场效应管放大电路设计
场效应管放大电路原理
场效应管放大电路原理场效应管放大电路原理1. 介绍场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常用的电子器件，广泛应用于放大、开关和调节电路中。
作为一名文章写手，我将为您详细介绍场效应管放大电路的原理。
2. 场效应管概述场效应管是由源极、栅极和漏极三个主要部分组成的。
其中，栅极与源极之间的电压可以控制漏极电流的大小，从而实现信号的放大和调节。
和双极晶体管相比，场效应管具有输入电阻高、无需偏置电流等优点，因此在电子工程中得到广泛应用。
3. 场效应管放大电路的基本原理场效应管放大电路的基本原理是利用场效应管的特性来放大输入信号。
当输入信号施加在栅极上时，栅极源极间的电压将改变栅极-源极电流的大小，从而改变漏极电流。
根据场效应管工作状态的不同，可分为共源放大器、共漏放大器和共栅放大器三种。
3.1 共源放大器共源放大器是应用最广泛的一种场效应管放大电路。
在共源放大器中，输入信号通过耦合电容施加到栅极上，当信号施加后，栅极-源极电压发生变化，控制栅极-源极电流的大小，进而改变漏极电流。
共源放大器具有放大增益高、输入输出阻抗匹配等特点，适用于多种应用场景。
3.2 共漏放大器共漏放大器是场效应管放大电路的一种重要形式。
在共漏放大器中，漏极连接到电源，源极接地，输入信号通过漏极电阻耦合到栅极。
共漏放大器具有输入电阻高、输出电阻低等特点，适用于对电压放大和阻抗转换要求较高的场合。
3.3 共栅放大器共栅放大器是场效应管放大电路的另一种形式。
在共栅放大器中，信号通过源极电阻耦合到栅极，漏极连接到电源。
共栅放大器具有输入输出阻抗匹配、频率响应宽等特点，适用于高频放大和对输入频率响应要求较高的应用。
4. 实际应用案例场效应管放大电路广泛应用于各种电子设备中。
以音频放大器为例，通过合理选择场效应管的类型和工作点，可以实现对音频信号的放大和调节，保证音频设备的音质。
5. 个人观点和理解场效应管放大电路作为一种常见的放大器，具有输入电阻高、无需偏置电流、放大增益高等技术优点。
(实验六)结型场效应管放大电路
实验六 结型场效应管放大电路一．实验摘要通过对实验箱上结型场效应管的测试，认识N 沟道JFET 场效应管的电压放大特性和开关特性。
给MOS 管放大电路加输入信号为：正弦波，Vpp=200mV-500mV ，f=2Khz 。
测量输入电阻时，输入端的参考电阻Rs=680K 。
二．实验主要仪器三极管，万用表，示波器，信号源及其他电子元件。
三．实验原理场效应管放大器性能分析图6－1为结型场效应管组成的共源级放大电路。
其静态工作点2PGS DSS D )U U (1I I -= 中频电压放大倍数 A V ＝－g m R L ＇＝－g m R D // R L 输入电阻 R i ＝R G ＋R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得，或用公式 )U U(1U 2I g PGS P DSS m --= 计算。
但要注意，计算时U GS 要用静态工作点处之数值。
输入电阻的测量方法场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法，与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。
其输入电阻的测量，从原理上讲，也可采SD DD g2g1g1S G GS R I U R R R U U U -+=-=用实验二中所述方法，但由于场效应管的R i 比较大，如直接测输入电压U S 和U i ，则限于测量仪器的输入电阻有限，必然会带来较大的误差。
因此为了减小误差，常利用被测放大器的隔离作用，通过测量输出电压U O 来计算输入电阻。
测量电路如图所示。
输入电阻测量电路在放大器的输入端串入电阻R ，把开关K 掷向位置1（即使R ＝0），测量放大器的输出电压U 01＝A V U S ；保持U S 不变，再把K 掷向2（即接入R ），测量放大器的输出电压U 02。
由于两次测量中A V 和U S 保持不变，故V S iii V 02A U R R R U A U +== 由此可以求出 R U U U R 02O102i -=四．实验步骤1.检测实验所用三极管及示波器是否能够正常使用；2.由于电路图已经搭建好，接通信号源，连接示波器；3.调节电路板上的旋钮，使波形先后处于截止，饱和的状态，测量此时的GS V 、DS V 和3R V ；4.调节电路板上的旋钮，使波形处于既不截止又不饱和的状态，测量输入电阻。
