第3章 场效应管及其基本放大电路 参考答案

第 3
章 场效应管及其基本放大电路
3.1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）当场效应管工作于恒流区时，其漏极电流D i 只受电压 的控制，而与电压 几乎无关。

耗尽型D i 的表达式为 ，增强型D i 的表达式为 。

（4）一个结型场效应管的电流方程为2
GS D 161mA 4U I
=×− ，则该管的
DSS I = ，p U = 。

（5）某耗尽型MOS 管的转移曲线如习题3.1.5图所示，由图可知该管的DSS I = ，p U = 。

（6）N 沟道结型场效应管工作于放大状态时，要求
GS 0u ≥≥ ，DS u > ；而N 沟道增强型MOS 管
工作于放大状态时，要求GS u > ，DS u > 。

（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s R 增大，则该电路的漏极电流D I ，跨导m g ，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。

（3）GS u ，DS u ，2GS D DSS P 1u i I U =− ，2
GS D DO T 1u i I U
=−。

（4）16mA ，4V 。

（5）
习题3.1.5图
4mA ，−3V 。

（6）p U ，GS p u U −，T U ，GS T u U −。

（7）自给，分压式。

（8）减小，
减小，减小。

（9）m g ，s R 。

3.2试分别画出习题3.2图所示各输出特性曲线在恒流区所对应的转移特性曲
线。

解：
3.3在带有源极旁路电容s C 的场效应管放大电路如图3.5.6（a ）所示。

若图中的
场效应管为N 沟道结型结构，且p 4V U =−，DSS 1mA I =。

DD 16V V =，g 1MΩR =，
g1160kΩR =，g240kΩR =，d 10kΩR =，s 8kΩR =，L 1MΩR =。

试计算（1）静
态工作点；（2）输入电阻i R 和输出电阻o R ；（3）中频电压放大倍数u
A ɺ。

解：（1）
GSQ DQ DQ 2GSQ DQ 40kΩ16V 8kΩ 3.2V 8kΩ(16040)kΩ1mA 14V U I I U I
=×−⋅=−⋅ +
=⋅− −
求解此方程组得DQ1 1.52mA I ≈，DQ20.53mA I ≈。

由于DQ1DSS I I >，不符合题意，舍去，故漏极电流DQ 0.53mA I =。

进而可得
（a ） （b ） （c ）
习题3.2图
（a ） （b ） （c ）
习题3.2图解
GSQ DQ 3.2V 8kΩ 3.2V 8kΩ0.53mA 1.04V U I =−⋅=−×=− DSQ DD DQ d s ()16V 0.53mA (108)kΩ 6.46V U V I R R =−+=−×+=
（2）i g g1g2//(10.16//0.04)MΩ 1.03MΩR R R R =+=+≈，o d 10kΩR R ≈= （3）因GSQ DSS m P P 221mA 1.04V 110.37mA/V 4V 4V U I g U U ×−
=−
−=−×−= −−
故3u m L
0.37(10//110) 3.66A g R ′=−=−××≈−ɺ。

3.4在习题3.4图所示的场效应管放大电路中，设GSQ 2V U =−，DD 20V V =，
g 1MΩR =，d 10kΩR =；管子参数DSS 4mA I =，p 4V U =−。

（1）求电阻1R 和静态
电流DQ I ；（2）保证静态DSQ 4V U =时2R 的值；（3）计算u
A ɺ。

解：（1）由转移曲线方程2
GS DSS P 1u i I U
=−
D 得
2
2
GSQ DSS P 21411mA 4U I I U − =−=×−= −
DQ
，
由GSQ DQ 1U I R =−得GSQ 1DQ
2
2kΩ1
U R I −=−
=−
= （2）由DSQ DD DQ d 12()U V I R R R =−++得
DD DSQ
2d 1DQ
204
()(102)4kΩ1
V U R R R I −−=
−+=
−+= （3）GSQ
DSS m P P 2242111mA/V 44U I g U U ×−
=−
−=−
×−= −−
m d u
m 12110 1.431()11(24)
g R A g R R ×=−=−≈−+++×+ɺ
3.5带有源极电容s C 的场效应管放大电路如图3.5.6（a ）所示。

设DD 18V V =，
g 10MΩR =，g1 2.2MΩR =，g251kΩR =，d 33kΩR =，s 2kΩR =，已知场效应管的m 2mA/V g =，各电容都足够大。

（1）求空载时的中频电压放大倍数u A ɺ；（2）若接上负载电阻L 100kΩR =，求中频电压放大倍数u A ɺ；（3）求输入电阻和输出电阻；
（4）若s C 开路，那么接上L R 后的u
||A ɺ下降到原来的百分之几？ 解：（1）u m d
23366A g R =−=−×=−ɺ （2）u m d L
(//)2(33//100)49.62A g R R =−=−×≈−ɺ （3）663i g g1g2//1010(2.210)//(5110)10.05MΩR R R R =+=×+××≈
o d 33kΩR R ≈=
（4）若s C 开路，u u
m L u u
m s 0.211225
A A g R A A g R ′−′====++×ɺɺɺɺ，即下降到原来的20%。

3.6在习题3.6图所示的场效应管放大电路中，设p 3V U =−，DSS 3mA I =。

DD 20V V =，g 1MΩR =，d 12kΩR =，s1s2500ΩR R ==。

试计算（1）静态工作点；
（2）u1A ɺ和u2A ɺ；（3）i R 、o1R 和o2R 。

解：（1）
22
GSQ GSQ DSS P GSQ s1s21313()(500500)
U U I I U U I R R I =−=×−
−
=−+=−+ DQ DQ DQ 解方程得
DQ1 1.15mA I ≈，DQ27.86mA I ≈（舍去）
3GSQ s1s2() 1.1510(500500) 1.15V U I R R −=−+=−××+=−DQ DSQ DD DQ d s1s2()20 1.15(120.50.5) 5.05V U V I R R R =−++=−×++=
（2）GSQ
DSS m P P 223 1.1511 1.24mA/V 33U I g U U ×−
=−
−=−×−≈ −−
m d u1
m s1 1.24129.1911 1.240.5g R A g R ×=−=−≈−++×ɺ m s1u2
m s1 1.240.50.3811 1.240.5
g R A g R ×==≈++×ɺ （3）i g 1MΩR R ==
o1d 12kΩR R ≈= o2s1m 11//
0.5//0.31kΩ1.24
R R g ==≈ 3.7如图3.6.1（a ）所示的场效应管放大电路中，设DD 20V V =，g 1MΩR =，
g12MΩR =，g2500kΩR =，s 10kΩR =，L 10kΩR =。

且GSQ 0.2V U =−，
m 1.2mA mV g =/。

试计算（1）静态值DQ I 、DSQ U ；（2）u A ɺ、i R 和o
R 。

解：（1）由g2GSQ DD DQ s g1g2
R U I R R R =
−+得
g2DQ
DD GSQ s g1g211500200.20.42mA 102000500
R I U R R R =−=××+= ++
DSQ DD DQ s 200.421015.8V U V I R =−=−×=
（2）o m s L u i m s L
(//) 1.2(10//10)0.861(//)1 1.2(10//10)U g R R A U g R R ×===≈++×ɺɺɺ i g g1g2//12//0.5 1.4MΩR R R R =+=+= o s m 11
//
10//0.77kΩ1.2
R R g ==≈。