第3章 CHAPTER 3 场效应管及其放大电路 场效应管也是一类重要的半导体器件,本章在介绍了场效应管的基本结构、工作原理及特性曲线的基础上,讨论了由场效应管组成放大电路的原则,以及场效应管放大电路的基本工作原理和静态、动态情况下电路的分析方法。 场效应管以其优良的品质与性能,使之自20世纪60年代诞生以来,被广泛用于各类电子电路中。 半导体三极管是通过基极电流控制集电极电流,属于电流型控制器件,而场效应管是通过栅源之间的电压或电场控制漏极电流的器件,是电压控制型器件,因而称为场效应管。场效应管有许多优良品质,如噪声小、便于集成等,近年来应用广泛。 从结构上来划分,可把场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(MOSFET,简称MOS)两大类,而每一类又可以细分。下面分别讨论这些场效应管及其电路。 3.1结型场效应管 3.1.1结构 根据导电沟道的不同,结型场效应管分为N沟道和P沟道两种结构形式,工作原理相同。后面均以N沟道场效应管为例对其结构、工作原理、放大电路进行讨论。图3.1.1是结型场效应管的结构示意图和符号。 图3.1.1结型场效应管结构示意图及符号 图3.1.1(a)是N沟道结型场效应管的结构示意图。由图可见,在一块N型半导体材料上制作两个高掺杂的P区(用P+表示),形成两个PN结,见图中阴影部分。将两个P区连在一起并引出一个电极,称为栅极g,在N型半导体两端各引出一个电极,分别称为漏极d、源极s。处于两个PN结之间的N型区,是漏极与源极间的电流通道,称为导电沟道,由于导电沟道是N型半导体,所以称为N沟道。图3.1.1(b)是N沟道结型场效应管在电路中的符号。 图3.1.1(c)和(d)分别是P沟道场效应管的结构示意图与电路中的符号。下面以N沟道场效应管为例,讨论其工作原理和特性等问题。 3.1.2工作原理 由图3.1.1(a)可见,若在d、s间加电压uDS,就会在d、s间形成电流iD,通过改变栅极和源极间反向电压uGS的大小,即改变耗尽层的宽度从而改变导电沟道的宽度,就可以控制电流iD的大小。所以N沟道结型场效应管在正常工作时,应在栅源间加负电压uGS,以实现对沟道电流的控制; 在漏极和源极间加正电压uDS,以形成漏极电流iD。 由于在正常工作情况下,场效应管同时承受电压uGS和uDS,无论uGS还是uDS的作用,都将直接影响导电沟道,使场效应管呈现与之对应的特性,为简单起见,下面将分别讨论uGS、uDS作用时对场效应管特性及漏极电流iD的影响。 1. uDS=0,改变uGS时对导电沟道的影响 (1) 当uGS=0时,耗尽层较窄,导电沟道最宽,如图3.1.2(a)所示。 图3.1.2uDS=0时uGS对导电沟道的影响 (2) 当uGS由0向负值变化,耗尽层加宽,导电沟道变窄,沟道电阻加大,如图3.1.2(b)所示。 (3) 当uGS的负值进一步加大,使uGS=UGS(off),两个PN结耗尽层相遇,导电沟道消失,沟道电阻趋于无穷大,称这种情况为导电沟道被夹断,如图3.1.2(c)所示,称UGS(off)为夹断电压。在夹断状态,无论uDS是否为0,在d、s间都不能形成电流iD。 2. 当uGS为UGS(off)~0的某值时,uDS对iD的影响 1) 当uDS较小时,漏、源间呈可变电阻特性 当UGS(off)< uGS <0,导电沟道存在,若在漏极和源极之间加较小的电压uDS,则在漏、源间有电流iD,并沿着电流方向在导电沟道上产生电压降,漏极电位最高、源极电位最低。栅极与导电沟道上任何点的电压中,只有uGD= uGS- uDS是最负(最小)的电压,所以,两个PN结的耗尽层将出现楔形,使靠近漏极间的沟道较窄,靠近源极间的沟道较宽,如图3.1.3(a)所示。在uDS较小的情况下,iD与uDS间呈线性关系,导电沟道为一个线性电阻,该电阻的大小仅由uGS决定,uGS越小(越负),沟道呈现的电阻越大。 