场效应管放大电路
结型场效应管的工作状态可划分为四个区域。 (a) 可变电阻区 可变电阻区位于输出特性曲线的起始部分，它表示vDS较 小、管子预夹断前，电压vDS与漏极电流iD间的关系。
在此区域内有VP＜vGS≤0，vDS＜vGS－VP。当 vGS一定，vDS较小时，vDS对沟道影响不大，沟 道电阻基本不变，iD与vDS之间基本呈线性关 系。若 | vGS | 增加，则沟道电阻增大，输 出特性曲线斜率减小。所以，在vDS较小时， 源-漏极间可以看作是一个受vGS控制的可变电 阻，故称这一区域为可变电阻区。这一特点常 使结型场效应管被作为压控电阻而广泛应用。
4.3 金属-氧化物-半导体场效应管
结型场效应管的输入电阻虽然可达106～109W， 但在要求输入电阻更高的场合，还是不能满足要求。
本节介绍的金属-氧化物-半导体场效应管（ MOSFET）具有更高的输入电阻，可1015欧姆。并具 有是制造工艺简单、适于集成电路的优点。
MOS管也有N沟道和P沟道之分，而且每一类又分为 增强型和耗尽型两种。增强型MOS管在vGS=0时，没 有导电沟道存在。而耗尽型MOS管在vGS=0时，就有 导电沟道存在。
2.结型场效应管的工作原理
N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完 全相同，现以N沟道结型场效应管为例，分析 其工作原理。N沟道结型场效应管工作时，需 要外加如图4所示的偏置电压.
偏置电压的要求： 1 .栅-源极间加一负电压(vGS＜ 0) 作用：使栅-源极间的P+N结反偏，栅极电流iG≈0，场效应管 呈现很高的输入电阻(高达108W左右)。 2.漏-源极间加一正电压(vDS＞0) 作用：使N沟道中的多数载流子电子在电场作用下由源极向 漏极作漂移运动，形成漏极电流iD。 在上述两个电源的作用下,iD的大小主要受栅-源电压vGS控制 ，同时也受漏-源电压vDS的影响。 因此，讨论场效应管的工作原理就是： （1）讨论栅-源电压vGS对漏极电流iD（或沟道电阻）的控制 作用 （2）讨论漏-源电压vDS对漏极电流iD的影响。
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
基于Multisim的场效应管放大器电路设计场效应管放大器是一种基于场效应管的电路，可以将输入信号的幅度放大到更大的值。
在此处，我们将通过Multisim软件进行场效应管放大器电路的设计。
首先，我们需要选择电路的目标放大倍数。
在这个例子中，我们希望达到一个放大倍数为20的目标。
接着，我们需要选择场效应管的型号。
我们选择了2N7000型的场效应管，但实际上有许多不同的型号可以选择。
接下来，我们需要画出电路图。
我们使用Multisim软件进行画图，选择添加器件，包括两个2N7000型的场效应管，电阻器和DC电源。
我们选择将一个场效应管放置在放大器的输入端，将另一个场效应管放置在输出端。
接着，我们需要设置电路的参数值。
我们需要设定DC电源的电压，电阻器的阻值和场效应管的偏置电压。
在这个例子中，我们设置DC电源的电压为10V，电阻器的阻值为1kΩ，场效应管的偏置电压为5V。
接下来，我们需要运行电路模拟来检查电路的性能。
我们通过Multisim中的模拟器来模拟电路，使用示波器来观察电路的输入信号和输出信号。
如果模拟的结果符合我们的预期，我们可以继续优化电路。
我们可以尝试改变场效应管的型号或者改变偏置电压来进一步优化电路的性能。
最后，我们需要绘制电路的PCB布局图。
我们需要将电路图转换成布局图，使用Multisim软件进行布局。
在布局中，我们需要安排器件的位置，并连接各个器件。
总的来说，基于Multisim的场效应管放大器电路设计非常简单。
通过选择合适的器件并对电路进行设置，我们可以准确地设计出符合要求的电路，并且能够通过电路模拟来验证电路的性能。
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
电子设计实验报告课题：基于Multisim的场效应管放大器电路设计实验成员：2012.6.16基于Multisim的场效应管放大器电路设计一、实验目的：1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法二、实验原理：1．场效应管的特点场效应管与双极型晶体管比较有如下特点：(1)场效应管为电压控制型元件；(2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管)；(3)噪声系数小；(4)温度稳定性好，抗辐射能力强；(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用，但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反，以免PN结因正偏过流而烧坏。
