简述耗尽型和增强型MOS场效应管结构的区别；对于适当的电压偏置（VDS>0V，VGS>VT），画出P沟道增强型MOS场效应管，简要说明沟道、电流方向和产生的耗尽区，并简述工作原理。
解：耗尽型场效应管在制造过程中预先在衬底的顶部形成了一个沟道，连通了源区和漏区，也就是说，耗尽型场效应管不用外加电压产生沟道。而增强型场效应管需要外加电压VGS产生沟道。
随着VSG逐渐增大，栅极下面的衬底表面会积聚越来越多的空穴，当空穴数量达到一定时，栅极下面的衬底表面空穴浓度会超过电子浓度，从而形成了一个“新的P型区”，它连接源区和漏区。如果此时在源极和漏极之间加上一个负电压VDS，那么空穴就会沿着新的P型区定向地从源区向漏区移动，从而形成电流，把该电流称为漏极电流，记为iD。当vSG一定，而vSD持续增大时，则相应的vDG减小，近漏极端的沟道深度进一步减小，直至vDG?Vt，沟道预夹断，进入饱和区。电流iD不再随vSD的变化而变化，而是一个恒定值。
?=?50μA/V2，Vt?=?1V，以及W/L?=?10。求下列情况下的 考虑一个N沟道MOSFET，其kn漏极电流：
（1）VGS?=?5V且VDS?=?1V； （2）VGS?=?2V且VDS?=?； （3）VGS?=?且VDS?=?； （4）VGS?=?VDS?=?5V。
(1) 根据条件vGS…Vt，vDS??vGS?Vt?，该场效应管工作在变阻区。
2??W??vGS?Vt?vDS?1vDSiD?kn= ?L?2??(2) 根据条件vGS…Vt，vDS??vGS?Vt?，该场效应管工作在饱和区。
2?W?vGS?Vt?= iD?1kn2L(3) 根据条件vGS?Vt，该场效应管工作在截止区，iD?0
(4) 根据条件vGS…Vt，vDS??vGS?Vt?，该场效应管工作在饱和区
2?W?vGS?Vt?=4mA iD?1kn2L
由实验测得两种场效应管具有如图题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。
图题
图（a）P沟道耗尽型 图 (b) P沟道增强型
一个NMOS晶体管有Vt?=?1V。当VGS?=?2V时，求得电阻rDS为1k?。为了使rDS?=?500?，则VGS
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。
?W?vGS?Vt?vDS 解：由题目可知，该晶体管工作在变阻区，则有iD?knLv1 rDS?DS?iDW??vGS?Vt?knL?W?1mAV2 当rDS?1k?时，代入上式可得knL1则rDS?1k?时，0.5k????vGS?Vt??2V?vGS?3V mA12?vGS?Vt?V当晶体管的W为原W的二分之一时，当VGS?=?2V时，rDS?2k? 当晶体管的W为原W的二分之一时，当VGS?=?3V时，rDS?1k? （1）画出P沟道结型场效应管的基本结构。
? （2）漏极和源极之间加上适当的偏置，画出VGS?=?0V时的耗尽区，并简述工作原理。 解：（1） (2)
D耗尽层GN?N?p型S 用欧姆表的两测试棒分别连接JFET的漏极和源极，测得阻值为R1，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R1，再将黑棒（接正电压）同时与栅极相连，得欧姆表上阻值为R2，且R2>> R1，试确定该场效应管为N沟道还是P沟道。
解：vGS?0时，低阻抗，vGS?0时，高阻抗，即vGS?0时导通，所以该管为P沟道JFET。
?=100μA/V。 在图题所示电路中，晶体管VT1和VT2有Vt?=?1V，工艺互导参数kn假定??=?0，
求下列情况下V1、V2和V3的值：
（1）(W/L)1?=?(W/L)2?=?20； （2）(W/L)1?=?(W/L)2?=?20。
图题
（1） 解：因为(W/L)1?=?(W/L)2?=?20；电路左右完全对称，则ID1?ID2?50?A
则有V1?V2?5V?ID1?20k??4V
2
QVGD??4V?Vt，可得该电路两管工作在饱和区。则有：
2?W?VGS?Vt??VGS?1.22V ID?1kn2L?V3?Vs??1.22V
（2） 解：因为(W/L)1?=?(W/L)2?=?20，?可求得：ID1?60?A,ID2?40?A
ID1?1.5，同时ID1?ID2?100?A ID2则有V1?5V?ID1?20k??3.8V，V2?5V?ID2?20k??4.2V
QVGD1??3.8V?Vt，QVGD2??4.2V?Vt可得该电路两管工作在饱和区。则有：
ID1?12kn??WL??V21GS?Vt??VGS?1.245V ?V3?Vs??1.245V
场效应管放大器如图题所示。k?(W/L)=V2n，Vt?2V （1）计算静态工作点Q； （2）求Av、Avs、Ri和Ro。
2
图题
解：（1）QVG?0，?VGS??VS?18?IDRS?18?2ID 考虑到放大器应用中，场效应管应工作在饱和区，则有：
I1D?2k?WnL?V2GS?Vt? 代入上式可得：I2D?17ID?64?0 解得ID1?11.35mA，ID2?5.65mA，当ID1?11.35mA时场效应管截止。
因此，ID?ID2?5.65mA，VGS?18?11.3?6.7V，VD?18?2?5.65?6.7VVDS?6.7?(?6.7)?13.4V
(2) gm?2IDV?11.3?2.4ms，忽略厄尔利效应 OV4.7Avov?v??gm?RD//RL???4.36 iRi?vii?RG?100k? iARivs?R?RAv??3.96
isigRo?RD?2k?
图题所示电路中FET的Vt?1V，静态时IDQ?=?，k?n(W/L)=V2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C3虚焊开路，则Av、Ri、Ro为多少？
，
模拟电子电路基础答案第四章答案
