杭电电子信息学院2017模电chap4

场效应管

4.1 MOSFET & 4.2JFET •NEMOSFET结构•NEMOSFET工作原理•NEMOSFET伏安特性及沟道长度调制效应•PEMOSFET •DMOSFET •CMOS•

衬底效应•JFET

练习1：请说出以下几种电路符号的名称

练习2：判断以下几种转移特性曲线是何种FET

练习3：由实验测得两种场效应管具有如图所示的输出特性曲线，试判断它们的类型，并确定夹断电压或开启电压值。

从开启电压或者夹断电压的正负判断，“+”为N 沟道，“-”为P 沟道；当V GS =0时是否有导电沟道存在可知增强型或耗尽型，存在则是耗尽型，不存在则是增强型。（1）图a 为P 沟道耗尽型；（2）图b 为P 沟道增强型

练习4：考虑一个NEMOSFET，其k n ’=50µA/V 2，V t =1V，以及W/L=10。求下列情况下的漏极电流：

（1）、V GS =5V且V DS =1V；

（2）、V GS =2V且V DS =1.2V；

（3）、V GS =0.5V且V DS =0.2V；

（4）、V GS =V DS =5V；

练习5：一个NMOS晶体管有V T =1V。当管子工作在变阻区时，V GS =2V，求得电阻R DS 为1KΩ。为了使R DS =500Ω，则V GS 为多少？当晶体管的W为原W的二分之一时，求其相应的电阻值。

练习6：用欧姆表的两测试棒分别连接JFET的漏极和源级，测得阻值为R 1，然后将红棒（接负电压）同时与栅极相连，发现欧姆表上阻值仍近似为R 1，再将黑棒（接正电压）同时与栅极相连，得欧姆表上阻值为R 2，且R 2>>R 1，试确定该场效应管为N沟道还是P 沟道。

该场效应管为P沟道：V GS <0时，低阻抗；V GS >0时，高阻抗；显

然V GS <0时，管子导通，可知其为P沟道。

练习7：解释FET特殊效应•沟道长度调制效应•衬底效应

直流偏置设计的目的•

为何要设计直流偏置

保证MOSFET在信号的一个周期内均是导通的，使信息能进行放大并传递。•如何设置合适的静态工作点

使MOSFET工作在一个合适的(V GS ,I D )上，并确保晶体管对所有期望的输入信号值都工作在饱和区，即有较大的交流输入范围。

V=V t

•采用固定的V GS偏置

练习8：有几种直流偏置电路结构？各有什么特点？•分压式偏置

•漏极反馈反馈电阻

•自给偏压式偏置电路

•源极偏置电路

•恒流源偏置方法；

讨论：参数设计

练习9如图所示，(W /L )=0.25mA/V 2，V t =1.5V 。画出其直流通路，并确定静态工作点Q 。n k

练习12：图题4.4所电路中FET的V t

=1V，静态时I DQ=0.64mA，(W/L)=0.5mA/V2，

n

k

求：（1）源极电阻R应选多大？

（2）电压放大倍数Av、输入

电阻Ri、输出电阻Ro；

（3）若Cs虚焊开路，则Av、

Ri、Ro

为多少？

练习13:如图所示电路中的MOSFET有V t =1V, (W/L)=0.8mA/V2，

V A=40V。n k

（1）求RD、RS、RG的值，使得

ID=0.1mA，当漏极最大的信号幅度为±1V时，

求最大的RD值，栅极的输入电阻为10MΩ

（2）求偏置点的g m和r o值；

（3）如果节点Z接地，节点X接到内阻为

500k 的信号源，节点Y接到40k 的负载电

阻，求从信号源到负载的电压增益、R i、R o。

（4）如果节点Y接地，求Z开路时从X到Z

的电压增益。该源极跟随器的输出电阻为多

少？

，

练习14：如图所示的共栅极电路，2

/

m

g mA V

（1）确定A v和A vs；

（2）R L变为2.2k ，计算A v

和A vs，并说明R L的变化对电压

增益有何影响；

（3）R sig变为0.5k （R L为

4.7k ），计算A v和A vs，说明

R sig

的变化对电压增益有何影响。

vs

练习15：求MOSFET工作在I D

=100 A和V OV=0.25V 时的f T值。已知该MOSFET的C gs

=20fF，C gd=5fF

。

练习12:如图所示电路中的MOSFET 有V t =1V ，，(W /L )=0.8mA/V 2，V A =40V ，，。n

k G 10R M 35S R k 35D R k （1）求静态作点I DQ 、V GSQ ；

（2）求偏置点的g m 和r o 值；

（3）如果节点Z 接地，节点X 接到内阻为500k 的信号源，节点Y 接到40k 的负载电阻，求从信号源到负载的电压增益、R i 、R o 。（4）如果节点Y 接地，求Z 开路时从X 到Z 的电压增益。该源极跟随器的输出电阻为多少？

，