对于耗尽型MOS管，其栅源偏压可正可负，使用较灵活。
场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。
由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。
它属于电压控制型半导体器件。
具有输入电阻高（10^8～10^9Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。
和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。
值较低(只有ms级)，MOS管的绝缘层很薄，极容易被感应电荷所击穿。
因此，在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时，都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。
焊接时，一般先焊S极，再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
2．偏置电路和静态工作点的确定与双极型晶体管放大器一样，为使场效应管放大器正常工作，也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。
三、实验内容及步骤1．场效应管共源放大器的调试(1)连接电路。
按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路，场效应管选用N沟道结型管3DJ6D，静态工作点的设置方式为自偏压式。
直流稳压电源调至18V并接好(注意:共地)(2)测量静态工作点调节电阻R使V D为2.43V左右，并测量此时的Vg、Vs ，填入表2.4.1，并计算。
场效应管放大电路
场效应管放大电路
一、实验要求
(1)建立场效应管放大电路。
(2)分析场效应管放大电路的性能
二、实验内容
(1)建立结型场效应管共源放大电路。
结型场效应管取理想模式。
用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号。
(2)打开仿真开关，用示波器观察场效应管放大电路的输入波形和输出波形。
测量输出波形的幅值，计算电压放大倍数。
(3)建立如图3-3所示的场效应管放大电路的直流通路。
打开仿真开关，利用电压表和电流表测量电路静态参数。
三、实验电路原理图
结型场效应管共源放大电路
场效应管放大电路的直流通路
四、实验结果及分析
1、函数信号发生器
输入信号输出信号波形：
分析：
共源放大电路的电压放大倍数为10。
输出波形的幅值为100mv。
2、场效应管放大电路的直流通路大电路的直流通路
分析：
根据实验数据可得，场效应管的漏源电压为15.076V，栅源电压为0.411V，漏极电流为0。
.05mA。
电压表和电流表测到的栅源电压，漏源电压，漏极电流。
五、实验结论
与双极型晶体管放大电路的共发射极、共集电极和共基极电路相对应，场效应管放大电路也有三种基本组态：共源电路、共漏电路、共栅电路。
其电路结构与分析方法与双极型晶体管放大电路类似。
MOS场效应管放大电路
2、共源放大电路的分析
• ⑵交流分析 • 再画出交流等效电路:
29
2、共源放大电路的分析
• 再根据等效电路计算交流性能: • ① 电压放大倍数
•
•
UO gmUgs(RD //RL)
•
•
Au
gmUgs(RD
•
// RL)
•gmRL
Ugs
• 电压放大倍数为负值,说明输出电压与输入电压反相。
30
•
研究动态信号时用全微分表示：
13
场效应管的低频小信号等效模型
• 定义:
• 当信号较小时,管子的电压、电流仅在Q点附近变化，可以认 为是线形的，gm与rds近似为常数，用有效值表示：
Id gmUgsr1dsUds
14
场效应管的低频小信号等效模型
• 由此式可画出场效应管的低频小信号等效模型:
• 可见场效应管的低频小信号等效模型比晶体管还要 简单。
0.258//1000
1gmRS//RL 10.258//1000
0.67
55
注意事项
