第三章场效应晶体管及其电路分析题1.3.1绝缘栅场效应管漏极特性曲线如图题1.3.1（a）~（d）所示。

（1）说明图（a）~（d）曲线对应何种类型的场效应管。

（2）根据图中曲线粗略地估计：开启电压V T、夹断电压V P和饱和漏极电流I DSS或I DO 的数值。

图题1.3.1解：图(a)：增强型N沟道MOS管，V GS(th)≈3V,I DO≈3mA；图(b)：增强型P沟道MOS管，V GS(th)≈-2V,I DO≈2mA；图(c)：耗尽型型P沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈2mA；图(d)：耗尽型型N沟道MOS管，V GS(off)≈-3V,I DSS≈3mA。

题1.3.2 场效应管漏极特性曲线同图题1.3.1（a）~（d）所示。

分别画出各种管子对应的转移特性曲线i D=f（v GS）。

解：在漏极特性上某一V DS下作一直线，该直线与每条输出特性的交点决定了V GS和I D的大小，逐点作出，连接成曲线，就是管子的转移特性了，分别如图1.3.2所示。

图1.3.2题1.3.3 图题1.3.3所示为场效应管的转移特性曲线。

试问：图题1.3.3（1）I DSS 、V P 值为多大？ （2）根据给定曲线，估算当i D =1.5mA 和i D =3.9mA 时，g m 约为多少？ （3） 根据g m 的定义：GS Dm dv di g ，计算v GS = -1V 和v GS = -3V 时相对应的g m 值。

解： (1) I DSS =5.5mA ，V GS(off)=-5V ；(2) I D =1.5mA 时，g m ≈0.88ms ，I D =3.9mA 时，g m ≈1.76ms ；(3) v GS =-1V 时，g m ≈0.88ms ，v GS =-3V 时，g m ≈1.76ms 。

题1.3.4 由晶体管特性图示仪测得场效应管T 1和T 2各具有图题1.3.4的（a ）和（b ）所示的输出 特性曲线，试判断它们的类型，并粗略地估计V P 或V T 值，以及v DS =5V 时的I DSS 或 I DO 值。

图题1.3.4解： 图(a)：耗尽型PMOS 管，V GS(off)=3V ；当V DS =5V 时，I DSS =2mA ；图(b)：增强型PMOS 管，V GS(th)=-4V ；当V DS =5V 时，I DO ≈1.8mA 。

题1.3.5 某MOS 场效应的漏极特性如图题1.3.5所示。

试画出v DS =9V 时的转移特性曲线，并定性分析跨导g m 与I D 的关系。

图题1.3.5解：在V DS=9V处作一垂直线，与各V GS下的输出特性曲线相交，各交点决定了V GS和I D，从而逐点描绘转移特性曲线，如图 1.3.5所示。

从转移特性曲线的某一点作切线，可得g m 的大小。

图1.3.5题1.3.6由MOS管组成的共源电路如图题1.3.6所示，其漏极特性曲线同图题1.3.5。

（1）试分析当v I=2V、4V、8V、10V、12V时，该MOS管分别处于什么工作区。

（2）若v I=8+6sinωt（V），试画出i D和v O（v DS）的波形。

图题1.3.6解：(1) v I =2V、4V时，MOS管工作在截止区；v I =6V、8V时，MOS管工作在恒流区(放大区)；v I =10V、12V时，MOS管工作在可变电阻区。

(2) i D和v O（v DS）的波形如图1.3.6所示。

图1.3.6题1.3.7由N沟道增强型MOSFET构成的共源电路如图题1.3.7（a）所示，MOS管漏极特性曲线如图（b）所示，试求解该电路的静态工作点Q（注意图中V GS=V DS）。

图题1.3.7解：解题思路为：由V GS=V DS作出场效应管的I-V特性，将V DS=V DD-I D R d=15-1.5I d负载线方程作在I-V特性上并交于一点，就可决定IＤ，ＶDS,V GS参数。

由图1.3.7可得：I DQ≈5.8mA，V DSQ≈6.3V，V GSQ≈6.3V。

图1.3.7题1.3.8在图题1.3.8所示的电路中，设N沟道JFET的I DSS=2mA，V P= -4V。

试求I D和V DS。

图题1.3.8解：由sD GS off GS GS DSS D e d D DD DS R I V V V I I R R I V V =-=+-=2)()1()( 求得：V V mA I GS D 105.0==题1.3.9 总结各种类型FET 的偏置条件：（1） 说明场效应管处于可变电阻区，恒流区（放大区）和截止区的主要特征（指v DS 、v GS和i D ）。