图3.1.3UGS(off) 0 2) 当uDS上升到一定值,漏、源间呈受控电流源特性 若继续加大uDS,漏极电位将继续升高,当uDS上升到使uGD= uGS- uDS= UGS(off)时,即 uDS= uGS-UGS(off) (3.1.1) 则在漏极处,两个PN结耗尽层相遇,出现夹断区,如图3.1.3(b)所示,称这种情况为预夹断。通常,一个具体的场效应管,其UGS(off)是确定的,由式(3.1.1)可见,当栅、源间的电压uGS不同时,进入预夹断状态的电压uDS也不同。 必须指出,场效应管在进入预夹断状态后,并不意味着iD=0,在uDS电场作用下,电子仍然可从夹断区的窄缝中通过,只有uGS≤UGS(off),场效应管才处于夹断状态,有iD=0。 进一步加大uDS,当uDS上升到使uGD= uGS- uDS< UGS(off)时,即 uDS> uGS-UGS(off)(3.1.2) 漏极处的夹断区沿导电沟道向源极方向移动,如图3.1.3(c)所示,一方面使自由电子运动阻力加大,引起iD减小; 另一方面由于uDS电场的加强,使iD加大,结果是两种影响iD的作用相互抵消,即加大uDS,iD基本不变,iD的大小仅由uGS决定,漏、源间相当于受uGS控制的电流源。 需要注意的是,若uDS的值过高超过了允许范围,PN结将被反向击穿,造成器件损坏。 3) uGS对iD的控制作用 场效应管在正常工作情况下,uDS、UGS(off)是确定的,在满足式(3.1.2)的情况下,只要改变uGS的值,就有一个确定的iD与之对应,从而实现uGS对iD的控制。 3.1.3特性曲线 由于场效应管是非线性元件,其漏极电流iD与栅源电压uGS、漏源电压uDS间的关系只能用特性曲线来描述,即输出特性曲线和转移特性曲线。 1. 输出特性曲线 输出特性曲线,是指当栅源电压uGS为常数时漏极电流iD与漏源电压uDS之间的函数关系,即 iD=f(uDS)uGS=常数(3.1.3) N沟道结型场效应管的输出特性曲线如图3.1.4(a)所示。 图3.1.4N沟道结型场效应管的特性曲线 由图3.1.4(a)可见,输出特性可划分成4个区,即可变电阻区、恒流区、击穿区和截止区。 1) 可变电阻区 可变电阻区位于预夹断轨迹虚线左边部分,由于uDS较小,导电沟道尚未进入预夹断状态,iD与uDS为线性关系,漏源两端为线性电阻。当uGS的取值不同时,曲线斜率不同,uGS取值越负,呈现的电阻越大,即改变uGS,就可以改变电阻的大小,所以称为可变电阻区。 预夹断轨迹虚线与每条曲线的交点,uDS与uGS的关系都满足uDS= uGS-UGS(off) ,在交点处,场效应管进入预夹断状态,uGS取值越负,使场效应管进入预夹断状态所对应的uDS越小。 2) 恒流区 恒流区(即放大区)位于预夹断轨迹虚线右边部分,场效应管所处的状态如图3.1.3(c)所示。每条曲线的uDS与uGS的关系都满足uDS> uGS-UGS(off),uDS变化时,iD基本不变,只有改变uGS的大小,才能改变iD的大小,因此,可将iD视为受uGS控制的电流源。在用场效应管作放大电路时,场效应管应工作在恒流区。 在恒流区,若uDS超过一定限度,场效应管将被击穿,造成器件损坏(见特性曲线的击穿区)。所以,场效应管工作时,uDS不能超过手册规定的极限值。 3) 截止区 截止区位于特性曲线靠近横坐标的区域,由于uGS< UGS(off),导电沟道被夹断,iD≈0,场效应管处于截止状态,漏源两端相当于开路。 2. 转移特性曲线 转移特性曲线,是指当漏源电压uDS为常数时漏极电流iD与栅源电压uGS之间的函数关系,即 iD=f(uGS)uDS=常数(3.1.4) N沟道结型场效应管的转移特性曲线如图3.1.4(b)所示。 由图3.1.4(b)可见,当uGS=0时,iD最大,即iD=IDSS,称IDSS为饱和漏极电流。当uGS减小,iD也随之减小,当uGS= UGS(off),场效应管处于夹断状态,iD≈0。 结型场效应管工作在恒流区时,iD与uGS的关系,可用下面的近似公式表示: iD=IDSS1-uGSUGS(off)2(UGS(off)≤uGS≤0)(3.1.5) 式(3.1.5)是本章的重要公式之一,在后面对场效应管放大电路分析时会经常用到。 3. 