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1、第 3 章 场效应管及其基本放大电路自测题填空题1按照结构,场效应管可分为。它属于型器件,其最大的优点是。2 在使用场效应管时,由于结型场效应管结构是对称的,所以极和极可互换。MOS 管中如果衬底在管内不与极预先接在一起,则极和极也可互换。3当场效应管工作于线性区时,其漏极电流iD只受电压的控制,而与电压几乎无关。耗尽型iD的表达式为,增强型iD的表达式为。4某耗尽型 MOS 管的转移曲线如题 3.1.4 图所示,由图可知该管的IDSS,UP=。5 一 个 结 型 场 效 应 管 的 电 流 方 程 为UID161GS(mA),则该管的IDSS,42题 3.1.4 图UP=;当uGS 0时的g
2、m。6N 沟道结型场效应管工作于放大状态时,要求0 uGS,uDS;而 N 沟道增强型 MOS 管工作于放大状态时,要求uGS,uDS。7耗尽型场效应管可采用偏压电路,增强型场效应管只能采用偏置电路。8在共源放大电路中,若源极电阻Rs增大,则该电路的漏极电流ID,跨导gm,电压放大倍数。9源极跟随器的输出电阻与和有关。答案:1结型和绝缘栅型,电压控制,输入电阻高。2漏,源,源,漏,源。uu3uGS,uDS,iD IDSS1GS,iD IDOGS1。44mA,3V。516mA,UPUT4V,8ms。6Up,uGSUP,UT,uGSUT。7自给,分压式。8减小,减小,减小。9gm,Rs。选择题1P
3、 沟道结型场效应管中的载流子是。A自由电子;B空穴;C电子和空穴;D带电离子。2对于结型场效应管,如果UGS|UP|,那么管子一定工作于。A可变电阻区;B饱和区;C截止区;D击穿区。3与晶体管相比,场效应管。A输入电阻小;B制作工艺复杂;C不便于集成;D放大能力弱4 工作在恒流状态下的场效应管,关于其跨导gm,下列说法正确的是。2Agm与IDQ成正比;Bgm与UGS成正比;22Cgm与UDS成正比;Dgm与IDQ成正比。5P 沟道增强型 MOS 管工作在恒流区的条件是。AuGSUT,uDSuGSUT;BuGSUT,uDSuGSUT;CuGSUT,uDSuGSUT;DuGSUT,uDSuGSUT
4、。6 某场效应管的IDSS为6mA,而IDQ自漏极流出,大小为8mA,则该管是。AP 沟道结型管;B增强型 PMOS 管;C耗尽型 PMOS 管;DN 沟道结型管;E增强型 NMOS 管;F耗尽型 NMOS 管。7增强型 PMOS 管工作在放大状态时,其栅源电压;耗尽型 PMOS 管工作在放大状态时,其栅源电压。A只能为正;B只能为负;C可正可负;D任意。8UGS 0V时,能够工作在恒流区的场效应管有。A结型管;B增强型 MOS 管;C耗尽型 MOS 管。9分压式偏置电路中的栅极电阻Rg一般阻值很大,这是为了。A设置静态工作点;B提高输入电阻;C提高放大倍数。答案:1B。2C。3D。4D。5B
5、。6C。7B、D。8A、C。9B。判断题1对于结型场效应管,栅源极之间的PN 结必须正偏。()2结型场效应管外加的栅源电压应使栅源间的耗尽层承受反向电压,才能保证其RGS大的特点。()3增强型 MOS 场效应管由于预先在SiO2绝缘层中掺入了大量正离子,因此存在原始的导电沟道。()4若耗尽型 NMOS 管的UGS大于零,则其输入电阻会明显变小。()5反映场效应管放大能力的一个重要参数是跨导。()6增强型场效应管,iD 0的必要条件是UGS UT。()7场效应管的热稳定性比晶体管好的原因是场效应管的多数载流子不参与导电。()8场效应管的突出优点是具有特别高的输出电阻。()9各种场效应管焊接时,都
6、应先将三个电极短接,用电烙铁的余热焊接。焊好后,再将短路线拆除。()答案:2、5、6 对;1、3、4、7、8、9 错。习题题图示出了四个场效应管的转移特性,其中漏极电流的方向是它的实际方向。试判断它们各是什么类型的场效应管,并写出各曲线与坐标轴交点的名称及数值。(a)(b)(c)(d)题图解:图(a)为NDMOS,图(b)为PJFET,UP 2V,IDSS 2mA;UP 2V,为PDMOS,UP 2V,IDSS 2mA;图(d)为NEMOS,IDSS 3mA;图(c)UT1V。题图示出了四个场效应管的输出特性。试说明曲线对应何种类型的场效应管,并根据各图中输出特性曲线上的标定值确定UP、UT及
7、IDSS数值。(a)(b)(c)(d)题图解:图(a)为NEMOS,UT3V;图(b)为PEMOS,UT 2V;图(c)为PDMOS,UP 2V,IDSS 2mA;图(d)为NDMOS,UP 3V,IDSS 3mA。试分别画出题图所示各输出特性曲线对应的转移特性曲线。解:(a)(b)(c)(d)题解图在题图所示的场效应管放大电路中,设UT 4V,IDO10mA。VDD18V,Rg 2M,Rg1150k,Rg2160k,Rd10k,Rs11k,Rs210k,UGSQ、试计算:(1)静态工作点IDQ、RL10k。UDSQ;(2)Ri、Ro;(3)Au。解:(1)题图Rg2160UVDD IDQ(R
