集成电子技术基础教程第一篇3章.doc
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1、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VT、夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS或IDO的数值。 图题1.3.1解: (1)(a)增强型N沟道MOS管,VGS(th)3V,IDO3mA;(b)增强型P沟道MOS管,VGS(th)2V,IDO2mA;(c)耗尽型型P沟道MOS管,VGS(off)2V,IDSS2mA;(d)耗尽型型N沟道MOS管,VGS(off)2V,IDSS3mA。题1.3.2 场效应管漏极特性曲线同图题1.3.1(a)
2、(d)所示。分别画出各种管子对应的转移特性曲线iD=f(vGS)。解: 在漏极特性上某一VDS下作一直线,该直线与每条输出特性的交点决定了VGS和ID的大小,逐点作出,连接成曲线,就是管子的转移特性了。 图题1.3.3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:(1) IDSS、VP值为多大?(2) 根据给定曲线,估算当iD=1.5mA和iD=3.9mA时,gm约为多少?(3) 根据gm的定义:,计算vGS= -1V和vGS= -3V时相对应的gm值。解: (1) IDSS=5.5mA,VGS(off)=-5V;(2) ID=1.5mA时,gm0.88ms,ID=3.9mA
3、时,gm1.76ms;(3) VGS=-1V时,gm0.88ms,VGS=-3V时,gm1.76ms题1.3.4 由晶体管特性图示仪测得场效应管T1和T2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VP或VT值,以及vDS=5V时的IDSS或 IDO值。 图题1.3.4解: 图(a)耗尽型PMOS管,VGS(off)=3V;当VDS=5V时,IDSS=2mA;图(b)增强型PMOS管,VGS(th)=-4V;当VDS=5V时,IDO1.8mA。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vDS=9V时的转移特性曲线,并定性分析跨
4、导gm与ID的关系。 图题1.3.5 图题1.3.6解: 在VDS=9V处作一垂直线,交各VGS下的输出特性,各交点决定了VGS和ID,从而逐点描绘转移特性曲线。从转移特性曲线的某一点作切线,可得gm的大小。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vI=2V、4V、8V、10V、12V时,该MOS管分别处于什么工作区。(2) 若vI=8+6sint(V),试画出iD和vO(vDS)的波形。解: (1)VI=2V,4V时,MOS管工作在截止区;VI=6V,8V时,MOS管工作在恒流区(放大区);VI=10V,12V时,MOS管工
5、作在可变电阻区;(2)图略。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VGS=VDS)。 图题1.3.7解: 解题思路为:由VGS=VDS作出场效应管的I-V特性,将VDS=VDD-IDRd=15-1.5Id负载线方程作在I-V特性上并交于一点,就可决定I,DS,VGS参数。题1.3.8 在图题1.3.8所示的电路中,设N沟道JFET的IDSS =2mA,VP= -4V。试求ID和VDS。 解:由 图题1.3.8 求得:题1.3.9 总结各种类型FET的偏置条件:(1) 说明场效应管
6、处于可变电阻区,恒流区(放大区)和截止区的主要特征(指vDS、vGS 和iD)。(2) 为保证工作于放大区,vDS和vGS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,VDSVGS-VGS(th),ID随VDS增加而较快增加。恒流区:场效应管的导电沟道被预夹断,VDSVGS-VGS(th),VGSVGS(th),ID基本不随VDS增加而增大。截止区:场效应管的沟道被完全夹断,VGSVGS(th),ID=0,VDS=VDD(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)表题1.3.9-1 表题1
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