PAGEPAGE11第2章場效應晶體管及其放大電路答案已知場效應管的輸出特性或轉移如題2.1圖所示。試判別其類型，并說明各管子在∣UDS∣=10V時的飽和漏電流IDSS、夾斷電壓UGSOff（或開啟電壓UGSth）各為多少。uuGS/ViD/mA12312UDS=10V(a)uGS/ViD/mA12312uDS=10V(b)34uDS/ViD/mA24685101520uGS=4.5V4V3.5V3V2.5V2V(c)題2.1圖1.5V解：FET有JFET和MOSFET，JFET有P溝（只能為正）和N溝（只能為負）之分。MOSFET中有耗盡型P溝和N溝（可為正、零或負），增強型P溝（只能為負）和N溝（只能為正）。圖(a)：N溝耗盡型MOSFET，=2mA,V。圖(b)：P溝結型FET，=-3mA,V。圖(c)：N溝增強型MOSFET，無意義，V。已知某JFET的IDSS=10mA，UGSoff=-4V，試定性畫出它的轉移特性曲線，并用平方律電流方程求出uGS=-2V時的跨導gm。解：（1）轉移特性如下圖所示。已知各FET各極電壓如題2.3圖所示，并設各管的V。試分別判別其工作狀態（可變電阻區，恒流區，截止區或不能正常工作）。(a)(a)(b)(c)(d)D3VD5VD-5VD9V5VGS2VS0VS0VS0VG-3V題2.3圖解：圖(a)中，N溝增強型MOSFET，因為VV，VV，所以工作在恒流區。圖(b)中,N溝耗盡型MOSFET，VV，VV，所以工作在可變電阻區。圖(c)中，P溝增強型MOSFET，VV，VV，所以工作在恒流區。圖（d）中，為N溝JFET，VV，所以工作在截止區。電路如題2.4圖所示。設FET參數為：mA，V。當分別取下列兩個數值時，判斷場效應管是處在恒流區還是可變電阻區，并求恒流區中的電流。（1）。（2）。UUDD(+15V)RD+uiVRGC1C2+uoID題2.4圖在題2.5圖（a）和（b）所示電路中。TTRD1kRG1MRS4kUSS(-10V)(a)UDD(+10V)TC2RD30kR21MC1RS6k+Ui+UoR11.5M(b)題2.5圖UDD(+12V)（1）已知JFET的mV，V。試求、和的值。（2）已知MOSFET的。試求、和的值。解(1)解得：(2)解得：已知場效應管電路如題2.6圖所示。設MOSFET的，V，忽略溝道長度調制效應。（1）試求漏極電流，場效應管的和。（2）畫出電路的低頻小信號等效電路，并求參數的值。UUDD(10V)RG1RG21M1.5MRD10kRS1k題2.6圖+UgsrdsRDRS1kgmUgsRG1//RG2(a)(b)解：（1）設電路工作在飽和區，則聯立上式求解得mAVVVVV=V可見符合工作在恒流區的假設條件。（2）低頻小信號等效電路如圖（b）所示。場效應管電路如題2.7圖所示。設MOSFET的，V。試求分別為2k和10k時的值。RRSUoGUDD9VT題2.7圖解：k時，可得mA,V(舍去mA)k時，計算得到mA,VFET放大電路如題2.8圖所示。圖中器件相同，和相同符號的電阻相等，各電容對交流信號可視為短路。(a)(a)C1RG1RG2RSUDDTC2UiC2CSUDDC1RG1RD1RG2RST+Ui+Uo++UoC2C1UDDC1RG1RD1RG2RST+Uo+UiCG(b)(c)題2.8圖gmUgsrdsRD+Ui+UgsRG1//RG2(d)+Ui+UgsRG1//RG2gmUgsrds+Uo+UoRS(e)+Ui+UoRD+Ugsgmvgsrds(f)（1）說明各電路的電路組態。（2）畫出個電路的低頻小信號等效電路。（3）寫出三個電路中最小增益，最小輸入電阻和最小輸出電阻的表達式。解：（1）圖2.8（a）是共源放大電路，圖2.8（b）是共漏放大電路，圖2.8（c）是共柵放大電路。（2）與圖（a）、（b）和（c）相對應的小信號等效電路如圖2.8（d）、（e）和（f）所示（3）由圖2.8可見，各電路的靜態工作點相同，所以值相等。電壓放大倍數最小的是共漏放大器，由2.8（e）可求得。輸入電阻最小的是共柵放大器。如不考慮，由圖（f）可得；如考慮，且滿足，則。輸出電阻的是共漏放大器，由圖(e)可得。畫出題2.9圖所示電路的直流通路和交流通路。++UsC1RS2kRiRoC2UDD(+18V)C3+Ui+UoR12kRG2160kRG11MRD5kRL100k題2.9圖V(a)解:VVRG1RDRG2R1(b)UDDVRDRLR1RS+Us+UiRiRo(c)+Uo題2.9圖放大電路如題2.20圖所示。已知V，mA，gm=1.2ms，V。++UiTC1C2RD6kRL6kRS1kRG1MUDDCS+Uo題2.10圖gmUgsrds+Ui+UgsRG+RDRLUo(b)(a)（1）試求該電路的靜態漏極電流和柵源電壓。（2）為保證JFET工作在飽和區，試問電源電壓應取何值？（3）畫出低頻小信號等效電路。（4）試求器件的值，電路的、和。解：（1）T為N溝JFET，所以V，故可列出聯立解上述方程，可得（2）為保證JFET工作在恒流區，則應滿足因為所以（V）如果考慮一定的輸出電壓動態范圍，可取10~12V。（3）低頻小信號等效電路如題2.10圖（b）所示。（4）放大電路如題2.11圖所示，已知FET的參數：。電容對信號可視為短路。畫出該電路的交流通路當時，計算輸出電壓。題2題2.11圖+us+uo+uiC1C2UDDR14MR210MRL10kRD20kRS(a)解:(1)其交流通路如圖所示TT+UsRSR1R2RDRL+Uo+Ui(2)題2.12圖電路中JFET共源放大電路的元器件參數如下：在工作點上的管子跨gm=1mS，rds=200kΩ，R1=300kΩ，R2=100kΩ，R3=1MΩ，R4=10kΩ，R5=2kΩ，R6=2kΩ，試估算放大電路的電壓增益、輸入電阻、輸出電阻。題2.12圖兩級MOSFET阻容耦合放大電路如題2.13圖所示。已知V1和V2的跨導gm=0.7mS，并設，電容C1~C4對交流信號可視作短路。(1)試畫出電路的低頻小信號等效電路。(2)計算電路的電壓放大倍數Au和輸入電阻Ri。(3)如將RG1的接地端改接到R1和R2的連接點，試問輸入電阻Ri為多少?+UiC1RG11MV1V2+UiC1RG11MV1V2C2C3C4R