 4. 若已知下图中R 1＝600Ω，R 2＝200Ω，I ref ＝0.5mA ，试求I O的值，并讨论由此结果可以得出I O 与I ref 之间有什么近似关系？在什么条件下此近似关系成立？I O2解：这是比例电流镜。

场效应管考试题目及答案

场效应管考试题目及答案1. 场效应管的工作原理是什么？答案：场效应管的工作原理基于电场控制，通过改变栅极电压来控制源极和漏极之间的电流。

在增强型场效应管中，栅极电压必须达到一定的阈值才能使电流流动；而在耗尽型场效应管中，即使栅极电压为零，电流也能流动，栅极电压的变化用于调节电流的大小。

2. 场效应管与双极型晶体管（BJT）的主要区别是什么？答案：场效应管是电压控制器件，其输入阻抗高，输出阻抗低，而双极型晶体管是电流控制器件，其输入阻抗低，输出阻抗高。

场效应管的开关速度比双极型晶体管快，且场效应管的噪声水平更低。

3. 场效应管的漏极电流ID与栅源电压VGS之间的关系如何？答案：在一定范围内，场效应管的漏极电流ID与栅源电压VGS成正比。

当VGS增加时，ID也随之增加，但这种关系并非线性，而是受到漏极电压VDS的影响。

在饱和区，ID随着VGS的增加而增加，直到达到饱和电流IDSS。

4. 场效应管的阈值电压Vth是什么？答案：阈值电压Vth是指在增强型场效应管中，栅极电压必须达到的最小电压值，以使漏极电流开始流动。

当VGS等于Vth时，漏极电流ID开始显著增加。

5. 场效应管的沟道长度调制效应是什么？答案：沟道长度调制效应是指在场效应管中，当漏极电压VDS增加时，沟道的有效长度会减小，导致漏极电流ID增加。

这种效应在高电压操作下尤为明显，可以通过设计来减少其影响。

6. 如何测量场效应管的阈值电压Vth？答案：测量场效应管的阈值电压Vth通常需要使用半导体参数分析仪。

通过逐渐增加栅源电压VGS，并观察漏极电流ID的变化，当ID开始显著增加时对应的VGS值即为阈值电压Vth。

7. 场效应管的开关速度与哪些因素有关？答案：场效应管的开关速度与多种因素有关，包括器件的几何尺寸、沟道材料的迁移率、栅极电压的变化速率以及漏极电流的大小。

减小沟道长度、增加沟道宽度、提高材料迁移率以及快速的栅极电压变化都可以提高场效应管的开关速度。

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 。

—
图
G
0 1 2 3DS (V)
0 1 2 · 3DS (V)。

(完整版)模拟电路部分习题答案

解：
1．放大电路的静态工作点ICQ和UCEQ计算如下。
根据题3-9图所示电路列写直流负载线方程如下：
分别令IC=0，UCE=0，代入直流负载线方程，得到负载线上两个坐标点，M（3，0），N（0，1），连接M、N得到直流负载线。
根据直流通路，得基极静态工作电流为
直流负载线MN与iB=IB=15.3μA的输出特性曲线的交点Q就是静态工作点。Q点坐标为
（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。
（6）对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。
（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。
（8）错。绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常大。因此耗尽型N沟道MOS场效应管的UGS大于零，有绝缘层故而不影响输入电阻。2-3．怎样用万用表判断二极管的正、负极性及好坏？
2．RL=∞时，输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值的计算。
若RL=∞，交流负载线斜率与直流负载线斜率相同，为
如题3-9图b所示。
输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为
3．若RL=7kΩ，交流负载线斜率为
输入电压ui为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为
3-6如题3-12图所示放大电路中，已知晶体管的β=100，UBE=－0.3V。
3．输入电阻和输出电阻。
解：
1．静态工作点计算
2．电压增益AU。
本题目电路中，有旁路电容C，此时放大电路的电压增益为，
3．输入电阻和输出电阻的计算。
解：
a不能。没有直流偏置，不能提供合适的静态工作点。

