2025年电力场效应管应用题试题及答案.doc

2025年电力场效应管应用题试题及答案

一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
1. 电力场效应管（MOSFET）的栅极与源极之间的电阻通常（ ）
A. 很大 B. 很小 C. 与漏源电阻相同 D. 不确定
答案：A
解析：电力场效应管的栅极与源极之间是绝缘的，电阻很大。

2. 以下哪种电力场效应管属于 N 沟道增强型（ ）
A. 3N06 B. IRF740 C. FQP30N06L D. 以上都是
答案：D
解析：这几种型号都有 N 沟道增强型的电力场效应管。

3. 电力场效应管的导通电阻会随温度升高而（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小
答案：A
解析：温度升高，材料的电阻率变化等因素会使导通电阻增大。

4. 电力场效应管在开关电路中主要起（ ）作用
A. 放大电流 B. 控制电压 C. 开关通断 D. 整流
答案：C
解析：其特点就是适合用于开关电路，实现通断控制。

5. 当电力场效应管的栅源电压为零时，管子处于（ ）状态
A. 导通 B. 截止 C. 放大 D. 饱和
答案：B
解析：对于增强型场效应管，栅源电压为零时截止。

6. 电力场效应管的输入电容主要影响其（ ）
A. 开关速度 B. 耐压 C. 导通电阻 D. 电流放大倍数
答案：A
解析：输入电容影响对信号的响应速度，进而影响开关速度。

7. 若要提高电力场效应管的耐压，可采取的措施是（ ）
A. 减小栅源电压 B. 增加散热面积 C. 选用更高耐压的型号 D. 降低工作频率
答案：C
解析：直接选用更高耐压型号是提高耐压的有效办法。

8. 电力场效应管在高频电路中应用时，其优点是（ ）
A. 功率大 B. 噪声低 C. 耐压高 D. 导通电阻小
答案：B
解析：场效应管在高频下噪声低，适合高频应用。

9. 以下关于电力场效应管的说法正确的是（ ）
A. 只能用于直流电路 B. 可以用于交流电路 C. 不能用于功率放大 D. 只能单向导电
答案：B
解析：电力场效应管可用于交流电路，也可用于功率放大等多种电路。

10. 当电力场效应管的漏极电流增大时，其漏源电压（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小
答案：B
解析：根据场效应管的特性曲线，漏极电流增大，漏源电压减小。

二、填空题（每题 3 分，共 15 分）
1. 电力场效应管主要有______、______、______三种类型。
答案：结型场效应管（JFET）、绝缘栅型场效应管（MOSFET）、静电感应型场效应管（SIT）
解析：这是场效应管常见的分类。

2. 电力场效应管的三个电极分别是______、______、______。
答案：栅极（G）、源极（S）、漏极（D）
解析：这是场效应管的基本电极名称。

3. 电力场效应管的跨导反映了______对______的控制能力。
答案：栅源电压、漏极电流
解析：跨导体现了栅源电压变化时对漏极电流的控制程度。

4. 电力场效应管的最大漏极电流是指______。
答案：在规定条件下，漏极电流的最大值
解析：明确最大漏极电流的定义。

5. 电力场效应管的夹断电压是指______。
答案：使漏极电流减小到几乎为零的栅源电压
解析：这是夹断电压的含义。

三、简答题（每题 1０分，共 30 分）
1. 简述电力场效应管的工作原理。
答案：以绝缘栅型场效应管（MOSFET）为例，当在栅极和源极之间施加电压时，会在栅极下方的半导体表面感应出电荷，形成导电沟道。对于 N 沟道 MOSFET，当栅源电压达到开启电压时，形成 N 型导电沟道，漏极电流可以通过沟道从漏极流向源极。改变栅源电压可以控制沟道的宽窄，从而控制漏极电流的大小。
解析：详细阐述了 MOSFET 的工作原理，包括感应电荷形成沟道以及通过栅源电压控制漏极电流。

2. 电力场效应管与双极型晶体管相比有哪些优缺点？
答案：优点：输入电阻高，可达 10^9～10^15Ω；噪声低；热稳定性好；开关速度快；功耗低。缺点：耐压较低；电流容量较小；跨导较小。
解析：分别从不同方面对比了场效应管和双极型晶体管的优缺点。

3. 如何检测电力场效应管的好坏？
答案：首先用万用表电阻档测量栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻，正常情况下应为无穷大。然后测量漏极与源极之间的电阻，对于正常的管子，该电阻在不同状态下有相应的阻值范围。还可以通过检测管子的放大能力等参数来判断好坏，例如在给定栅源电压下测量漏极电流是否符合特性曲线。
解析：介绍了检测场效应管好坏的具体方法和步骤。

四、分析题（每题 1０分，共 15 分）
1. 如图所示电路，已知场效应管为 N 沟道增强型，电源电压 VDD = 12V，电阻 R = 1kΩ，场效应管的开启电压 VGS(th) = 2V，导通电阻 Rdson = 100Ω。当栅源电压 VGS = 5V 时，求电路中的漏极电流 ID 和漏源电压 VDS。
答案：首先求漏极电流 ID，根据公式 ID = (VDD - VGS) / (R + Rdson)，代入数据可得 ID = (12 - 5) / (1000 + 100) ≈ 6.36mA。然后求漏源电压 VDS，VDS = VDD - ID×(R + Rdson) = 12 - 6.36×(1 + 0.1) ≈ 5V。
解析：根据给定条件和公式，逐步计算出漏极电流和漏源电压。

五、设计题（20 分）
设计一个用电力场效应管实现的开关电路，要求能够通过控制栅极电压实现负载的通断，画出电路原理图，并说明工作原理。
答案：电路原理图：电源 VDD 经电阻 R 连接到场效应管的漏极，场效应管的源极接地，负载接在场效应管的漏极和地之间，栅极接控制信号。工作原理：当栅极施加合适的控制电压时，场效应管导通，负载两端有电压，负载工作；当栅极电压为零时，场效应管截止，负载两端无电压，负载停止工作，从而实现通过控制栅极电压对负载的通断控制。
解析：画出了简单的场效应管开关电路原理图，并说明了其工作过程。