（2） 为保证工作于放大区，v DS 和v GS 的极性应如何设置？[在题表1.3.9（a ）和题表1.3.9（b ）中打“√ ”]。

解：(1) 可变电阻区：场效应管的沟道尚未预夹断，V DS ＜V GS -V GS(th)，I D 随V DS 增加而较快增加。

恒流区：场效应管的导电沟道被预夹断，V DS ＞V GS -V GS(th)，V GS ＞V GS(th)，I D 基本不随V DS 增加而增大。

截止区：场效应管的沟道被完全夹断，V GS ＜V GS(th)，I D =0，V DS =V DD 。

(注：指增强型NMOS 管，其它类型只要注意电源极性，同样可以给出)(2)题1.3.10 图题1.3.10（a ）所示为N 沟道场效应管在可变电阻区的输出特性。

当要求将其作为压控电阻时，可接成图（b ）所示的电路形式。

若要求该电路得到1/3的分压比（V O /V I =1/3），应选择多大的V GG ？图题1.3.10解： 因31=I OV V ，所以V O =V DS =0.5V ，I D =(1.5V-0.5V)/6K ≈0.167mA ，由V DS 、I D 可从特性曲线上求得V GG ≈1.0V 。

题1.3.11 图题1.3.11所示电路中，已知FET 的I DSS =2mA ，V P = -2V 。

（1） 求I D =2mA 时R S 的取值范围；（2） 求R S =20k Ω时的I D 值。

图题1.3.11解： (1) 当考虑V DS =1V 时，R s =0～9.5k Ω(2) I D ≈1mA题1.3.12 在图题1.3.12（a ）所示的放大电路中，设输入信号v S 的波形和幅值如图中所示，JET 的特性如图题1.3.12（b ）所示，试用图解法分析：（1） 静态工作点：V GSQ 、I DQ 、V DSQ ；（2） 在同一个坐标下，画出v S 、i D 和v DS 的波形，并在波形图上标明它们的幅值。

（3） 若V GG 改为-0.5V ，其它条件不变，重画i D 、v DS 波形；（4） 为使V GG = -0.5V 时，i D 、v DS 波形不失真，重新选择R d 的数值和静态时的V DSQ 。

图题1.3.12解： (1) 图解分析如图1.3.12（a ）所示。

由图可得：V GSQ =-1V 、V DSQ =10V 、I DQ =8mA 。

(2) v s 、i D 和v DS 的波形如图1.3.12（a ）所示。

(3) 若V GG 改为-0.5V ，v s 、i D 和v DS 的波形如图1.3.12（b ）所示。

显然i D 和v DS 的波形已经出现失真。

(4) 为使V GG = -0.5V 时，i D 、v DS 波形不失真，可减小R d 以改变负载线的斜率，可取V DSQ ＝10V ，如图1.3.12（b ）中的Q ’所示。

所以Ω=-=k 83.0mA 12V10V 20d R图1.3.12（a ）图1.3.12（b ）题1.3.13 由P 沟道结型场效应管组成的电路和它的漏极特性曲线示于图题1.3.13（a ）、（b ）中。

在V I = -10V ，R=10k Ω，R d =5k Ω，V GG 分别为0 V ，1V ，2V ，3V 时，求电路输出V O 值各为多大？图题1.3.13解： 当V I = 10V ，R=10k Ω，R d =5k Ω时，场效应管工作在可变电阻区上。

当V GS =0V 、1V 、2V 、3V 时，R DS 分别为0.83k Ω、1k Ω、1.25k Ω、1.67k Ω。

而输出电压为I d DS dDS O V R R R R R V +++=所以当V GS =0V 、1V 、2V 、3V 时，相应的输出电压分别为3.68V 、3.75V 、3.84V 、4.0V 。

题1.3.14 试用三只电容量足够大的电容器C 1、C 2、C 3，将图题1.3.14所示放大电路分别组成CS 、CD 和CG 组态，并在图中标明各偏置电源和电解电容上的极性，以及信号的输入、输出端子。

（在电源前加正、负号，在电解电容正极性端加正号。

）图题1.3.14解：CS、CD、CG放大电路分别如图1.3.14所示。

图1.3.14题1.3.15设图题1.3.15所示电路中FET的I DSS =2mA，V P= - 4V，试计算标明在各电路中的电压或电流的大小。

图题1.3.15解：图(a)：I D≈1mA；图(b)：V D≈11.16V。

题1.3.16在图题1.3.16所示的FET基本放大电路中，设耗尽型FET的I DSS =2mA，V P= - 4V；增强型FET的V T=2V，I DO=2mA。

（1）计算各电路的静态工作点；（2）画出交流通路并说明各放大电路的组态。

图题1.3.16解：(1) 图(a)：I DQ≈0.5mA，V GSQ=-2V，V DSQ≈3.8V；图(b)：I DQ≈0.76mA，V GSQ≈-1.5V，V DSQ≈8.5V；图(c)：I DQ≈0.25mA，V GSQ=2.8V，V DSQ≈13V。

(2) 交流通路如图1.3.16所示。

图(a)为共源极放大电路(CS)；图(b)为共漏极放大电路(CD)；图(c)为共源极放大电路(CS)。

图1.3.16。