完整版第四章场效应管习题答案x.docx
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完整版第四章场效应管习题答案x
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
2・结型场效应管发生预夹断后,管子_
3.关断b.进入恒流区
3•场效应管的低频跨导gs杲
3.常数b.不是常数
4.场效应管靠导电。
3.—种载流子b.两种载流子
5.增强型PMOS管的开启电压
3.大于零b.小于零
6.增强型NMOS管的开启电压
3.大于零b.小于零
C.进入饱和区
c.栅源电压有关
c.等于零
c.等于零
d.漏源电压
d.可变电阻区
d.栅源电床无关
C・电了
d.空穴
d.
d.
或人于零或小于零
或人于零或小于零
7.只有场效应管才能采取自偏压电路。
s增强型b.耗尽型c.结型
8.分压式电路中的栅极电阻Rg・・般阻值很人,目的是
3.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(共漏极放人器)的输出电阻与
a.跨仔gb.凜磁H1W1R
mS
d.增强型和耗尽型
有关。
g
C.皆于矜导
10.某场效应管的Idss为6mA,而Idq自漏极流出,人小为
JP沟道结型管c.增强型PMOS管e.增强型NMOS管
b.N沟道结型管
d.耗尽型PMOS管
f耗尽型NMOS管
解答:
l.b2.b3.b,c4.a5.b
6.a7.b,c&d9c10.d
4-2已知题4・2图所示中各场效应管工作在恒流区,
u[fJfSfEC>0,M0・<0.00、仕越〉力■別蛆与仕衣SVF“
GS
相疲极电阻R
m
8mA,则该管是_
请将管了类型、电源VDD的极性(十、・)、
(b)
题4・2图 图号 项目 (a) (b) (C) (d) (e) ⑴ 沟道类型 N P N N P P 增强型或耗尽型 结型 结型 增强型 耗尽型 增强型 耗尽型 解: 电源VD极性 + — + + — — Ugs极性 W0 20 >0 任意 <0 任总 4・3试分析如题4・3图所示各电路能否正常放人,并说明理由。 OVdd Rd Co -Vdd RG1 Cx T UO (d) c HI RO: + Ui Rg J-i — VT UO o (c) O-VDD 解: (e) + Ci CTVT 题4-3图 (P)不能。 VT是-个N沟道JFET,要求偏置电压Ugs满足Uos,off 电压Ugs>0,因此不能进行正常放大。 (b)能° VT是-个P沟道JFET,要求偏置电压Ugs满足0 电压UGS>0,只要在0 (d)不能。 虽然MOSFET的漏极D和源极S可以颠倒使用,但是此时衬底的接法也需要调整。 虽 (f)能。 VT是•个P沟道耗尽型MOSFET,夹断电压UGS.off>0,放人时耍求偏置电压Ugs满足 U0.如果涌足u GSGS.offGSGSGS.off 47电路如题4・4图所示,V-24V,所用场效应管为N沟道耗尽型,其参数I-0.9mA, DDDSS UGS.off—4V,跨导grn-1.5mAVo电路参数Roi-200kQ,Ro: -64kQ,Rg-1MQ,Rd-Rs-Rl-IORQo试求: 1.静态工作点。 2•电压放大倍数。 3.输入电阻和输出电阻。 4. 解上tfri两个联立方程组,得 ID0.64mA U GS0.62V漏源电压为 AU——gmRD//RL1.510//107.5 ui 3.输入电阻和输出电阻。 r 输入电阻iRgRG1//RG21000200//641.05MQ 输出电阻U//RDRD10kQ 4・5电路如题4-5制林.vDD-]8V,所用场效应管为N沟道耗尽型,其跨导理皿丫 电路参数Rgi-2.2MQ,RG: -51kQ,Rg-10MQ,Rs-2kQ,Rd-33kQo试求: 1•电压放大倍数。 2.若接上负载电阻RL-100kQ,求电压放大倍数。 3.输入电阻和输出电阻。 4.定性说明当源极电阻Rs增人时,电压放人倍数、输入电阻、输出电阻是否发生变化? 如果有变化,如何变化? 5.若源极电阻的旁路电容Cs开路,接负载时的电压增益下降到原来的百分之几? 解: 1.无负载时,电压放人倍数 AU汕gmRD23366 u1 2.有负载时,电压放大倍数为 Un AUgmRD//RL233〃10050 ui 3.输入电阻和输出电阻。 r 输入电阻1RgRgi//Rg2102.2//0.05110MQ 输出电阻LoRD33kO 4.N沟道耗尽型FET的跨导定义为 AU—gmRD〃RL ui 当源极电阻Rs增大时,有RsU6SiDg皿IAUI 所以当源极电阻RS增人时,跨导gna减小,电压增益因此而减小。 