1、2136 8 9 10 124题图10.3.1 10.4在题图10.4所示电路中,已知场效应管的VP=5V,问在下列三种情况下,管子分别工作在哪个状态?(1)vGS=8V,vDS=4V (2)vGS=3V,vDS=4V (3)vGS=3V,vDS=1V题图10.4 RdRg+_VGSTVDSVGGVDDN沟道耗尽型(VP 0)场效应管工作状态的判断:截止区:vGSVP,vGS vDS P沟道耗尽型(VP 本题中为N沟道耗尽型(VP VT恒流区:VT,vGS vDS VTP沟道增强型(VT T1:NMOS,恒流区;T2:PMOS,截止区;T3:PMOS,可变电阻区。10.7 已知某结型场效应管的
2、IDSS2mA,VP4V,试画出它的转移特性曲线和输出特性曲线,并近似画出预夹断轨迹。N沟道结型(耗尽型)场效应管的转移特性曲线方程为: (VP0, VPvGS-VP) 预夹断轨迹方程:vDS=vGS-VP= vGS +4特性曲线如题图10.7.1所示。题图10.7.1 N沟道JFET的特性曲线(a) 输出特性 (b)转移特性1020可变电阻区-4vGS-vDS vGS3=-3VvGS=VPvGS2=-2VvGS1=-1VvGS0=0V截止区 -4 -3 -2 -1IDSS10.8场效应管电路和它的输出特性如题图10.8所示,分析当vI4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。v
3、ivo3.3kVcc=12V题图10.8 由电路可知,场效应管是N沟道增强型,vGS= vI。由转移特性看出,VT6V。当vI4V时,场效应管在截止区。当vI8V时,由输出特性看出,ID0.6mA 。因此,vDS=12-3.30.6=10V,场效应管工作在恒流区。当vI12V时,由输出特性看出,ID4mA 。因此,vDS=012-3.34=-1.2V,场效应管工作在可变电阻区。10.9 电路如题图10.9所示,设FET的参数为:IDSS=3mA,VP=3V。当RD分别为下列两个数值时,判断FET是处在饱和区还是非饱和区,并求饱和区中的电流ID。(1) RD=3.9k (2) RD=10k题图1
4、0.9 C2+VDDC1iD(15V)静态时,vGS=0,ID= IDSS=3mA。(1) RD=3.9k,vDS= VDD-RdID=3.3V,FET工作在恒流区;(2) RD=10k,vDS=0V VDD-RdID=-15V,FET工作在可变电阻区。10.10场效应管电路、场效应管的转移特性和输出特性分别如题图10.10所示。 (1)利用图解法求解Q点;(2)利用等效电路法求解Av、Ri和Ro。题图10.10(10V)C3Rs1M2k5k(a) (b) (c)0.0V-2.0V-2.5V由电路得分别在转移特性和输出特性上作出上述方程的直线,如题图10.10.1所示,因此题图10.10.1(
5、a) (b) 00.0V(2)利用等效电路法求解Av、Ri和Ro 电压增益 输入电阻 输出电阻10.11电路如题图10.11所示,已知FET的工作点上的互导gm1ms。(1)画出电路的小信号等效电路;(2)求电压增益Av;(3)求输人电阻Ri和输出电阻Ro。+VDD=20VRLRg2Rg1Rg3=2MCs题图10.11 300k10k100k0.02uF4.7uF(1)小信号等效电路如题图10.11.1所示。题图10.11.1 低频小信号等效电路gvgssdgmvgsidii 10.12一个MOSFET的转移特性如题图10.12所示(其中漏极电流iD的方向是它的实际方向)。(1)该FET是耗尽
6、型还是增强型?(2)是N沟道还是P沟道FET?(3)从这个转移特性上可求出该FET的夹断电压VP还是开启电压VT?求其值。题图10.12 -iD/mA2(1)增强型;(2)P沟道;(3)从这个转移特性上可求出该FET的开启电压VT,等于-4V。10.13一个JFET的转移特性曲线如题图10.13所示。(1)它是N沟道还是P沟道的JFET?(2)它的夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS各是多少?题图10.134 2 0(1)N沟道耗尽型FET;(2)它的夹断电压VP=-4V,饱和漏极电流IDSS=4mA。10.14增强型FET能否用自给偏压的方法来设置静态工作点?试说明理由。不能。以N沟道增强型F
7、ET为例,其开启电压大于0,而自给偏压只能产生小于0的偏压。10.15电路如题图10.15所示。设FET(T1)的参数为gm0.8mS,rd200k;三极管(T2)参数40,rbe1k。(1)画出放大电路的小信号等效电路;(2)计算放大电路的电压增益Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro。Rg3vs题图10.15 Rers47k1uF43k5.1M1k180200uF(+18V)(1)小信号等效电路如题图10.15.1所示。题图10.15.1小信号等效电路cbrbeeRiRovo1=vi2o (2)计算放大电路的电压增益Av和输入电阻Ri。在vs=0时,10.16电路如题图10.16所示,设FET(
8、T1)的互导为gm,rd很大;BJT(T2)的电流放大系数为,输入电阻为rbe。(1)试说明T1 、T2各属什么组态;(2)画出电路的小信号等效电路;(3)写出放大电路的电压增益Av、输入电阻Ri及输出电阻Ro的表达式。Rc题图10.16 Ce(1)T1是共漏组态、T2是共射组态;(2)小信号等效电路如题图10.16.1所示。题图10.16.1小信号等效电路10.17题图10.17所示电路为一带自举电路的高输入阻抗射极跟随器。试定性说明:(1)电压增益接近为1;(2)通过C3引入自举可减少漏栅电容对输入阻抗的影响;(3)通过C2引入自举大大提高了放大电路的输入电阻。 题图10.1710M0.1
