电工学(下册)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

4.1 图4.1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。

GS

GS (a)

(b)

(c)

图4.1 习题4.1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 。

4.2 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)83

1(10)1(P GS DSS D =-⨯=-=U U I I (3) )mA (9.18)8

3

1(10)1(P GS DSS D =+⨯=-

=U U I I 4.3 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 = 0.2mA/V 2的MOSFET 。 解：

(1)

/V

(2)

i D /V

4.4 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 D

u GS

o

耗尽型

N沟道

增强型

N沟道

U P U T

U P

U T

耗尽型

P沟道

增强型

P沟道

4.5判断图4.2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

<

u

A ，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4.2 习题4.5电路图

4.6 电路如图4.3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

.3

24

15

100

15

DD

g2

g1

g2

GSQ

=

⨯

+

=

⨯

+

=V

R

R

R

U

22DQ n GSQ th ()50(3.132)63.9(mA)I K U U =-=⨯-=

)V (2.112.09.6324d DQ DD DSQ =⨯-=-=R I V U

R g1

R g2100k 15k Ω

(a)

图4.3 习题4.6电路图 图4.4 习题4.7电路图

4.7 试求图4.4所示每个电路的U DS ，已知|I DSS | = 8mA 。

解：(a) U GSQ =0(V) I DQ =I DSS =8(mA) U DSQ =V DD －I DQ R d = 12－8×1=4(V) (b) U GSQ =0(V) I DQ =I DSS =－8(mA)

U DSQ =V DD －I DQ R d = －9+8×0.56=－4.52(V)

4.8 电路如图4.5所示，已知VT 在U GS = 5V 时的I D = 2.25mA ，在U GS = 3V 时的I D = 0.25mA 。现要求该电路中FET 的V DQ = 2.4V 、I DQ = 0.64mA ，试求：

(1) 管子的K n 和U th 的值； (2) R d 和R S 的值应各取多大？ 解：（1）I D =K n (U GS -U th )2

2.25= K n (5-U Th )2 0.25= K n (3-U th )2 → U th1=

3.5(V) (不合理，舍去)，U th2=2(V) 求得：K n =0.25mA/V 2，U th =2V

（2）V DQ =V DD -I DQ ·R d 2.4=12－0.64R d →R d =15k Ω

2GSQ )2(25.064.0-=U →U GSQ1=0.4(V)(不合理，舍去) U GSQ2=3.6(V)

U GSQ =10－0.64·R s ∴R s =10k Ω

4.9 电路如图4.6所示，已知FET 的U th = 3V 、K n = 0.1mA/V 2。现要求该电路中FET 的I DQ = 1.6mA ，试求R d 的值应为多大？

V DD

SS

V DD R g 1.2M

图4.5 习题4.8图 图4.6 习题4.9图

解：1.6=0.1(U GSQ －3)2 ∴U GSQ1=7(V) U GSQ2=－1(V)(不合理，舍去) U DSQ =U GSQ =7(V) U DSQ =15－1.6×R d ∴R d =5k Ω

4.10 电路如图4.7所示，已知场效应管VT 的U th = 2V ，U (BR)DS = 16V 、U (BR)GS = 30V ，当U GS = 4V 、U DS = 5V 时的I D = 9mA 。请分析这四个电路中的场效应管各工作在什么状态(截止、恒流、可变电阻、击穿)？

R g 1.2M R d

Ω15V

R g 1.2M R d Ω20V

R g 1.2M R d Ω12V

R g 1.2M R d Ω12V

(a)(b)(c)(d)

图4.7 习题4.10图

解：(a) 截止

(b) U DSQ =20V>U (BR)DS ，击穿

(c) I D =K n (U GS -U th )2 9= K n (4－2)2 ∴K n =2.25mA/V 2 U GSQ =3V I DQ =2.25(3－2)2 ∴I DQ =2.25mA → U DSQ =12－2.25×5=0.75(V)

(d) U DSQ =12－2.25×3=5.25(V)>U GSQ －U th =1V

∴处于恒流区

4.11 图4.8所示场效应管工作于放大状态，ds r 忽略不计，电容对交流视为短路。跨导为m 1ms g =。（1）画出电路的交流小信号等效电路；（2）求电压放大倍数u A •

和源电压放大倍数us A •

；（3）求输入电阻i R 和输出电阻o R 。