输出特性曲线与转移特性曲线间的对应关系 输出特性曲线和转移特性曲线都是描述同一个场效应管的uGS、uDS、iD三者之间关系的曲线,两组曲线间存在着严格的对应关系,所以,可以根据输出特性曲线通过作图得到对应的转移特性曲线。由转移特性的定义,可以在输出特性的恒流区作垂线(uDS为常数),读出各条曲线与垂线交点处uGS、iD的坐标,在uGS、iD坐标系中画出对应点,然后连接各点即为转移特性曲线,如图3.1.5所示。 图3.1.5由输出特性曲线求转移特性曲线 3.2绝缘栅场效应管 结型场效应管的输入电阻一般为107Ω,在希望输入电阻更高的情况下,通常采用绝缘栅场效应管。绝缘栅场效应管由金属氧化物和半导体制成,所以又称为金属氧化物半导体场效应管,简称MOS管。MOS管分为N沟道和P沟道两种结构,每种结构又分为增强型和耗尽型两种形式。由于N沟道MOS管与P沟道MOS管工作原理相同,所以本节只讨论N沟道MOS管。 3.2.1N沟道增强型MOS管 1. 结构 图3.2.1(a)是N沟道增强型MOS管的结构示意图,图3.2.1(b)为电路中的符号。 图3.2.1N沟道增强型MOS管结构示意图及符号 由图3.2.1(a)可见,它是以一块低掺杂的P型半导体为衬底,通过一定的工艺在上面制作两个高掺杂的N型区(图中用N+表示),在半导体材料上覆盖一层SiO2 绝缘层,在SiO2 绝缘层上制作一个金属电极,作为栅极g,从两个N型区分别引出两个金属电极,作为漏极d和源极s。衬底上也引出一根引线B,通常情况下将它和源极在管内相连。由于栅极与源极、漏极间被绝缘材料隔开,栅源间电阻可达1010Ω以上,故称为绝缘栅场效应管。 2. 工作原理 绝缘栅场效应管的工作原理与结型场效应管有所不同,它是通过改变栅源电压uGS的大小,从而改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少,即改变感应电荷形成的导电沟道的状况,达到控制漏极电流iD之目的。 1) 导电沟道的建立 若栅源间不加电压,由于漏极和源极的两个N+区之间是P型半导体,相当于两个背向的PN结,漏源间没有导电沟道,无论在漏源间加正或负电压,总有一个PN结反向偏置,所以漏源间无电流,iD=0,如图3.2.2(a)所示。 图3.2.2N沟道增强型MOS管导电沟道的建立 若漏源间不加电压,在栅源间加电压uGS。当uGS>0,则会产生一个由栅极指向P型衬底的电场,这个电场排斥P型衬底中的空穴,吸引电子,随着uGS的增大,吸引电子的能力也增强。当uGS≥UGS(th)时,在衬底靠近绝缘层处形成电荷层,将两个N+区连接起来,使漏、源间形成电子导电的沟道,称为N沟道。如图3.2.2(b)所示。UGS(th)称为开启电压,uGS越高,导电沟道越宽,沟道电阻越小。 2) uDS对iD的影响 当uGS是大于UGS(th)的某个确定值时,若在漏源间加电压uDS,就会形成漏极电流iD,uDS对导电沟道的影响与结型场效应管完全类似。 当uDS较小时,由于导电沟道的任何点的电位都低于d点电位,栅极与导电沟道各点间电压中uGD=uGS- uDS最小,沟道由源极到漏极逐渐变窄,漏、源间呈可变电阻特性,如图3.2.3(a)所示。 当uDS增大到使uGD=uGS- uDS= UGS(th)时,即 uDS= uGS- UGS(th)(3.2.1) 时,漏极处的导电沟道出现夹断区,场效应管处于预夹断状态,如图3.2.3(b)所示。 当uDS增大到使uGD=uGS- uDS> UGS(th)时,即 uDS> uGS- UGS(th)(3.2.2) 时,夹断区向源极方向移动,和结型场效应管一样,增大的uDS和增大的沟道电阻基本抵消,iD基本不变,具有恒流源特性,如图3.2.3(c)所示。 图3.2.3uDS对导电沟道和iD的影响 3) uGS对iD的控制作用 MOS管在正常工作情况下,uDS、UGS(th)是确定的,在满足式(3.2.2)的情况下,只要改变uGS的值,就有一个确定的iD与之对应,从而实现uGS对iD的控制。 3. 特性曲线 N沟道增强型MOS管的转移特性和输出特性如图3.2.4所示。 