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Uth(或夹断电压Up)约是多少。
iD / mA-iD / mA321-10iD / mA1-32uGS / V-3-2-10uGS / V(a)-4-20uGS / V(b)(c)
图4.1 习题4.1图
解:(a) N沟道 耗尽型FET UP=-3V; (b) P沟道 增强型FET UT=-4V; (c) P沟道 耗尽型FET UP=2V。
4.2 某MOSFET的IDSS = 10mA且UP = -8V。(1) 此元件是P沟道还是N沟道?(2) 计算UGS = -3V是的ID;(3) 计算UGS = 3V时的ID。
解:(1) N沟道; (2) ID?IDSS(1?(3) ID?IDSS(1?UGS3)?10?(1?)?3.9(mA) UP8UGS3)?10?(1?)?18.9(mA) UP84.3 画出下列FET的转移特性曲线。
(1) UP = -6V,IDSS = 1mA的MOSFET;(2) UT = 8V,K = 0.2mA/V2的MOSFET。 解:
iD/mA1oiD/mA3.2uGS/V (2)
-6(1)
o812uGS/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:
iD耗尽型N沟道增强型N沟道UPoUTUTUPuGS
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
增强型耗尽型P沟道P沟道(b) 不能放大,增强型不能用自给偏压
??1,可增加Rd,并改为共源放大,(d)不能放大,增强型不能用自给偏压。共漏Au将管子改为耗尽型,改电源极性。
(c) 能放大
图4.2 习题4.5电路图
4.6 电路如图4.3所示,MOSFET的Uth = 2V,Kn = 50mA/V2,确定电路Q点的IDQ和UDSQ值。
解:UGSQ?Rg2Rg1?Rg2?VDD?15?24?3.13(V)
100?15
IDQ?Kn(UGSQ?Uth)2?50?(3.13?2)2?63.9(mA)
UDSQ?VDD?IDQRd?24?63.9?0.2?11.2(V)
+VDD12V+VDD24V+VDD-9VRd560ΩVTVTRg1100kΩRd200ΩRd1.0kΩVTRg215kΩRg10MΩRg10MΩ
(a)(b)
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UDS,已知|IDSS| = 8mA。
解:(a) UGSQ=0(V) IDQ=IDSS=8(mA) UDSQ=VDD-IDQRd = 12-8×1=4(V) (b) UGSQ=0(V) IDQ=IDSS=-8(mA)
UDSQ=VDD-IDQRd = -9+8×0.56=-4.52(V)
4.8 电路如图4.5所示,已知VT在UGS = 5V时的ID = 2.25mA,在UGS = 3V时的ID = 0.25mA。现要求该电路中FET的VDQ = 2.4V、IDQ = 0.64mA,试求:
(1) 管子的Kn和Uth的值; (2) Rd和RS的值应各取多大? 解:(1)ID=Kn(UGS-Uth)2
2.25= Kn(5-UTh)2 0.25= Kn(3-Uth)2 → Uth1=3.5(V) (不合理,舍去),Uth2=2(V) 求得:Kn=0.25mA/V2,Uth=2V
(2)VDQ=VDD-IDQ·Rd 2.4=12-0.64Rd →Rd=15kΩ
0.64?0.25(UGSQ?2)2 →UGSQ1=0.4(V)(不合理,舍去) UGSQ2=3.6(V)
UGSQ=10-0.64·Rs ∴Rs=10kΩ
4.9 电路如图4.6所示,已知FET的Uth = 3V、Kn = 0.1mA/V2。现要求该电路中FET的IDQ = 1.6mA,试求Rd的值应为多大?
+VDD12VRdRd+VDD15VVTRg1.2MΩRS-VSS-10VVT