第三章例题

【例3-1】在图示电路中，已知场效应管的；问在下列三种情况，管子分别工作在那个区？

（1）,

（2）,

（3）,

【相关知识】

场效应管的伏安特性。

【解题思路】

根据管子工作在不同区域的特点，判断管子的工作状态。

【解题过程】

(1) 因为

管子工作在截止区。

(2) 因为

管子工作在放大区。

(3) 因为

管子工作在可变电阻区。

【例3-2】测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位及其开启电压如表1所示。试分析各管的工作状态(截止区、恒流区、可变电阻区)，并填入表内。

表1

【相关知识】

场效应管的伏安特性。

【解题思路】

根据管子工作在不同区域的特点，判断管子的工作状态。

【解题过程】

因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型MOS管。判断管子的工作状态

当，时，管子处于恒流区；

当，时，管子处于可变电阻区；

，管子处于截止区。

由此可判断出它们各自的工作状态如表2所示。

表2

【例3-3】两个场效应管的转移特性曲线分别如图 (a)、(b)所示，分别确定这两个场效应管的类型，并求其主要参数（开启电压或夹断电压，低频跨导）。测试时电流i D的参考方向为从漏极D到源极S。

(a) (b)

【相关知识】

（1）场效应管的转移特性。

（2）场效应管的电参数。

【解题思路】

根据场效应管的转移特性确定其开启电压或夹断电压，及在某一工作点处的跨导。

【解题过程】

（a）图曲线所示的是P沟道增强型MOS管的转移特性曲线。其开启电压U GS（th）＝－2V，I DQ= -1mA 在工作点（U GS＝－5V， I D＝－2.25mA）处，跨导

（b）图曲线所示的是N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线，其夹断电压，

在工作点（U GS＝－2V， I D＝1mA）处，跨导

【例3-4】电路如图（a）所示，管子T的输出特性曲线如图（b）所示。

（1）场效应管的开启电压U GS（th）和I DO各为多少？

（2）u I为0 V、8 V两种情况下u O分别为多少？

（3）u I为10 V时在可变电阻区内g−s间等效电阻r DS为多少？

【相关知识】

场效应管的主要参数，场效应管的工作状态。

【解题思路】

（1）从图（b）中读出场效应管的主要参数U GS（th）和I DO。

（2）列输出回路方程，用作图法确定u I为不同电压值时u O的值。

（3）求解对应u GS＝10 V的输出特性曲线的可变电阻区的等效电阻。

【解题过程】

（1）从图（b）可知U GS（th）＝4 V， I DO为U GS＝2 U GS（th）＝8 V时的I D，为1 mA。

（2）当u GS＝u I＝0 V时，管子处于夹断状态，因而i D＝0。u O＝u DS＝V DD −i D R d＝V DD ＝15 V。当u GS ＝u I＝8 V时，从输出特性曲线可知，管子工作在恒流区时的i D＝1 mA，所以

u O＝u DS＝V DD − i D R d＝（15−1×12）V＝3 V

U GD＝U G − U D＝（8−3）V＞U GS（th），故管子工作在可变电阻区。此时g−s间等效为一个电阻r DS，与R d分压得到输出电压。从输出特性中，在U GS＝8V的曲线的可变电阻区内取一点，读出坐标值，如（2，0.5），可得等效电阻

所以输出电压

（3）在u GS＝10 V的曲线的可变电阻区内取一点，读出坐标值，如（3，1），可得等效电阻

与u GS＝8V的等效电阻相比，在可变电阻区，u GS增大，等效电阻r DS减小，体现出u GS对r DS的控制作用。

【例3-5】电路如图(a)示。其中，，,,场效应管的输出特性如图（b）所示。试求电路的静态工作点、和之值。

图(a) 图(b)

【相关知识】

结型场效应管及其外特性，自给偏压电路，放大电路的直流通路、解析法、图解法。

【解题思路】

根据放大电路的直流通路，利用解析法或图解法可求得电路的静态工作点。

【解题过程】

由场效应管的输出特性可知管子的，

由式

及

得

与双极型晶体管放大电路类似，分析场效应管放大电路的静态工作点，也有两种方法，解析法和图解法

【另一种解法】

（1）在输出特性曲线上，根据输出回路直流负载线方程

作直流负载线MN，如图(d)所示。MN与不同的输出特性曲线有不同的交点。Q点应该在MN上。

图(c) 图(d)

（2）由交点对应的、值在~坐标上作曲线，称为~控制特性，如图 (c)所示。

（3）在控制特性上，根据输入回路直流负载线方程

代入，可作出输入回路直流负载线。该负载线过原点，其斜率为，与控制特性曲线的交点即为静态工作点。由此可得，

（4）根据，在输出回路直流负载线上可求得工作点，再由点可得

。

【例3-6】有一个场效应管放大电路如图(a)所示，已知I DSS＝4mA、U GS＝－2V、U P＝U GS(off)＝－4V、V DD＝20V。试求：

（1）静态漏极电流I DQ；

（2）R S1和R S2最大值；

（3）中频电压放大倍数；

（4）输入电阻和输出电阻。

图(a)

【相关知识】

场效应管放大电路的静态、动态分析。

【解题思路】

（1）根据放大电路的直流通路确定其静态工作点。

（2）根据放大电路工作于线性区的条件去确定R S1和R S2的最大值。

（3）根据放大电路的交流通路确定其电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。