图3.2.4N沟道增强型MOS管的特性曲线 MOS管的输出特性也分为4个区: 可变电阻区、恒流区、截止区、击穿区,各区的含有与结型场效应管完全相同。 由MOS管的转移特性可见,当uGS UGS(off)且uDS> uGS-UGS(off),对于N沟道增强型MOS管,必须使uGS> UGS(th)且uDS> uGS-UGS(th),通过gm描述其放大作用。 最后,对场效应管放大电路的分析也包括静态分析和动态分析,分别要用放大电路的直流通路和交流通路,在直流通路和交流通路中,对电容元件、直流电源、信号源的处理原则完全相同。分析方法也有图解法、解析法,只是在动态分析中,场效应管与双极型三极管的线性化模型不同。根据场效应管的结构、工作原理和特性曲线知,场效应管的栅极几乎没有电流,因此,在其微变等效电路中可认为栅漏、栅源之间是开路的; 在恒流区(即放大区),iD基本不随uDS的变化而改变,具有恒流源特性,iD的大小只受uGS控制,因此,在其微变等效电路中可认为漏源之间是受uGS控制的受控电流源。因此,可得到场效应管的微变等效电路如图3.4.1(a)所示。通常情况下,由于rds比电路输出回路电阻大得多,所以可忽略rds上的电流,将rds作开路处理,所以有简化的微变等效电路如图3.4.1(b)所示。 图3.4.1场效应管的微变等效电路 在场效应管简化的微变等效电路中,跨导gm是待求的参数,前已述及,gm可通过对式(3.1.5)或式(3.2.3)求导得到,在已知IDSS(或IDO)、UGS(off)(或UGS(th))的情况下,只需将求导结果中的uGS用静态工作点处的UGSQ代入,即可求得gm。 3.4.1共源极放大电路 如图3.4.2(a)所示的电路是用N沟道耗尽型MOS管组成的共源极放大电路,图3.4.2(b)为对应的交流通路。电路中C1、C2为耦合电容,Cs为旁路电容,起隔直传交的作用。直流电源UDD的作用是,一方面通过电阻R1、R2分压,为场效应管设置静态工作点,并使场效应管工作在恒流区; 另一方面为负载提供能量。电阻Rg的作用是,避免因R1、R2的影响使放大电路的输入电阻减小。电阻Rs的作用是稳定静态工作点(类似于工作点稳定电路中的Re)。电阻Rd的作用是,将漏极电流iD的变化转化成电压uDS的变化,实现电压放大。 图3.4.2共源极放大电路 从交流通路看,放大电路的输入、输出回路的公共端是场效应管的源极,所以该电路为共源放大电路。 从静态工作点的设置方法看,直流电源通过R1、R2分压产生静态值UGQ,又称这种偏置方式的放大电路为分压式偏置电路。根据电路参数的不同,分压式偏置电路能够保证静态时UGSQ大于0、等于0或小于0,因此这种偏置方式对结型场效应管、耗尽型MOS管、增强型MOS管均适用。 1. 静态分析 1) 解析法 由于电阻Rg上无电流,UGQ=UR1Q。根据图3.4.2(a)电路的直流通路,有 UGSQ=UDD×R1R1+R2-IDQRs(3.4.1) 再利用场效应管的电流公式(3.1.5),即 IDQ=IDSS1-UGSQUGS(off)2(3.4.2) 将式(3.4.1)、式(3.4.2)联立,可求得UGSQ、IDQ。根据图3.4.2(a)所示电路对应的直流通路的输出回路,有 UDSQ=UDD-IDQ(Rd+Rs)(3.4.3) 2) 图解法 图解法就是在场效应管的转移特性和输出特性上,通过作图,估算放大电路的静态工作点,具体方法如下: (1) 由放大电路直流通路的输入回路写出uGS与iD的关系式,得到直线方程,即 uGS=UDD×R1R1+R2-iDRs(3.4.4) 在转移特性上作式(3.4.4)表示的直线方程,曲线与直线方程的交点即为Q点,得到IDQ、UGSQ。 (2) 由放大电路直流通路的输出回路写出uDS与iD的关系式,得到直线方程,即 uDS=UDD-iD(Rd+Rs)(3.4.5) 在输出特性上作式(3.4.5)表示的直线方程,与uGS= UGSQ对应的曲线和直线方程的交点即为Q点,可得到UDSQ。 2. 动态分析 下面根据图3.4.2(a)所示电路的微变等效电路,求放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。