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4.1 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4.2 考虑一个N沟道MOSFET，其kn况下的漏极电流：
（1）VGS = 5V且VDS = 1V； （2）VGS = 2V且VDS = 1.2V； （3）VGS = 0.5V且VDS = 0.2V； （4）VGS = VDS = 5V。
(1) 根据条件vGSVt，vDS??vGS?Vt?，该场效应管工作在变阻区。
2??W??vGS?Vt?vDS?1vDSiD?kn=1.75mA
??L?2?(2) 根据条件vGSVt，vDS??vGS?Vt?，该场效应管工作在饱和区。
2?W?vGS?Vt?=0.25mA 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vGSVt，vDS??vGS?Vt?，该场效应管工作在饱和区
2?W?vGS?Vt?=4mA iD?1kn2L
4.3 由实验测得两种场效应管具有如图题4.1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。
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图题4.1
图（a）P沟道耗尽型 图 (b) P沟道增强型
4.4 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? 4.5 （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）
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(2)
D
耗尽层GN?N?p型 4.6 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。
S?=100μA/V2。4.7 在图题4.2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 = 1.5(W/L)2 = 20。
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图题4.2
（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
VGD??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 = 1.5(W/L)2 = 20，?可求得：ID1?60?A,ID2?40?A
则有V1?5V?ID1?20k??3.8V，V2?5V?ID2?20k??4.2V
ID1?1.5，同时ID1?ID2?100?A ID2VGD1??3.8V?Vt，VGD2??4.2V?Vt可得该电路两管工作在饱和区。则有：
2?W?VGS?Vt??VGS?1.245V ID1?1kn2L1?V3?Vs??1.245V
???(W/L)=0.5mA/V2，Vt?2V 4.8 场效应管放大器如图题4.3所示。kn（1）计算静态工作点Q； （2）求Av、Avs、Ri和Ro。
2 图题4.3
解：（1）VG?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：
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?W?VGS?Vt? ID?1kn2L22?17ID?64?0 代入上式可得：ID解得ID1?11.35mA，ID2?5.65mA，当ID1?11.35mA时场效应管截止。
VDS因此，ID?ID2?5.65mA，VGS?18?11.3?6.7V，VD?18?2?5.65?6.7V?6.7?(?6.7)?13.4V (2) gm?，
2ID11.3??2.4ms，忽略厄尔利效应 VOV4.7Av?Ri?vo??gm?RD//RL???4.36 vivi?RG?100k? iiRiA??3.96
Ri?RsigvAvs?Ro?RD?2k?
?(W/L)=0.5mA/V2求： 4.9 图题4.4所示电路中FET的Vt?1V，静态时IDQ = 0.64mA，kn（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？
图题4.4 解：（1）VG?18?
100??6V
200?1002?W?VGS?Vt??VGS?2.6V ID?1kn2LVS?VG?VGS?2.4V
R?VS?3.75k? IDQ(2) gm?2ID?0.8ms，忽略厄尔利效应 VOVAv?Ri?vo??gm?RD//RL???4.8 vivi?RG?(100k?200k?)?10M? iiRo?RD?10k?
g?R//RL?vo=1.2 ??mDvi1?gmR（3）Av?.页脚
模拟电子电路基础问题详解（胡飞跃）第四章问题详解 - 图文
