管子处于放大状态。此时,U=12-2.5=9,5V。 1-19晶体管电路如图1-25所示。已知管子的门限电压U=0.7V B=50当输人电压u1从0随时间线性增大到0V时,试画出u对应1变化 的波形 解当x1<0.7V时,管子截止,M。=6V当t1≥0.7V时,管子导通 并工作于放大状态这时w随u.的增大近似线性减小。由于管子临界饱和时 所需的基极驱动电流lx为 1、6-0.7 B50 0.106mA 因而当x,增大到使IB=lks时,管子将进入饱和。这个临界的输入电压 l(R)=IBRB+0.7=0.106×60+0.7=7.1V因此,当>7.1V之后, 管子进入饱和状态。这时w。≈0、7V并随t的增大略有下降。根据上述分析 图出的对应变化波形如图1-26所示。 6V Rclk 0 图 1-20在图1-27(a)所示的电路中,已知管子的UB=0.6V,B=50 若输人电压v为图1-27(b)所示的方波信号,试求输出电压un的值,并画出波 形图。 vOu Re[2ko 03 0 (a) 图1-27 解利用戴维南定理将基极端等效为开路电压U和内阻Rs的串联支
路如图1-28(a)所示,其中 20 (-4)=0.75u1-1V 20+60m20+60 Rs=R1∥R2=20∥60=15k 由图1-28(a)可知,当1=0.3V时,Us=0.75×0.3-1=-0.77V,晶体 管截止,。=6V。当t16V时,U=0.75×6…1=3.5V,此时的基极电 流ⅠH为 ().63.5-0.6 R 而管子临界饱和时的lms为 16-0.6 2=0.054mA 因I3>lBa,所以管子处于饱和,,=UF(m=0.3V,对应x变化的ao波 形如图1-28(b)所示 96v 2kQR 03 15k9 图1…2 1-21场效应管的输出特性曲线如图1-29所示图中i电流均为实际 方向。试判断它们各是何种场效应管,确定其Usm或Usd及Ⅰs的数值 并指出变阻区的范围。 4ip/mA 4V Iin/mA 05V 4 inmA IV 图1-29 18
解图1-29(a)为P沟道增强型M(S管开启电压Ust=-2.5V 变阻区范围是0>lns>ua+2.5V 图1-29(b)为N沟道耗尽型MOS管,夹断电压U,--3VU= 0时的Ip=lms=6mA变阻区范围是0<lns<ues+3V, 图1-29(c)为P沟道结型场效应管,其Um=4V,rs=6mA变阻 区的范围是0>u18>a 1-22某场效应管的转移特性如图1-30所示。 (1)写出i与us的关系式 (2)试求跨导gm与工作电压U;的表达 式,画出其关系曲线,并求出Us=-4V, 时的 (3)试求gm与工作电流l1的表达式,画 3-2-1"0tn/八 出其关系曲线,并求出Ih=1mA,3mA 图1 5mA时的 解(1)由图1-30可知,这是N沟道结型场效应管工作在恒流和截止状 态下的转移特性,其夹断电压U=·3V.I1=6mA故有 (2)按gm的定义,有 di 2×6 由上述gm与Us的关系式画出的曲线如图1-3(a)所示可见,在恒流区, Bm与s呈线性关系。当U7s分别取-4V,2V,-1V,-0.5V时,gm分 别为 ,2.67mnS和 gr 2 0 图1 (3)根据gn与U,sQ的关系式,经变换可得
jm=4(1+8)=(6(1+p) 1m(0≤lr≤6mA) (I<0) 叮见,gn与工作电流l的开方成正比画出的关系曲线如图1-31(b)所示。 当1分别取1mA,3mA,5mA时,求得gm分别为1.63mS,2.83ms和 3.65mS 23场效应管电路如图1·32所示。已知增强型管的开启电压Uesh 均为2V试判断各管的工作状念 p+10V 10v 3k2 IMo kQ [IMQ DIMad2ka skq 3k9 图1-32 解在图1-32(a),(c)电路中,由于增强型管均釆用了自偏压电路,使 得图1-32(a)P沟道管的a不可能小于0,而图1-32(c)N沟道的u;不可 能大于0,因而两管都处于截止状态 对于图1-32(b)电路N沟道增强型管的up=ls,而漏极电压10V又 大于开启电压2V因此满足Un=Us>Us-Us曲=Us5-2,所以管子 工作在恒流状态。 1-24在图1-33所示的电路中,已知场效应管的夹断电压Us的数 值为2V饱和漏电流Is=4mA试分析各管的工作状态并求漏极电位U。 12V 12V 12v 2k9 [1ka 100kQ 2kQ 2.7kQ 2V niko 图133
解图1-33(a)为P沟道结型管,其Usm=2V,由于源极电位不会 小于0,因而vs=2V=Us,管子处于截止状态。此时,U1=-12V 在图1-3b)电路中P沟耗尽型管的u=0,则I=ls=4mA,此 时Us=Ib×2.7-12=4×2.7-12=-12V>Uas-U GS( ofD 2 V 因而管子工作在变阻区UD=l×2.7=4×2.7=10.8V。 出图1-33(c)可知,Us=0,=lm=4mA则UBs=12-2×4= 4V>Us-Us3=2V因而对于N沟道管将工作在恒流区此时Up=12 1-25场效应管构成的分压式衰减电路如图1-34所示,已知MS管工 作在变阻状态,U1=100mV, un Cow/2L.=0.02mA/V2.Ust,=2V (1)试求Us=5V时的输出U。值。 (2)若要求U=80mV,试求Us值。 R 图1-34 解增强型M(S工作在变阻区时,若忽略Us的影响,则D,S端呈现的 电阻R为 R 50 /L Cow (IS(Lt) (1)Ucs=5V时,Rys=50/2×3=8.3k,因此 Un,=nRnU,6+8.3×100=38mv 8.3 (2)为使a=80mV则要求R=24ka。由 R 解得 Us=3.04V 1-26场效应管电路如图廴-35所示。为了使管子工作在恒流区,试确定 漏极电阻Rn的取值范围