如图3.4.2(a)所示电路的微变等效电路如图3.4.3所示。 图3.4.3图3.4.2 (a)所示电路的微变等效电路 1) 电压放大倍数 由于 U·o=-I·d(Rd∥RL)=-gmU·gs(Rd∥RL) U·i=U·gs 所以电压放大倍数为 A·u=U·oU·i=-gm(Rd∥RL)(3.4.6) 2) 输入电阻和输出电阻 ri=Rg+(R1∥R2)(3.4.7) ro=Rd(3.4.8) 3. 自给偏压电路 对于N沟道结型场效应管,必须在栅源电压uGS<0时才能正常工作,对于耗尽型MOS管,在uGS<0时也能正常工作,因此由这两种场效应管组成放大电路时,设置静态工作点时也可采用如图3.4.4所示的自给偏压电路。 图3.4.4自给偏压共源极放大电路 图中,由于栅极无电流,静态时,栅极电位UGQ=0V,静态漏极电流IDQ流过电阻Rs产生电压,使源极电位USQ=IDQRs,所以栅源间的静态电压为 UGSQ=UGQ-USQ=-IDQRs(3.4.9) 因电路是通过源极电阻上的电压为栅源提供负偏压,故称这种电路为自给偏压电路。若将式(3.4.9)与式(3.4.2)联立,再利用式(3.4.3),即可求出电路的静态工作点。 例3.4.1设图3.4.2共源极放大电路中,场效应管的UGS(off)=-1V,IDSS=0.5mA,UDD=18V,R1=47kΩ,R2=2MΩ,Rg=10MΩ,Rs=2kΩ,Rd=30kΩ,RL=30kΩ。 (1) 求放大电路的静态工作点; (2) 求放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。 解(1) 根据电路的直流通路,有 UGSQ=UDD×R1R1+R2-IDQRs=18×472047-IDQRs IDQ=IDSS1-UGSQUGS(off)2=0.5×1-UGSQ-12 将以上两式联立,因为N沟道耗尽型MOS管的漏源电压UDSQ=UDD-ID(Rd+Rs)应该为正值,所以舍弃漏源电压UDSQ为负值的解。解得 IDQ1=1.6mA IDQ2=0.32mA= IDQ UGSQ=-0.23V UDSQ=7.76V (2) 先求gm: gm=iDuGS=-2IDSSUGS(off)1-UGSQUGS(off)=-2×0.5-11--0.23-1=0.77(mS) 由图3.4.3所示的微变等效电路,将电路的有关参数代入式(3.4.6)~式(3.4.8),有 A·u=-gm(RD∥RL)=-0.77×30×3030+30≈-11.6 ri=Rg+(R1∥R2)≈Rg=10MΩ ro=Rd=30kΩ 3.4.2共漏极放大电路 图3.4.5(a)所示的电路是用N沟道耗尽型MOS管组成的共漏极放大电路,图3.4.5(b)为对应的交流通路微变等效电路。从微变等效电路看,放大电路的输入、输出回路的公共端是场效应管的漏极,所以该电路为共漏放大电路。共漏放大电路又称为源极输出器。 图3.4.5共漏极放大电路 1. 静态分析 由于电路为自给偏压电路,所以静态时,根据电路的直流通路,利用式(3.4.9)和场效应管的电流特性方程联立,即 UGSQ=UGQ-USQ=-IDQRs IDQ=IDSS1-UGSQUGS(off)2 求出IDSQ和UGSQ,再根据直流通路的输出回路,有 UDSQ=UDD-IDQRs 2. 动态分析 1) 电压放大倍数 由图3.4.5(b)所示的微变等效路,有 A·u=U·oU·i=gmU·gs(Rs∥RL)U·gs+gmU·gs(Rs∥RL)=gm(Rs∥RL)1+gm(Rs∥RL)(3.4.10) 当gm(Rs∥RL)1时,A·u≈1。 2) 输入电阻 ri=Rg(3.4.11) 3) 输出电阻 根据输出电阻的定义,求输出电阻时,令输入信号为0,从输出端往里看的等效电阻。由于输入信号为0时,电路中受控源仍然存在,所以,这里求输出电阻时,只能用二端网络求解等效电阻的一般方法,即在输出端加电压U·o,求出端钮电流I·o,则ro=U·oI·o。