(1) 在 使 用 场 效 应 管 时 , 要 注 意 漏 源 电 压 UDS、漏源电流ID、栅源电压UGS及耗散功率等 值不能超过最大允许值。
(2)场效应管从结构上看漏源两极是对称 的，可以互相调用，但有些产品制作时已将衬 底和源极在内部连在一起，这时漏源两极不能 对换用。
RS
//1 gm
38
4、共栅放大电路的分析
• ⑴电路结构 一个共栅放大器的电路图如下:
39
4、共栅放大电路的分析
• ⑵交流性能分析 • 先画出交流通路:
40
4、共栅放大电路的分析
• ⑵交流性能分析 • 再画出交流等效电路:
MOSFET功放电路
目录场效应管功率放大电路 (1)场效应管80W音频功率放大电路 (1)一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图 (2)100W的MOSFET功率放大器 (2)场效应管(MOSFET)组成的25W音频功率放大器电路图 (4)一种单电源供电的MOSFET功放电路 (6)100W的V-MOSFET功率放大器电路 (6)100W场效应管功率放大电路 (8)全对称MOSFET OCL功率放大器电路图 (9)场效应管功率放大电路如图所示电路是采用功率MOSFET管构成的功率放大器电路。
电路中差动第二级采用2SJ77***率MOSFET，电流镜像电路采用2SK214。
其工作电流为6mA，但电源电压较高(为±50V)，晶体管会发热，因此要接人小型散热器。
场效应管80W音频功率放大电路一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图100W的MOSFET功率放大器电路图关于电路电容C8是阻止直流电压，如果从输入源的输入直流去耦电容。
如果畅通，将改变这个直流电压偏置值S后续阶段。
电阻R20限制输入电流到Q1 C7 -绕过任何输入的高频噪声。
晶体管Q1和Q2的形式输入差分对和Q9和Q10来源1毫安左右建成的恒流源电路。
预设R1用于调整放大器的输出电压。
电阻R3和R2设置放大器的增益。
第二差的阶段是由晶体管，第三季度和Q6，而晶体管Q4和Q5形式电流镜，这使得第二个差分对漏一个相同的电流。
这样做是为了提高线性度和增益。
Q7和Q8在AB 类模式运行的功率放大级的基础上。
预设R8可用于调整放大器的静态电流。
电容C3和电阻R19组成的网络，提高了高频率稳定度和防止振荡的机会。
F1和F2是安全的保险丝。
电路设置设置在中点R1开机前，然后慢慢调整为了得到一个最低电压（比50mV）输出。
下一步是成立的静态电流，并保持在最低电阻预设的R8和万用表连接跨标记点电路图X和Y的调整R8使万用表读取16.5mV对应50mA的静态电流。
MOS管放大电路
同相放大器的特点是输入阻抗低、输出阻抗高，因此具有良好的驱动能力。它通 常由一个运算放大器和两个电阻构成，其输出电压与输入电压成比例，且放大倍 数由两个电阻的比值决定。
差分放大器
总结词
差分放大器是一种用于放大差分信号的电路，其输出信号与两个输入信号之差成正比。
详细描述
差分放大器的特点是抑制共模信号、放大差分信号，因此具有较高的抗干扰性能。它通 常由两个对称的放大电路组成，分别对两个输入信号进行放大，然后通过减法器得到差
易于集成
由于MOSFET是平面结构，易 于集成到集成电路中，有利于 减小放大电路的体积和重量。
MOS管放大电路的应用场景
音频放大
用于放大音频信号，如扬声器、 耳机等。
电源管理
用于调整和放大电源电压，如直流 /直流转换器等。
信号放大
用于放大各种传感器输出的微弱信 号，如压力、温度、光等传感器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
02
输出阻抗匹配的目的是使放大电路的输出信号能够有效地传输到负载，同时避免信号的损失或失真。通过选择适 当的输出阻抗元件，可以使得放大电路的输出阻抗与负载阻抗相匹配。
带宽与增益的权衡
带宽
带宽是指放大电路能够处理的信号频 率范围。在设计和优化MOS管放大电 路时，需要考虑所需的带宽，并选择 适当的元件和电路拓扑以实现所需的 频率响应。
的调节。
电容器
01
电容器是一种储能元件， 由两个平行板中间填充 绝缘介质构成。
02
它具有隔直流通交流的 特性，常用于滤波、耦 合、旁路等电路中。
03
根据介质类型和结构， 电容器可分为固定电容 器和可变电容器两大类。
04
在MOS管放大电路中， 主要使用固定电容器， 用于实现信号耦合和滤 波等功能。
MOSFET功放电路
