1、第4章 场效应管放大电路与功率放大电路4.1 图4.1所示为场效应管的转移特性,请分别说明场效应管各属于何种类型。说明它的开启电压(或夹断电压)约是多少。图4.1 习题4.1图解:(a) N沟道 耗尽型FET UP=3V;(b) P沟道 增强型FET UT=4V;(c) P沟道 耗尽型FET UP=2V。4.2 某MOSFET的IDSS = 10mA且UP = 8V。(1) 此元件是P沟道还是N沟道?(2) 计算UGS = 3V是的ID;(3) 计算UGS = 3V时的ID。解:(1) N沟道;(2) (3) 4.3 画出下列FET的转移特性曲线。 (1) UP = 6V,IDSS = 1mA
2、的MOSFET;(2) UT = 8V,K = 0.2mA/V2的MOSFET。解:(1) (2) 4.4 试在具有四象限的直角坐标上分别画出4种类型MOSFET的转移特性示意图,并标明各自的开启电压或夹断电压。解:4.5判断图4.2所示各电路是否有可能正常放大正弦信号。解: (a) 能放大 (b) 不能放大,增强型不能用自给偏压 (c) 能放大(d)不能放大,增强型不能用自给偏压。共漏,可增加Rd,并改为共源放大,将管子改为耗尽型,改电源极性。图4.2 习题4.5电路图4.6 电路如图4.3所示,MOSFET的Uth = 2V,Kn = 50mA/V2,确定电路Q点的IDQ和UDSQ值。解:
3、 图4.3 习题4.6电路图 图4.4 习题4.7电路图4.7 试求图4.4所示每个电路的UDS,已知|IDSS| = 8mA。解:(a) UGSQ=0(V) IDQ=IDSS=8(mA) UDSQ=VDDIDQRd = 1281=4(V) (b) UGSQ=0(V) IDQ=IDSS=8(mA) UDSQ=VDDIDQRd = 9+80.56=4.52(V)4.8 电路如图4.5所示,已知VT在UGS = 5V时的ID = 2.25mA,在UGS = 3V时的ID = 0.25mA。现要求该电路中FET的VDQ = 2.4V、IDQ = 0.64mA,试求:(1) 管子的Kn和Uth的值;(
4、2) Rd和RS的值应各取多大?解:(1)ID=Kn(UGS-Uth)22.25= Kn(5-UTh)2 0.25= Kn(3-Uth)2 Uth1=3.5(V) (不合理,舍去),Uth2=2(V)求得:Kn=0.25mA/V2,Uth=2V(2)VDQ=VDD-IDQRd 2.4=120.64Rd Rd=15k UGSQ1=0.4(V)(不合理,舍去) UGSQ2=3.6(V)UGSQ=100.64Rs Rs=10k4.9 电路如图4.6所示,已知FET的Uth = 3V、Kn = 0.1mA/V2。现要求该电路中FET的IDQ = 1.6mA,试求Rd的值应为多大? 图4.5 习题4.8
5、图 图4.6 习题4.9图解:1.6=0.1(UGSQ3)2 UGSQ1=7(V) UGSQ2=1(V)(不合理,舍去)UDSQ=UGSQ=7(V) UDSQ=151.6Rd Rd=5k4.10 电路如图4.7所示,已知场效应管VT的Uth = 2V,U(BR)DS = 16V、U(BR)GS = 30V,当UGS = 4V、UDS = 5V时的ID = 9mA。请分析这四个电路中的场效应管各工作在什么状态(截止、恒流、可变电阻、击穿)?图4.7 习题4.10图解:(a) 截止 (b) UDSQ=20VU(BR)DS,击穿(c) ID=Kn(UGS-Uth)2 9= Kn (42)2 Kn =
6、2.25mA/V2 UGSQ=3V IDQ=2.25(32)2 IDQ=2.25mA UDSQ=122.255=0.75(V)UGSQUth =1V 处于恒流区4.11 图4.8所示场效应管工作于放大状态,忽略不计,电容对交流视为短路。跨导为。(1)画出电路的交流小信号等效电路;(2)求电压放大倍数和源电压放大倍数;(3)求输入电阻和输出电阻。图4.8 习题4.11电路图解:(2) Ri=Rg3+Rg2/Rg1=2+0.3/0.1=2.075(M) Ro=Rd=10k(3) 4.12 电路如图4.9所示,已知FET在Q点处的跨导gm = 2mS,=0,试求该电路的、Ri、Ro的值。 图4.9
7、习题4.12电路图解:Ri=Rg2/Rg1=2/0.5=0.4(M)Ro=Rs/=3/=429()4.13 由于功率放大电路中的晶体管常处于接近极限工作的状态,因此,在选择晶体管时必须特别注意哪3个参数?解:最大集电极电流ICM 、最大集电结耗散功率PCM 和反向击穿电压U(BR)CEO4.14 一双电源互补对称功率放大电路如图4.10所示,设,为正弦波。求:(1)在晶体管的饱和压降UCES可以忽略的情况下,负载上可以得到的最大输出功率;(2)每个晶体管的耐压|U(BR)CEO|应大于多少;(3)这种电路会产生何种失真,为改善上述失真,应在电路中采取什么措施。解:(1) ,(2) (3) 会产
8、生交越失真,工作于甲乙类工作状态可以消除这种失真。 图4.10 习题4.14电路图 图4.11 习题4.15电路图4.15 一个单电源互补对称功放电路如图4.11所示,设,C的电容量很大,为正弦波,在忽略晶体管饱和压降UCES的情况下,试求该电路的最大输出功率。解:4.16 在图4.12所示的电路中,已知,为正弦波,输入电压足够大,在忽略晶体管饱和压降UCES的情况下,试求:(1)最大输出功率;(2)晶体管的最大管耗;(3)若晶体管饱和压降,最大输出功率和。解:(1) (2) (3) , 4.17 在图4.13所示单电源互补对称电路中,已知,流过负载电阻的电流为。求:(1)负载上所能得到的功率;(2)电源供给的功率。 图4.12 习题4.16电路图 图4.13 习题4.17电路图解: 4.18 在图4.14中哪些接法可以构成复合管?哪些等效为NPN管?哪些等效为PNP管?图4.14 习题4.18电路图解:(a) 不能 (b) 不能 (c) 能 NPN (d) 能 PNP4.19 图4.15所示电路中,三极管1 = 2 = 50,UBE1 = UBE2 = 0.6V。(1) 求静态时,复合管的IC、IB、UCE;(2) 说明复合管属于何种类型的三极管;(3) 求复合管的。图4.15 习题4.19电路图解:(a) 相当于NPN(b) 相当于PNP