如图3.4.6所示,有 图3.4.6求图3.4.5共漏极放大电路的输出电阻 I·o=U·oRs-gmU·gs=U·oRs+gmU·o 所以 ro=Rs∥1gm(3.4.12) 由以上的动态分析可见,源极输出器的特点与双极型三极管构成的射极输出器的特点非常相似,即电压放大倍数近似为1,输入电阻大,输出电阻小。若增大Rg的值,可使电路呈现非常大的输入电阻,而射极输出器很难做到。 本章小结 本章主要讨论了场效应管的基本结构和工作原理,以及场效应管放大电路的基本原理和分析方法。 1. 场效应管是一种电压控制器件,通过栅源电压uGS控制漏极电流iD,实现对信号的放大。描述其放大能力的参数是跨导gm。 2. 和半导体三极管相比,场效应管由多数载流子参与导电,而前者由电子、空穴两种载流子参与导电,所以前者又称为双极型三极管,场效应管称为单极型三极管。因为场效应管是多数载流子参与导电,所以温度稳定性好、抗辐射能力强、噪声低。 3. 场效应管的一个主要优点是输入电阻非常高,通常可达107~1012Ω,由场效应管构成的放大电路基本不向信号索取电流,当对放大电路输入电阻要求很高的情况下,可采用场效应管放大电路。此外,场效应管还具有功耗小、体积小、制造工艺简单、便于集成化等突出优点,在大规模集成电路中得到了广泛应用。 4. 场效应管分为结型和绝缘栅型两类,每类都有N沟道和P沟道两种结构。对于绝缘栅型场效应管,还分为增强型和耗尽型两种形式。 5. 由于MOS管的栅源间电容容量较小,只要少量的感应电荷就能产生很高的电压,而栅源电阻非常高,感应电荷不易释放,这样很容易使SiO2绝缘层被击穿而造成器件损坏。虽然在有些集成电路中增加了栅极保护电路,但它所能承受的静电电压仍有一定限度,因此,无论在何种情况下,都要避免MOS管的栅极悬空; 在焊接时,电烙铁要有良好的接地。 6. 场效应管有三个工作区: 可变电阻区、恒流区、截止区,当组成放大电路时,应工作在恒流区。对于N沟道结型场效应管、耗尽型MOS管,必须使uGS> UGS(off)且uDS> uGS-UGS(off),对于N沟道增强型MOS管,必须使uGS> UGS(th)且uDS> uGS-UGS(th)。 7. 场效应管放大电路的偏置电路有分压式偏置电路和自给偏压电路两种常用的形式,后者只能用于由结型场效应管和耗尽型MOS管组成的放大电路。 8. 常用的场效应管放大电路有共源、共漏两种形式,它们与双极型三极管组成的共射、共集电路有一定的对应关系,但比双极型三极管放大电路输入电阻高、稳定性好、电压放大倍数低,通常用来做多级放大电路的输入级。 习题 3.1场效应管和双极型三极管比较有什么特点? 3.2说明场效应管的夹断电压UGS(off)、开启电压UGS(th)的含义。对于N沟道场效应管,UGS(off)和UGS(th)为正值、负值还是0?对于P沟道场效应管呢? 3.3耗尽型MOS管和增强型MOS管的区别是什么? 3.4绝缘栅场效应管的栅极为什么不能悬空? 3.5为什么增强型场效应管不能采用自给偏置电路? 3.6IDSS和IDO是如何定义的?它们分别是哪种场效应管的参数? 3.7场效应管处于“预夹断”状态时,是否意味着漏极电流等于0? 3.8电路如图3.1所示,若Rg短路或开路,将对电路产生什么影响? 3.9电路如图3.2所示,Rg的作用是什么? 图3.1题3.8的图 图3.2题3.9的图 3.10某场效应管的输出特性如图3.3所示,回答如下问题。 (1) uGS=-2V时,uDS为多少伏场效应管出现预夹断? (2) uGS=-3V时,uDS为多少伏场效应管被击穿? (3) 该场效应管的夹断电压是多少伏? (4) 该场效应管的IDSS是多少? 3.11某场效应管的输出特性如图3.4所示,画出uDS=6V时对应的转移特性曲线。 图3.3题3.10的图 图3.4题3.11的图 3.12电路如图3.5所示,判断它们能否放大输入信号。 图3.5题3.12的图 3.13场效应管转移特性曲线及放大电路如图3.6所示。 (1) 计算电路的静态工作点; (2) 计算电路的A·u、ri、ro。 图3.6题3.13的图 3.14场效应管放大电路如图3.7所示,画出电路的直流通路和微变等效电路,并写出电路的A·u、ri、ro的表达式。 图3.7题3.14的图