目录场效应管功率放大电路 (1)场效应管80W音频功率放大电路 (1)一款性能极佳的JFET-MOSFET耳机功放电路图 (2)100W的MOSFET功率放大器 (2)场效应管(MOSFET)组成的25W音频功率放大器电路图 (4)一种单电源供电的MOSFET功放电路 (6)100W的V-MOSFET功率放大器电路 (6)100W场效应管功率放大电路 (8)全对称MOSFET OCL功率放大器电路图 (9)场效应管功率放大电路如图所示电路是采用功率MOSFET管构成的功率放大器电路。
电路中差动第二级采用2SJ77***率MOSFET，电流镜像电路采用2SK214。
其工作电流为6mA，但电源电压较高(为±50V)，晶体管会发热，因此要接人小型散热器。
场效应管80W音频功率放大电路图100W的MOSFET功率放大器电路图关于电路电容C8是阻止直流电压，如果从输入源的输入直流去耦电容。
如果畅通，将改变这个直流电压偏置值S后续阶段。
电阻R20限制输入电流到Q1 C7 -绕过任何输入的高频噪声。
晶体管Q1和Q2的形式输入差分对和Q9和Q10来源1毫安左右建成的恒流源电路。
预设R1用于调整放大器的输出电压。
电阻R3和R2设置放大器的增益。
第二差的阶段是由晶体管，第三季度和Q6，而晶体管Q4和Q5形式电流镜，这使得第二个差分对漏一个相同的电流。
这样做是为了提高线性度和增益。
Q7和Q8在AB 类模式运行的功率放大级的基础上。
预设R8可用于调整放大器的静态电流。
电容C3和电阻R19组成的网络，提高了高频率稳定度和防止振荡的机会。
F1和F2是安全的保险丝。
电路设置设置在中点R1开机前，然后慢慢调整为了得到一个最低电压（比50mV）输出。
下一步是成立的静态电流，并保持在最低电阻预设的R8和万用表连接跨标记点电路图X和Y的调整R8使万用表读取16.5mV对应50mA的静态电流。
注意事项质量好的印刷电路板组装的电路。
场效应管放大电路(27)
由正电源获得负偏压 称为自给偏压
ID
I DSS (1
UGSQ )2 U GS(off)
UDSQ VDD IDQ(Rd Rs )
13
3、分压式偏置电路 即典型的Q点稳定电路
UGQ
= U AQ
=
Rg1 ×
Rg1 + Rg2
VDD
U SQ = I DQ Rs
ID
I
DO
( UGSQ U GS(th)
Ri
Ro
Re
//
rbe2
Rs // Rb
1 1 1 2
rbe1
Ro
30
2.7.2 共射-共基放大电路(组合放大电路)
优点 电压放大能力强，高频特性好
A u
U o U i
Ic1 U i
U o Ie2
1 Ib1
Ib1 rbe1
(1
2 Ib2 RL
2 )Ib2
1RL
rbe1
与单管的相同
31
2.7.3 共集-共基放大电路
2.6 场效应管放大电路
一、场效应管 二、场效应管放大电路静态工作点 的设置方法 三、场效应管放大电路的动态分析
1
一、场效应管（以N沟道为例）
场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极
（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：
夹断区、恒流区、可变电阻区，对应于三极管的截止
区、放大区和饱和区。 1、结型场效应管 结构示意图
11
2.6.2、场效应管静态工作点的设置方法
1、基本共源放大电路
根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加 极性合适的电源
UGSQ VBB
I DQ
场效应管的三种放大电路
和半导体三极管一样，场效应管的电路也有三种接法即共源极电路、
共漏极电路和共栅极电路。
1.共源极电路
共源极电路除有图16-13 所示的接法外，还可采用图16-14 所示的电路。
这种电路的栅偏压是由负电压UG经偏置电阻RG提供的。
该电路虽然简单.但R G不易取得过大.否则会在栅漏泄电流流过时产生较大的压降，使栅偏压发生变化.造成工作点的偏离。
共源极基本放大电路的主要参数，可由以下各式确定:
2. 共漏极电路(源极输出器)
共漏极电路如图16-15 所示。
该电路中除有源极电阻Rs提供的自偏压外，还有由R1和R2组成的分压器为栅极提供的固定栅偏压。
共漏极电路的输出与输入同相，可起到阻抗变换器的作用。
共漏极基本放大电路的主要参数可由以下各式确定:
3. 共栅极电路
共栅极电路如图16-16 所示。
偏置电路为自给偏置，当ID流经Rs 时产生压降ID·Rs，由于栅极接地，相当于源极电位比栅极高出一个ID·Rs值。
这种方法简单.栅极电压也会随信号自动调节，对工作点的稳定有好处C 该电路有良好的放大特性。