9、uF0.01uF8.2KVEE(+15V)略10.18电路如题图10.18,已知Rg1=100k,Rg2=300k,Rg3=2M,Rd=10k,Rs1=10k,Rs2=2k,VDD=20V,gm=1ms。(1)画出电路的小信号等效电路;(2)求电压增益Av;(3)求放大器的输入电阻Ri及输出电阻Ro。Rs1题图10.18 Rs2(1)小信号等效电路如题图10.18.1;题图10.18.1 低频小信号等效电路10.19源极输出器电路如题图10.19所示,已知FET工作点上的互导gm=0.9s,其它参数如图所示。(2)求电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro。题图10.192M12k(+12V)
10、(1)小信号等效电路如题图10.19.1所示。题图10.19.1 小信号等效电路(2)求电压增益Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro10.20 改正题图10.20所示各电路中的错误,使它们有可能放大正弦波电压。要求保留电路的共漏接法。题图10.20 解:图(a)源极加电阻RS。 图(b)漏极加电阻RD。 图(c)输入端加耦合电容。 图(d)在Rg支路加VGG,VDD改为VDD改正电路如题图10.20.1所示。题图10.20.1 10.21题图10.21中的哪些接法可以构成复合管?标出它们等效管的类型(如NPN型、PNP型、N沟道结型)及管脚(b、e、c、d、g、s)。题图10.21 图(a)不能。
11、图(b)构成增强型NMOS管,上端为漏极,中端为栅极,下端为源极。 图(c)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为发射极。图(d)不能图(e)构成N沟道JFET,上端为漏极,中端为栅极,下端为源极。 图(f)PNP型管,上端为发射极,中端为基极,下端为集电极。 图(g)构成NPN型管,上端为集电极,中端为基极,下端为 发射极。10.22 电路如题图图10.22所示,设全部场效应管的低频跨导为gm,T1和T2管d-s间的动态电阻分别为rds1和rds2。试求解电压放大倍数Av的表达式。题图10.22 由于T2和T3所组成的镜像电流源是以T1为放大管的共射放大电路的有源负载,T1、T2管
12、d-s间动态电阻分别为rds1、rds2,所以电压放大倍数表达式为 10.23在题图10.23中,VDD=18V,VSS=-8V,RD1=RD2=RD=10k,RL=10k,FET的gm1=gm2=1.5ms,I0=2mA。(1)求静态工作点ID1、VD1;(2)当接入RL双输出,rds1= rds2 RD, gm1=gm2时,试证明电路的电压增益:题图10.23RD2RD1-VSSrOvi1vi2Io(1)静态工作点(2)当接入RL双输端出,双端输出的差模增益为10.24 电路如题图10.24所示,T1与T2管特性相同,它们的低频跨导为gm;T3与T4管特性对称;T2与T4管d-s间动态电阻
13、为rds2和rds4。试求出两电路的差模电压放大倍数的表达式。图(a)(b)的差模电压增益为: 10.25 题图10.25是OAP541/2541的原理电路,电路与LM741型运放比较,试说明:(1)电路的输入级、中间级和输出级由哪些元件组成?(2)电流源I1、I6的作用。(3)如何实现过流保护的。(4)T13、T14复合后管子的类型。I2vi+R5I1题图10.25 集成功放OPA541/2541简化原理电路+VCC-VCCT12vi-CT5T6T7D1D2T9T10T11T13T14T15T16T17R1R2R3R4R7R8R9R外接过流检测电阻R6I3I4I5I63/410/115/78
14、同相T4T8反相过流检测答:差分输入级:由结型场效应管T1、T2、T3、T4 ,双极型晶体管T5、T6、T7,电流源I1、I2、I3、I4 ,电阻R1、R2、R3、R4 组成。T1、T2组成共漏差分放大器,I1是其静态偏置电流源。T3、T4组成共栅差分放大器,I2是其静态偏置电流源,双极型晶体管T5、T6、T7,电流源I3、I4 ,电阻R3、R4 组成共栅差分放大器的有源负载,将双端输出转换为单端输出。中间放大级:由双极型晶体管T9、T10,电流源I5、I6 组成。的发射极和集电极输出2个倒相的电压信号,驱动推挽输出级。推挽输出级:由双极型晶体管T11、T12、T13、T14,电阻R6、R7、
15、R8、R9 组成。T11、T12、R6、R7组成NPN复合管,T13、T14、R8、R9组成PNP复合管,构成推挽输出级。频率补偿:电容C做内部频率补偿(米勒补偿)。过流保护电路:外接电阻R和其余元件组成过流保护电路。10.26题图10.26是OPA541组成的音频功率放大电路,最大输出电压的峰-峰值为VOPP=(2VCC-6)V,开环增益为97dB。电源电压为35V,C1和C2对交流信号可视为短路。试分析求解:1. 静态时VP、VN和VO各为多少?2.电路引入的为何种反馈?3.电路的闭环增益AV为多少?4.设输入电压足够大,电路的最大输出功率Pom和效率各为多少?题10.26C40.110F510C5+35VC320.1FRf-35V8OPA5411. 静态时,扬声器相当于短路。所以,VP、VN和VO都为0V。2.电路引入的为电压串联负反馈。3.电路的闭环增益AV为4.设输入电压足够大,电路的最大输出功率Pom和效率分别为10.27题图10.27为OPA2541组成的BTL音频功率放大电路,已知电源电压为20V,交流信号时C1和C2可视为短路。1.熔断器FU的作用是什么?2.若vi为足够大,则电路理想的最大输出功率Pom和效率各为多少?Rf1题图10.27-20VRf25.1k-OPA2541
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