结构推理 已知电路中晶体管类型及各极的直流电位分别为下列各组数据:
   (1)PNP管,UB=-0.2V,UC=-3V,UE=0V;
   (2)NPN管,UB=0.7V,UC=0.3V,UE=0V;
   (3)NJFET管,UC=-4.8V,US=-2V,UD=5V,UGS(off)=-3V;
   (4)增强型PMOSFET管,UG=-4.8V,US=UB=0.2V,UD=-7V,UGS(th)=-3V:
   (5)耗尽型PMOSFET管,UG=1V,US=UB=0V,Ud=-10V,UGS(off)=3V。
   试确定各组数据所对应的晶体管工作于特性曲线的何种区域,对工作于放大区域的BJT,指明管子材料;对FET指明对应的沟道状态。
【正确答案】本题考查对双极型晶体管(BJT)与场效应管(FET)工作状态的分析。
   对BJT:发射结正向偏置、集电结反向偏置时处于放大状态;发射结、集电结均正向偏置时处于饱和状态;发射结、集电结均反向偏置时处于截止状态。对于FET:情况稍复杂些。在确定各极电压极性符合要求后,首先区分是耗尽型管还是增强型管。对于耗尽型FET,存在重要参数UGS(off)。比较UGS与UGS(off)大小,一旦比较结果确定沟道夹断,则管子工作于截止区;否则,应进一步比较UGD或UDG与UGS(off)的大小以判断管子是否发生预夹断状态,发生预夹断后管子工作于放大区,反之处于可变电阻区;对于增强型FET,存在重要参数UGS(th)。比较UGS与UGS(th)大小,一旦比较结果确定沟道夹断,则管子工作于截止区;否则,应进一步比较UGD或UGS(th)与UGS(th)的大小以判断管子是否发生预夹断状态,发生预夹断后管子工作于放大区,反之处于可变电阻区。
   据上述分析步骤,可求解如下:
   (1)UEB=[0-(-0.2)]V=0.2V>0,发射结正向偏置;UCB=[-3-(-0.2)]V=-2.8V<0,集电结反向偏置,可见该管为工作于放大区的锗管。
   (2)UBE=(0.7-0)V=0.7V>0,发射结正向偏置;UBC=(0.7-0.3)V=0.4V>0,集电结正向偏置,可见该管为工作于饱和区的硅管。
   (3)UCS=UG-US=[-4.8-(-2)]V=-2.8V>UCS(off)=-3V,沟道未被夹断,UDS=UD-US=[5-(-2)]V=7V>0,有漏极电流ID
   考虑到UCD=(-4.8-5)V=-9.8V<UCS(off)=-3V,说明沟道处于发生预夹断后的状态,可见该管工作于放大区。
   (4)UCS=(-4.8-0.2)V=-5V<UCS(th)=-3V,沟道已开启,UDS=UD-US=(-7-0.2)V=-7.2V<0,有漏极电流ID。考虑到UDG=[-7-(-4.8)]V=-2.2V>UGB(th)=-3V,说明沟道尚未发生预夹断,可见该管工作于可变电阻区。
   (5)UGS=(1-0)V=1V<UGS(off)=3V,沟道未被夹断,UDS=UD-US=(-10-0)V=-10V<0,有漏极电流ID。考虑到|UDG|=(-10-1)V=11V>UGS(off)=3V,说明沟道处于发生预夹断后的状态,可见该管工作于放大区。
【答案解析】对于场效应晶体管,不论是N沟道,还是P沟道,可以根据|uDG|是否大于|UGS(off)|或|UGS(th)|来判断管子是否工作于放大区。
   若|uDG|>|UGS(off)|或|UGS(th)|,则场效应管工作于放大区。
   若|UDG|<|UGS(off)|或|UGS(th)|,则场效应管工作于可变电阻区。