共栅极电路的输入电阻和输出电阻由下式确定:。
MOS场效应管放大电路
电源抑制比
偏置电路应具有较高的电 源抑制比，以提高放大电 路对电源噪声的抑制能力。
调整方便性
偏置电路应易于调整，以 满足不同工作条件下的需 要。
Part
04
mos场效应管放大电路的性 能分析
电压放大倍数
总结词
电压放大倍数是mos场效应管放大电路的重要性能指标，表示输出电压与输入电压的比 值。
详细描述
促进电子技术发展
研究mos场效应管放大电 路有助于推动电子技术的 发展，促进相关领域的技 术创新。
Part
02
mos场效应管放大电路的基 本原理
mos场效应管的工作原理
金属-氧化物-半导体结构
mos场效应管由金属、氧化物和半导体材料组成，形成导电沟道。
电压控制器件
mos场效应管通过外加电压控制导电沟道的开闭，实现电流的放大 或开关作用。
02
结果表明，mos场效应管放大电路具有高放大倍数、高输入电阻和低噪声等优 点，适用于低频信号放大和高增益要求的应用场景。
03
本文还对mos场效应管放大电路的稳定性进行了分析，并提出了改进措施，以 提高电路的稳定性和可靠性。
对未来研究的展望
未来研究可以进一步探索mos场效应管放大电路在高频、宽带和低噪声等方面的性能优化，以满足更 广泛的应用需求。
VS
详细描述
失真性能是衡量mos场效应管放大电路性 能的重要指标之一，失真越小，电路的性 能越好。失真性能主要受到静态工作点、 跨导、源极电阻和负载电阻等因素的影响 。
Part
05
mos场效应管放大电路的应 用
在音频放大器中的应用
音频放大器是mos场效应 1
管放大电路的重要应用领 域之一。
基于Multisim的场效应管放大电路设计
实验十三基于Multisim的场效应管放大器电路设计一、实验目的1.场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特性观察方法2.研究场效应管放大器电路的放大特性及元件参数的计算；3.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法、二、实验内容1.研究耗尽型MOS场效应管共源极的放大特性。
2.研究耗尽型MOS场效应管共源极放大电路的输出电阻。
三、实验要求正确连好死安路改变负载电阻;分别测量输出端的电压;用换算法测量电路的输入，输出电阻;记录实验数据。
四、实验仪器Multisim中的示波器、信号源、直流稳压电源、电阻、电容、场效应管等。
五、实验步骤及结果1、实验电路图2、静态工作点（RL=40MΩ）4、求输入、输出、放大倍数（1）求输入电阻如图，当R2不接入时，万用表上电压值为Uo1=35.355mV，当R2接入时，万用表上电压值为Uo2=28.283mV。
Ri=Uo2/(Uo1-Uo2) xR2=39.993kῼ（2）求输出电阻接入负载时如图5，UL=607.196mV 断开负载后万用表示数如右图 Uo=644.129mV Ro= (Uo/UL-1)xRL=2.433Mῼ（3）求放大倍数当RL=40Mῼ时，波形如图，其中黄线为输入，绿线为输出增益：Av=Uo/Ui=607mV/9.86mV=17.195六、实验总结本实验对场效应管在共源模式下的放大性能作了简单的测试。
通过改变静态工作点和负载电阻的阻值，场效应管的放大倍数会随之改变，一定情况下会出现失真。
本实验的结论在实际应用中有着重要的作用，它指导我们如何利用管子在不失真的情况下尽量提高放大倍数。
在今后的学习工作中，Multisim也将成为我们不可缺少的工具软件。
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
电子设计实验报告课题：基于Multisim的场效应管放大器电路设计实验成员：2012.6.16基于Multisim的场效应管放大器电路设计一、实验目的：1、场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法2、研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算3、进一步熟悉放大器性能指标的测量方法二、实验原理：1．场效应管的特点场效应管与双极型晶体管比较有如下特点：(1)场效应管为电压控制型元件；(2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管)；(3)噪声系数小；(4)温度稳定性好，抗辐射能力强；(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用，但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反，以免PN结因正偏过流而烧坏。