输入电阻和输出电阻与源极电阻R: 无关,因此其变化对输入电阻和输出电阻没有影响。 4-6电路如题4-6图a所示,MOS管的转移特性如题4-6图b所示。 试求: 1•电路的静态工作点。 2•电压增益。 3.输入电阻和输出电阻。 解: 1.静态工作点的计算。 根据MOS管的转移特性曲线,可知当Ugs・3V时,lDQ-0.5mA。 此时MOS管的压降为UDSQVddIdQRD120.5107V2•电压增益的计算。 根据MOS管的转移特性曲线,Uos.off-2V: 当Ugs-4V时,iD-lmA. U2 GS [DXDSS1 u, 根据GSoff解得Idss-IhiA3 解: 1.静态工作点计算 U GSQ rg: uI DDDQ KK GlG2 Q IDQ UGSQ IDSS1 UGS.off 将参数代入,得 U gsq0.047182103Idq0.412103Idq 0.04722 JUgQ DQ0.51031~~j- I 解得: dq0.3mA O3Q0.2V 2•电压增益Auo 本题目电路中,有旁路电容C,此时放人电路的电压增益为, AU gmUGSRD gm ID UGS・o任 3.输入电阻和输出电阻的计算。 riRGRG1〃RG210M2M//47K10MQ roRD30KQ 4・8电路如题4-8图所示。 场效应管的gm-2mS,id: 为无穷人,电路中各电容对交流均可视为短路,试求: 1-电路的电压增益Al-o 2. 输入电阻和输出电阻。 3. 题4-8图 解: 1.电路的电压增益Au. roRD20kQ 4-9电路如题4-9图所示。 已知Vdd-20V,Ro-51MQ,Rci-200kQ,Rc2-200kQ,Rd-22 场效应管的gm-2mSo试求: 1.无自举电容c时,电路的输入电阻。 2.有自举电容C时,电路的输入电阻。 —VDD iRO1[ o ]rd TQ L Ci亠1Rg1c1_r-IMaH )卜i 'Rs J fig4-9图 L 分析: 电路中跨接在电阻Rg和源极S之间的C称为自举电容,该电容将输出电压信号u。 反馈到输入端的栅极G.形成正反馈,提升了电路的输入电阻no 关于负反馈电路的分析计算将在第7章详细介绍。 解: 1.无自举电容C时电路输入电阻计算 根据电路可知,输入电阻为 nRGRG1//RG2510.2//0.251.1MQ 2.有自举电容C时电路的输入电阻计算 此时交流等效电路如图题4-9图a所示。 根据等效电路图,可知柵极对地的等效电阻为 其中电流RG 输岀电压U°umUgsRg1〃RG2"RS 当电流ii很小时,gmugsRG1〃RG2〃RS 电压放人倍数为 uogmUGERG1,•Rg? ,•Rs 11g11 uiGSGSRG1//RG2〃RS ()1R ()亠 11200//200//2219 ri—19RG1951969MQ •■ 11 计算结果说明自举电容c使电路的输入电阻捉高了。 ,耦合电容 4-10电路如题4-10图所示。 己知gm-1.65Ms,Rgi-Rgz-IMQ,Rd-Rl-3kCi-Co-10PFo试求 1•电路的中频增益Auo 2.估算电路的下限截止频率「 解: 1•电路的中频增益Auo 图4J0图a gu mgs 1 rd〃Rl g11 °mgsRD1 AU no j Co 增益函数 U1 U1 Ui1jRl u a— RG1门RG2 iRG1〃 RG2Ci R G1 1 1jRG1 //RG2Ci U1 〃RG2jci 整理得 jRLCo )RLCo AU RD1jRLCo JRG1//RG2Ci 1jRDRLCo1jRGl〃RG2Ci显然增益函数有两个极点和两个零点和两个极点。 零点分别为 f Z10 f11 z2'5.4Hz 2RLCo231010106 极点分别为 所以下限频率为fL5.4Hz 3•电路高频等效电路如题4J0图b所示。 高频增益函数为 uo Us UO 1 gmuGSRD//RLH jCds 1 Rg1力RG2〃 jCgs 1us RSRdARoz// Jcgs ATT1 UsgmRdflRl••• JCds 其中: Rs为信号源内阻。 CC1AC S-gsu乡 cAU1 1 RG1/*RG2// J5s 1 RSRG1//RG2” AU 增益函数的两个极点分别为 1 2RD〃RLCds 1 KSKG1〃KG2C 通常Pl 削2,RG1//RG2 1 °,所以高频截止频率为p2, 2RG1//RG2C.
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