模拟电子电路第4章答案..docx

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（VDS0V，VGSVT），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，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。当一定，而持续增大时，则相应的减小，近漏极端的沟道深度进一步减小，直至，沟道预夹断，进入饱和区。电流不再随的变化而变化，而是一个恒定值。4.2 考虑一个N沟道MOSFET，其=?50μA/V2，Vt?=?1V，以及W/L?=?10。求下列情况下的漏极电流：（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。根据条件，，该场效应管工作在变阻区。=1.75mA根据条件，，该场效应管工作在饱和区。=0.25mA根据条件，该场效应管工作在截止区，根据条件，，该场效应管工作在饱和区=4mA4.3 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。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。解：由题目可知，该晶体管工作在变阻区，则有当时，代入上式可得则时，当晶体管的W为原W的二分之一时，当VGS?=?2V时，当晶体管的W为原W的二分之一时，当VGS?=?3V时，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） (2)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：时，低阻抗，时，高阻抗，即时导通，所以该管为P沟道JFET。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=100μA/V2。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。图题4.2解：因为(W/L)1?=?(W/L)2?=?20；电路左右完全对称，则则有，可得该电路两管工作在饱和区。则有：解：因为(W/L)1?=?1.5(W/L)2?=?20，，同时可求得：则有，，可得该电路两管工作在饱和区。则有：4.8 场效应管放大器如图题4.3所示。(W/L)=0.5mA/V2，（1）计算静态工作点Q；（2）求Av、Avs、Ri和Ro。 图题4.3解：（1），考虑到放大器应用中，场效应管应工作在饱和区，则有：代入上式可得：解得，，当时场效应管截止。因此，，，，(2) ，忽略厄尔利效应4.9 图题4.4所示电路中FET的，静态时IDQ?=?0.64mA，(W/L)=0.5mA/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？ 图题4.4解：（1）(2) ，忽略厄尔利效应（3）=1.24.10 共源放大电路如图题4.5所示，已知MOSFET的μnCoxW/2L?=?0.25mA/V2，，，各电容对信号可视为短路，试求：（1）静态IDQ、VGSQ和VDSQ；（2）Av、Ri和Ro。 图题4.5解：（1），考虑到放大器应用中，场效应管应工作在饱和区，则有：代入上式可得：解得，，当时场效应管截止。因此，，，，(2) ，忽略厄尔利效应4.11 对于图题4.6所示的固定偏置电路：（1）用数学方法确定IDQ和VGSQ；（2）求VS、VD、VG的值。图题4.6解：（1）假设该JFET工作在饱和区，则有(2) ，， 4.12 对于图题4.7所示的分压偏置电路，VD=9V，求：（1）ID；（2）VS和VDS；（3）VG和VGS。 图题4.7，则=-1.48V, 则