第四章场效应管及其放大电路自测题-题

(1) 试画出该电路的直流通路和交流通路。 (2) 计算该电路的输入电阻、输出电阻和电压增益 AV VO Vi 。
图8
模拟电子技术基础自测题
6
9、图 9 为某共源极 MOS 管放大电路， RG1 1M , RG2 47k ， RG 10M，
RS 2k ， RD 20k ,电源VDD 12V ，其中场效应管为 N 沟道耗尽型，参数为
穷大。 (1) 试画出该电路的直流通路和交流通路。 (2) 计算该电路的输入电阻、输出电阻和电压增益 AV i VO Vi 。
图7
8 、下图为共漏极 MOS 管放大电路， RG1 RG2 100k ， RG 200k ，
RS RL 20k ，电源VDD 12V ， FET 参数 gm 2mS ， rd s 视为无穷大。
为何种类型的场效应晶体
管
，它对应的开启（阈值）
6
电压VGSth =
种类型的场效应晶体管
。②号曲线对应为何，
iD / mA
3
①
2 ②
1
它对应的电流 I DSS =
。（注： I DSS 为
VGS 0且VGD VGSoff 时的漏极电流）。
-1 0 1 2 vGS / V
ID/mA VGS/V
模拟电子技术基础自测题
(2) 设漏极与栅极间电阻 rd s 可忽略,求出该电路中频段的电压增益、输入电阻及
输出电阻。
图6
模拟电子技术基础自测题
5
7、图 7 为共栅极 MOS 管放大电路，RG 1k ，RD RL 10k ，电源VDD 12V ，
其中场效应管为 N 沟道 DMOSFET，参数为 gm 2mS ，漏极与栅极间电阻 rd s 无

集成电路原理第四章习题解答

I DSL
COX WD
LD
(V VTD ) VDSL VDSL GSL 2
1
2

此时TI、TL管均导通，应有 I DSI I DSL 可得
WD LD WE LE
VGSI
VTE
2
1 2 2 VGSL VTD V DSL V DSL 2
4
此CMOS反相器总功耗为
P=PT+PA=0.7510-3+0.5610-4W0.806mW
6、解释为何CMOS传输门的在传输高低电平时均无阈值损失？参考讲义整理。
7、为保证逻辑单元级联的正确，请在下图1、2、3方框内填上适当的逻辑块类型，标出各级所用的时钟符号，并完成各级之间的连接。最后简述依据。
CMOS与非门为无比电路，输出低电平可达到0V；而NMOS与非门为有比电路，其输出低电平与输入管和负载管宽长比有关。
CMOS与非门输出高电平可达到VDD，而NMOS与非门输出高电平有阈值损失，只能达到VDD-Vth NMOS与非门的静态功耗大于CMOS与非门
5、已知： CMOS反相器Vthn= ∣ Vthp∣=0.2VDD，n=p=110-4A/V2，
原来建立的上下极板感应电荷平衡被打破，如要保持沟道区导电电荷数目不变（强反型）th增大。表现出来即为体效应。
2、比较E/E饱和负载、E/E非饱和负载和E/D NMOS反相器的优缺点，哪一种结构能得到较好的功耗速度优值？
3、图中两级反相器I、 II均为E/D NMOS反相器，为了使级联反相器无电平损失，须保证： Vin=Vout=Vinv 若设定增强型器件阈值电压VTE=0.2VDD，耗尽型器件阈值电压VTD=-0.6VDD，转换电平Vinv=0.5VDD，则求出反相器II的负载管（或上拉管）与输入管（或下拉管）的宽长比之比。

作业参考答案4-场效应管集成电路负反馈

根据转移特性判断场效应管类型的方法：参考已讲管型a、b。
VP
VT
(a)N沟道结型场效应管(耗尽型)
(b)N沟道增强型MOS管转移特性曲线
1） vGS=0时：无iD为增强型；有iD为耗尽型。 2）增强型必为MOS管；对耗尽型：vGS可正可负的为MOS管，单侧的为JFET。 3）沟道：iD=0时，耗尽型管与横轴交点<0 (VP) 的为N沟道；增强型管 (MOS)与横轴交点>0 (VT) 的为N沟道。
Rd
(1) 画小信号等效电路：共源组态
(2)Av vo gm Rd 1 10 3.3 vi 1 gm R1 1 1 2
R1
R1
Rd
(3)Ri Rg 3 ( Rg1 || Rg2 ) 2075 Ω k
回顾：中频电压增益计算
RL
AVm
gm ( Rd || RL ) Vo 1 gm R Vi
Rc1 5.6kΩ
T1
+ vo － vO1 vO2
Re1 e Re2
vi2
IO
2mA
－VEE
vo Avd (vi1 vi2 ) -43.3 [0.01 (-0.01)] -0.866V
(-=5.6kΩ时，求v’o (3) 单端输出，RL=∞ 时，vO2=? 求Avd2、Avc2和KCMR2的值；
v v
oc2 ic
βRc2 rbe2 (1 β )(2ro Re2 )
Rc1 5.6kΩ
vic
Re1 2rO
T1
+
+
voc －
+
T2
Rc2 5.6kΩ vic
Re2