对于耗尽型MOS管，其栅源偏压可正可负，使用较灵活。
场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。
由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。
它属于电压控制型半导体器件。
具有输入电阻高（10^8～10^9Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。
和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。
值较低(只有ms级)，MOS管的绝缘层很薄，极容易被感应电荷所击穿。
因此，在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时，都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。
焊接时，一般先焊S极，再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
2．偏置电路和静态工作点的确定与双极型晶体管放大器一样，为使场效应管放大器正常工作，也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。
三、实验内容及步骤1．场效应管共源放大器的调试(1)连接电路。
按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路，场效应管选用N 沟道结型管3DJ6D，静态工作点的设置方式为自偏压式。
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课程设计报告题目：场效应管放大电路设计
学生姓名：***
学生学号：********
系别：电气信息工程院专业：通信工程
届别：2014届
指导教师：**
电气信息工程学院制
2013年3月
场效应管放大电路设计
学生：**
指导教师：**
电气信息工程学院通信工程专业
1、课程设计任务和要求：
1.1 场效应管电路模型、工作点、参数调整、行为特征观察方法
1.2 研究场效应放大电路的放大特性及元件参数的计算
1.3 进一步熟悉放大器性能指标的测量方法
2、课程设计的研究基础：
2.1 场效应管的特点
场效应管与双极型晶体管比较有如下特点：
(1)场效应管为电压控制型元件；
(2)输入阻抗高(尤其是MOS场效应管)；
(3)噪声系数小；
(4)温度稳定性好，抗辐射能力强；
(5)结型管的源极(S)和漏极(D)可以互换使用，但切勿将栅(G)源(S)极电压的极性接反，以免PN结因正偏过流而烧坏。
对于耗尽型MOS管，其栅源偏压可正可负，使用较灵活。
场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。
场效应管，FET 是一种电压控制电流器件。
其特点是输入电阻高，噪声系数低，受温度和辐射影响小。
因而特别使用于高灵敏度、低噪声电路中。
场效应管的种类很多，按结构可分为两大类：结型场效应管、JFET和绝缘栅型场效应管IGFET。
结型场效应管又分为N沟道和P 沟道两种。
绝缘栅场效应管主要指金属一氧化物—半导体MOS场效应管。
MOS管又分为“耗尽型”和“增强型”两种，而每一种又分为N沟道和P沟道。
结型场效应管是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流的输入电阻105---1015 之间，绝缘栅型是利感应电荷的多少来控制导点沟道的宽窄从而控制电流的大小、其输入阻抗很高(其栅极与其他电极互相绝缘)以及它在硅片上的集成度高，因此在大规模集成电路中占有极其重要的地位。
由多数载流子参与导电，也称为单机型晶体管。
它属于电压控制型
半导体器件。
具有输入电阻高（10^8～10^9Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。
和双极型晶体管相比场效应管的不足之处是共源跨导gm。
值较低(只有ms级)，MOS管的绝缘层很薄，极容易被感应电荷所击穿。
因此，在用仪器测量其参数或用烙铁进行焊接时，都必须使仪器、烙铁或电路本身具有良好的接地。
焊接时，一般先焊S极，再焊其他极。
不用时应将所有电极短接。
