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
d. 漏源电压 2．结型场效应管发生预夹断后，管子________。
a. 关断
b. 进入恒流区
c. 进入饱和区
d. 可变电阻区 3．场效应管的低频跨导g m 是________。
a. 常数
b. 不是常数
c. 栅源电压有关
d. 栅源电压无关 4. 场效应管靠__________导电。
a. 一种载流子
b. 两种载流子
c. 电子
d. 空穴 5. 增强型PMOS 管的开启电压__________。
a. 大于零
b. 小于零
c. 等于零
d. 或大于零或小于零 6. 增强型NMOS 管的开启电压__________。
a. 大于零
b. 小于零
c. 等于零
d. 或大于零或小于零 7. 只有__________场效应管才能采取自偏压电路。
a. 增强型
b. 耗尽型
c. 结型
d. 增强型和耗尽型 8. 分压式电路中的栅极电阻R G 一般阻值很大，目的是__________。
a. 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（共漏极放大器）的输出电阻与___________有关。
a. 管子跨导g m
b. 源极电阻R S
c. 管子跨导g m 和源极电阻R S 10. 某场效应管的I DSS 为6mA ，而I DQ 自漏极流出，大小为8mA ，则该管是_______。
a. P 沟道结型管
b. N 沟道结型管
c. 增强型PMOS 管
d. 耗尽型PMOS 管
e. 增强型NMOS 管
f. 耗尽型NMOS 管 解答：
1.b
2.b
3.b,c
4. a
5.b
6.a
7. b,c
8. d
9.c 10.d
4-2 已知题4-2图所示中各场效应管工作在恒流区，请将管子类型、电源V DD 的极性（+、-）、u GS 的极性（>0，≥0，<0，≤0,任意）分别填写在表格中。
D
DD
（a ）题4-2图
D
DD
（b ）
D
DD
（c ）D
DD
（d ）
D
DD
（e ）D
DD
（f ）
解：
4-3试分析如题4-3图所示各电路能否正常放大，并说明理由。
V DD
（a ）
（b ）
DD
题4-3图
（c ）
O
--V DD
（d ）
+
u O
-（e ）
DD
（f ）
DD
U CC
解：
(a)不能。
VT 是一个N 沟道JFET ，要求偏置电压U GS 满足U GS,off 0，因此不能进行正常放大。
(b)能。
VT 是一个P 沟道JFET ，要求偏置电压U GS 满足00，只要在0
（c ）能。
VT 是一个N 沟道MOSFET ，要求偏置电压U GS 满足U GS > U GS,off >0。电路中U GS >0，如果满足U GS < U GS,off 就可以正常放大。
（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。虽然电路中自给偏置电压U GS >0，也可能满足U GS > U GS,off >0。但是D 极和衬底B 之间的PN 结正向导通，因此电路不能进行信号放大。
（e ）不能
VT 是一个N 沟道增强型MOSFET ，开启电压U on >0，要求直流偏置电压U GS > U on ，电路中U GS =0，因此不能进行正常放大。
（f ）能。
VT 是一个P 沟道耗尽型MOSFET ，夹断电压U GS,off >0，放大时要求偏置电压U GS 满足U GS < U GS,off 。电路中U GS >0，如果满足U GS < U GS,off 就可以正常放大。
4-4 电路如题4-4图所示，V DD =24 V ，所用场效应管为N 沟道耗尽型，其参数I DSS =0.9mA ，U GS,off =-4V ，跨导g m =1.5mA/V 。电路参数R G1=200k Ω, R G2=64k Ω, R G =1M Ω, R D = R S = R L =10k Ω。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。
+u o
-
题4-4图
解：
1． 静态工作点的计算
D
D S D DD G2G1G2S G GS 108.510246420064
I I R I V R R R U U U -=-?+=-+≈
-=
在U GS,off ≤U GS ≤0时，
2
GS 2of f GS,GS DSS D )4
(19.0)(1U
U U I I -=-=
解上面两个联立方程组，得
?????-==V 62.0mA 64.0GS D U I
漏源电压为
()()DS DD D D S 240.64101011.2V U