8、s1 Rs2)=1811IDQ9.2911IDQGSQR R150160g1g222UGSQUGSQIDQ IDOU11041T解得:IDQ1 0.57mA,IDQ2 0.41mA,UGSQ1 3.02V(舍去),UGSQ2 4.78V故静态漏极电流IDQ 0.41mA,UGSQ 4.78VUDSQVDD IDQ(Rd Rs1 Rs2)180.41(10110)9.39V(2)Ri Rg Rg1/Rg2 2150103/160 103 2.08MRo Rd10k210 4.782IDOUGSQ11 0.98mA/V(3)gmUTUT44Augm(Rd/RL)0.98(10/10)2.471 g
9、mRs110.981带有源极电容Cs的场效应管放大电路如图 3.2.2(a)所示。设VDD18V,Rg10M,Rg1 2.2M,Rg2 51k,Rd33k,Rs 2k,已知场效应管的gm 2mA/V,各电容都足够大,试求:(1)中频电压放大倍数Au;(2)若接上负载电阻RL100k,求中频电压放大倍数Au;(3)求输入电阻和输出电阻;(4)若Cs开路,问接RL后的|Au|下降到原来的百分之几解:(1)Au gmRd 233 66(2)Au gm(Rd/RL)2(33/100)49.62(3)Ri Rg Rg1/Rg210106(2.2106)/(51103)10.05MRo Rd33k(4)若
10、Cs开路,Au20%。AuAugmRL 0.2 Au,即下降到原来的1 gmRs1 225在 题 图 所 示 的 场 效 应 管 放 大 电 路 中,设UGSQ 2V,VDD 20V,Rg1M,Rd10k;管子参数IDSS 4mA,UP 4V。(1)求电阻R1和静态电流IDQ;(2)保证静态UDSQ 4V时R2的值;(3)计算Au。u解:(1)由转移曲线方程iD IDSS1GS得UP2IDQU2 IDSS1GSQ 411mA,UP4UGSQIDQ 2 2k122由UGSQ IDQR1得R1(2)由UDSQVDD IDQ(Rd R1 R2)得R2VDDUDSQIDQ(Rd R1)204(10 2
11、)4k12IDSSUGSQ2421(3)gm 1 1mA/VUPUP44Au gmRd110 1.431 gm(R1 R2)11(2 4)在题图所示的场效应管放大电路中,设UP 3V,IDSS3mA。VDD 20V,Rg1M,Rd12k,Rs1 Rs2500。试计算:(1)静态工作点;(2)Au1和Au2;(3)Ri、Ro1和Ro2。解:(1)22UGSQUGSQIDQ IDSS131U3解方程得PUGSQ IDQ(Rs1 Rs2)IDQ(500500)IDQ11.15mA,IDQ2 7.86mA(舍去)UGSQ IDQ(Rs1 Rs2)1.15103(500 500)1.15VUDSQVDD
12、 IDQ(Rd Rs1 Rs2)201.15(12 0.5 0.5)5.05V(2)gm 2IDSSUGSQ1UPUP231.151 1.24mA/V33Au1 gmRd1.2412 9.191 gmRs111.240.5Au2gmRs11.240.5 0.381 gmRs111.240.5(3)Ri Rg1MRo1 Rd12kRo2 Rs1/11 0.5/0.31kgm1.24在题图所示的场效应管放大电路中,设UP 4V,IDSS 2mA。VDD15V,Rg1M,(1)静态工作点;Rs8k,RL1M。试计算:(2)Ri和Ro;(3)Au。题图解:(1)22UGSQUGSQIDQ IDSS1
13、21解方程得U4PUGSQ IDQRs IDQ8IDQ1 0.82mA,IDQ2 0.31mAUGSQ1 IDQ1Rs 0.828 6.56V(舍去)UGSQ2 IDQ2Rs 0.318 2.48VUDSQVDD IDQRs150.318 12.52V所以静态工作点为IDQ 0.31mA,UGSQ 2.48V,UDSQ12.52V。(2)gm 2IDSSUGSQ222.4811 0.38mA/VUPUP44Ri Rg1MRo Rs/118/1.98kgm0.38(3)AugmRs0.388 0.751 gmRs10.388如图 3.2.3(a)所示的场效应管放大电路中,设VDD 20V,Rg1M,Rg1 2M,Rg2 500k,Rs10k,RL10k。且UGSQ 0.2V,(1)静态值IDQ、UDSQ;(2)Au、Ri和Ro。gm1.2mAmV。试计算:解:(1)由UGSQRg2Rg1 Rg2VDD IDQRs得IDQ11Rg2500VU200.2 0.42mADDGSQ102000500RsRg1 Rg2UDSQVDD IDQRs 200.4210 15.8V(2)AuUogm(Rs/RL)1.2(10/10)0.86Ui1 gm(Rs/RL)11.2(10/10)Ri Rg Rg1/Rg21 2/0.5 1.4MRo Rs/1110/0.77kgm1.2