结型场效应管有三个电极，即源极、栅极和漏极，可以用万用表测量电阻的方法，把栅极找出，而源极和漏极一般可对调使用，所以不必区分。
测的依据是，源极和漏极之间为一个半导体材料电阻，用万用表测量电阻的R×1kQ量程挡，分别测量源极对漏极、漏极对源极的电阻值，它们应该相等。
也可以根据栅极相对于源极和漏极都应为PN结，用测量二极管的办法，把栅极找出。
一般PN结的正向电阻为5kQ、10kn，反向电阻近似为无穷大。
若黑表笔接栅极、红表笔分别接源极和漏极，测得PN结正向电阻较小时，则场效应管为N沟道型。
场效应管的种类和系列品种比较多，但它们的电路测试原理和测量方法基本相同。
在测量和存放绝缘栅型场效应管时，由于其输入电阻非常高，管内不存在保护性元件，一般将它的三只管脚短路，以免静电感应而击穿其绝缘层，待测试电路与其可靠连接后，再把短路线拆除，然后进行测量。
测试操作过程应十分细心周密，稍有不慎，造成栅极悬空，很可能损坏晶体管。
2.2 偏置电路和静态工作点的确定
与双极型晶体管放大器一样，为使场效应管放大器正常工作，也需选择恰当的直流偏置电路以建立合适的静态工作点。
场效应管放大器的偏置电路形式主要有自偏压电路和分压器式自偏压电路(增强型MOS管不能采用自偏压电路)两种。
3、效应管放大系统方案设计
3.1 场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。
按图2.4.1在模拟电路实验板上插接好电路，场效应管选用N沟道结型管3DJ6D，静态工作点的设置方式为自偏压式。
直流稳压电源调至18V并接好(注意:共地)
(2)测量静态工作点
调节电阻R使 V
为2.43V左右，并测量此时的 Vg、Vs ，填入表2.4.1，并计算。
D
表2.4.1静态工作点
(3)测量电压放大倍数
将函数发生器的输出端接到电路的输入端。
使函数发生器输出正弦波并调=2mV ，f=lkHz 。
用示波器观察输出波形，(若有失真，应重调静态工作点，使波形不失真)，并用示波器测量输出电压 Vo ，计算Av (4)测量输入及输出阻抗
用换算法测量放大器的输入电阻，在输入回路串接已知阻值的电阻R ，但必须注意，由于场效应管放大器的输入阻抗很高，若仍用直接测量电阻R 两端对地电Vs 和Vi 进行换算的方法，将会产生两个问题：
(1)由于场效应管放大器 Ri 高，测量时会引人干扰；
(2)测量所用的电压表的内阻必须远大于放大器的输入电阻Ri ，否则将会产生较大的测量误差。
为了消除上述干扰和误差，可以利用被测放大器的隔离作用，通过测量放大器输出电压来进行换算得到 Ri 。
图为测量高输入阻抗的原理图。
方法是：先闭合开关S(R=0)，输入信号电压Vs ，测出相应的输出电压s v i V A V A V v 1o ==，然后断开S ，测出相应的输出电压R
R R i i
i +==s
v v o2V A V A V ，因为两次测量中和是基本不变的，所以R v v v o o o 2
12
Ri -=
输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压 Vs ，2分别测量当已知负载R L 断开和接上的输出电压V 0和V 0L 。
则()L oL o o R 1-V V R =
4.1 负载RL=2k时的电路分析。
4.2 示波器显示：
用双踪示波器得到的波形图，由图可以看出信号被放大。
且未出现失真。
负载RL=5k时的电路分析
4.3 数据分析
5、总结：
5.1 关于器件的选型：由于场效应晶体管具有功耗小，发热量小的特点，在选型的时候比三极管要方便。
在仿真的时候选择BSP149，普通型号的场效应晶体管。
能够满足交流小信号的放大，直流偏置选择用5V的直流电压源供电能够让静态工作点在放大信号时基本不出现截止或者饱和失真。
符合实验的要求。
5.2在实验中我们可以感受场效应晶体管在放大电路中的工作特点。
在放大电路中，FET仍然有着很多优势，但在今后的学习过程中要特别注意FET的工作特点。
尤其是在恒流源的设计中，三极管具有负载范围较大。
但是电流不易控制，因此我们要特别注意其工作特点，以避免在以后的设计中出现错误。
6、参考文献
[1] 王港元方安安张文泉等.电子技能基础.200148239
[2] 郑丝卫.印刷电路板排版设计.1983
[3] 张义和.PROTEL PCB99设计与应用技巧.2000
[4] 周南生.模拟电路设计与制作.2005163177
[5] 张少芳林震《电子元器件应用》 2004 第4期
[6] 王彩琳孙丞《电力电子技术》 2008 第12期。