V I
R R =-+=-?+=
2．电压放大倍数
()()5
.710//105.1//L D m i
o U -=?-=-==R R g u u
A
3．输入电阻和输出电阻。
输入电阻M Ω05.164//2001000//G2G1G i =+=+=R R R r
输出电阻k Ω10//D D ds o =≈=R R r r
4-5 电路如题4-5图所示，V DD =18 V ，所用场效应管为N 沟道耗尽型，其跨导g m =2mA/V 。电路参数R G1=2.2MΩ, R G2=51kΩ, R G =10MΩ, R S =2 kΩ, R D =33 kΩ。试求： 1．电压放大倍数。
2．若接上负载电阻R L =100 kΩ,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R S 增大时，电压放大倍数、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C S 开路，接负载时的电压增益下降到原来的百分之几？
DD
+u o
-
题4-5图
解：
1．无负载时，电压放大倍数
66
332D m i
o U -=?-=-==R g u u
A
2．有负载时，电压放大倍数为
()()50
100//332//L D m i
o U -=?-=-==R R g u u
A 3．输入电阻和输出电阻。
输入电阻i G G1G2//10 2.2//0.05110M Ωr R R R =+=+≈ 输出电阻k Ω33D o ==R r
4．N 沟道耗尽型FET 的跨导定义为
D
DSS of f GS of f GS GS of f
GS DSS
m 2
of f GS GS
DSS D DS
GS D
m 2121i I U
U
U U I g U
U I i u i g u ，，，，常数
-=
???
? ??--=
∴???
? ??-
=??=
=
()
L D m i
o U //R R g u u
A -==
当源极电阻R S 增大时，有↓↓?↓?↓?↑?U m D GS S A g I U R 所以当源极电阻R S 增大时，跨导g m 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 S 无关，因此其变化对输入电阻和输出电阻没有影响。 5．若源极电阻的旁路电容C S 开路，接负载R L 时的电压增益为
()%20522111//U U U
U S m U S m L D m i o U ='
=?+=+=+-=='A A A A R g A R g R R g u u A 既输出增益下降到原来的20%.
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。
u -
题4-6图a V 3V
题4-6图b
解：
1． 静态工作点的计算。
根据MOS 管的转移特性曲线，可知当U GS =3V 时，I DQ =0.5mA 。 此时MOS 管的压降为 V 7105.012D DQ DD DSQ =?-=-=R I V U 2．电压增益的计算。
根据MOS 管的转移特性曲线，U GS,off =2V ；当U GS =4V 时，I D =1mA 。
根据2
of f GS GS
DSS D 1?
???
??-
=，U
U I I 解得I DSS =1mA 。
DS DSS GS D m GS
GS off
GS off 210.707mS u I U I g U U U =??-?=
=
-==
=-
?
???，，常数
电压增益-7.1
10707.0D m i
o U ≈?-=-==R g u u
A
3．输入电阻和输出电阻的计算 输入电阻∞=i r
输出电阻k Ω10D o ==R r
4-7 电路参数如题4-7图所示，场效应管的U GS,off =-1V ，I DSS =0.5mA ，r ds 为无穷大。试求： 1．静态工作点。 2．电压增益A U 。
3．输入电阻和输出电阻。
DD 题4-7图
o
-
解：
1．静态工作点计算
G2GSQ DD DQ S
G1G22GSQ DQ DSS GS,off 33
GSQ DQ DQ 2
GSQ 3DQ
DQ GSQ 10.047182100.412100.04720.510110.3mA 0.2V R U U I R R R U I I U U I I U I I U ?
=-?+?
?
???=- ? ??
???
?=?-?=-??+?∴?-???=?- ??-???
=???
=-??将参数代入，得
解得：
2．电压增益A U 。
本题目电路中，有旁路电容C ，此时放大电路的电压增益为，