模电第4章 参考答案

第四章参考答案

4.1 根据图4.39所示的场效应管转移特性曲线，判断场效应管的类型，并标出夹断电压G S(off)U 或开启电压G S(th)U 和漏极饱和电流D SS I 的位置。

D

i GS

v 0

D

i GS

v 0

D i GS

v

（a ） （b ） （c ）

图4.39 习题4.1的图

解：

D

i GS

v 0

D i GS

v 0

D i GS

v GS(off)

U GS(off)

U GS(off)

U

（a ） （b ） （c ）

图题4.1 答案

（a ）P 沟道耗尽型MOS 管；（b ）N 沟道耗尽型MOS 管；（c ）P 沟道结型FET 。

4.2 根据图4.40所示的场效应管输出特性曲线，判断场效应管的类型，并确定夹断电压G S(off)U 或开启电压G S(th)U 的大小。

i D /mA

u DS /V 0

u GS = 3V u GS = 2V

u GS = 4V u GS =5V i D /mA

u DS /V

u GS = -2V u GS = -3V

u GS = -1V u GS =0V i D /mA

u DS /V

0u GS = -5V u GS = -6V

u GS = -4V u GS =-3V

（a ） （b ） （c ）

图4.40 习题4.2的图

解：（a ）N 沟道增强型MOS 管，GS(th)2V U =；（b ）P 沟道增强型MOS 管，GS(th)3V U =-；（c ）N 沟道结型FET ，GS(off)3V U =-。

4.3 在场效应管组成的电路中，其各极的电位如图4.41所示，已知G S(off)G S(th)3V U U ==，确定管子的工作状态。

3V

1V

8V

1V

1V 8V

-5V

0V -1V

0V

4V 4V

（a ） （b ） （c ） （d ）

图4.41 习题4.3的图

解：（a ）截止区；（b ）饱和区；（c ）可变电阻区；（d ）饱和区。 4.4 已知N 沟道增强型MOS 管的参数为G S (t h )

1V U =，100m W =μ，5m L =μ，2

n 650cm /V s μ= ，9

2

ox 76.710F /cm C -=⨯。当GS GS(th)2U U =，管子工作在饱和区，试计算此

时的漏极电流D I 。

解： 22

n ox D n GS GS(th)GS(th)()(2)1mA 2μC W I K u U U L

=-=

⨯≈

4.5判断图4.42中的各电路能否放大交流信号，并说明理由。

D

R +

-

i

u +

-o

u G

R R

1

C S

C 2C +

+

+

DD

V -G1R G2

R D

R +

-

i

u +

-

o

u G

R R

1

C S

C 2

C +

+

+

DD

V

（a ） （b ）（b ）不能，GS 0

U =没

有形成导电沟道，所以不能正常放大；

D

R +

-

i

u +

-o

u G

R R

1

C S

C 2C +

+

+

DD

V +

-

i

u +

-

o

u G

R R

1

C S

C 2

C +

+

+

DD

V

（c ） c ）不能，因为GS 0U >；（ ）不能，因为缺少漏极电阻D

R

图4.42 习题4.5电路图

解：（a ）能；（d 。

4.6 电路如图 4.43所示，已知DSS 4mA I =，GS(off)4V U =-，G 1M R =Ω，1K R =Ω，

D 2K R =Ω， DD 12V V =。电容的容量足够大，求静态工作点

Q （GSQ U 、DSQ U 、D Q I ）。

D

R +

-

i

u +

-

o

u G

R R

1

C S

C 2C +

+

+

DD

V R

u

u

C C

V

R

R

R

u V

R

V

-

图4.43 习题4.6电路图

解： G S Q G S D Q

D Q

1U U U I R I =-=-=-⨯ 假设管子工作在饱和区则

GSQ DQ 2

2

DQ DSS GS(off)

1(1)4(1)4

U I I I U ⨯=-

=⨯-

解得合理解，DQ 1.53mA I =，GSQ 1.53V U =-

DSQ DD DQ D ()12 1.5337.41V U V I R R =-+=-⨯=

因为DSQ GSQ GS(off)(7.41 1.534)U U U >->-+，管子工作在恒流区，假设成立。 所以静态工作点GSQ 1.53V U =-，DSQ 7.41V U

=，DQ 1.53mA I =。

4.7电路如图4.44所示，已知2n 0.1mA/V K =，G S(th)1V U =，G130K R =Ω，G220K R =Ω，

D 10K R =Ω

， DD 5V V =。电容的容量足够大，求该电路的静态工作点，说明此时场效应管

工作在什么状态。

u

D

R +

-

i

u +

-

o

u 1

C 2C +

+

DD

V G1

R G2

R R

u u

C

V R

V

-

图4.44习题4.7电路图

解：G 1G D D G 1G 2

3053V

2030

R U V R R =

=

⨯=++

GSQ G S 3V U U U =-=

假设管子工作在饱和区

2

2

D Q n G SQ G S(th)()0.1(31)0.4mA

I K U U =-=⨯-=

DSQ DD DQ D 50.4101V U V I R =-=-⨯=

因为DSQ GSQ GS(off)(131)U U U <-<-，管子工作在可变电阻区，假设不成立。则

2

2

D Q n G SQ G S(th)D SQ D SQ D SQ D SQ [2()]0.1(4)

I K U U U U U U =--=⨯⨯-

DSQ DD DQ D U V I R =-

解得合理解，DQ 0.36mA I =，DSQ 1.4V U =