第3章场效应管放大器
mos管
第3章 场效应管及其放大电路 2. 可变电阻区 当uDS很小，|uDS-uGS|<|UGSoff|时，即预夹断前(如图 3―4(a)所示)，uDS 的变化直接影响整个沟道的电场强 度，从而影响iD 的大小。所以在此区域，随着uDS的增 大， iD增大很快。 与双极型晶体管不同，在JFET中，栅源电压uGS对 iD上升的斜率影响较大，随着 |UGS|增大，曲线斜率变 ΔuDS ) 小，说明JFET的输出电阻 rDS ( = Δi D 变大。如图3--3(b)所示
第3章 场效应管及其放大电路 (2)UGS 固定，uDS 增大，iD 增大极小。说明在恒流 区，uDS 对iD 的控制能力很弱。这是因为，当uDS 较大 时，UDG增大，靠近漏区的PN结局部变厚，当 |uDS-uGS|>|UGSoff| (3―3) 时，沟道在漏极附近被局部夹断(称为预夹断)， 如图3―4(b)所示。此后， uDS再增大，电压主要降到局 部夹断区，而对整个沟道的导电能力影响不大。所以 uDS的变化对iD影响很小。
IGFET
第3章 场效应管及其放大电路
3―1结型场效应管
3―1―1结型场效应管的结构及工作原理 结 型 场 效 应 管 (JunctionFieldEffectTransistor) 简 称 JFET，有N沟道JFET和P沟道JFET之分。图3―1给出 了JFET的结构示意图及其表示符号。
第3章 场效应管及其放大电路
(3―5)
第3章 场效应管及其放大电路 因为UGD=UGS-UDS，当UDS增大，使UGD<UGSth 时，靠近漏极的沟道被首先夹断(如图 3―9所示)。此 后， UDS再增大，电压的大部分将降落在夹断区(此处 电阻大)，而对沟道的横向电场影响不大，沟道也从此 基本恒定下来。所以随UDS的增大，iD增大很小，曲线 从此进入恒流区。
场效应管的放大条件
场效应管的放大条件
1. 确保栅极电压正确，场效应管的放大条件之一是栅极电压必
须处于适当的电压范围。
对于N沟道MOSFET，栅极电压应该是负的，而对于P沟道MOSFET，栅极电压应该是正的。
这样可以确保场效应
管处于导通状态，从而实现信号的放大。
2. 控制漏极电压，漏极电压也需要处于适当的范围，以确保场
效应管工作在放大区域。
在放大区域，漏极电流的变化会导致输出
电流的变化，从而实现信号的放大。
3. 适当的负载，场效应管的放大条件还包括适当的负载。
负载
的选择要能够提供足够的电压和电流来驱动输出，同时不会对场效
应管的放大特性产生太大的影响。
4. 保持稳定的工作状态，场效应管的工作状态需要保持稳定，
以确保放大器的线性和稳定性。
这需要合适的偏置电压和工作电流，以及良好的热稳定性。
总的来说，场效应管的放大条件包括正确的栅极电压、适当的
漏极电压、合适的负载和稳定的工作状态。
只有在这些条件下，场效应管才能够有效地进行信号放大。
《模拟电子技术基础》目录
模拟电子技术根底主编：黄瑞祥副主编：周选昌、查丽斌、郑利君杨慧梅、肖铎、赵胜颖目录绪论第1章集成运算放大器1.1 抱负运算放大器的功能与特性抱负运算放大器的电路符号与端口抱负运算放大器的功能与特性1.2 运算放大器的反相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响加权加法器运算放大器的同相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响电压跟随器1.4 运算放大器的差分输入阐发1.5 仪表放大器1.6 积分器与微分器1.6.1 具有通用阻抗的反相输入方式1.6.2 反相积分器1.6.3 反相微分器1.7 运算放大器的电源供电1.7.1 运算放大器的双电源供电1.7.2 运算放大器的单电源供电本章小结习题第2章半导体二极管及其底子电路2.1 半导体根底常识2 本征半导体2 杂质半导体2 两种导电机理——扩散和漂移2.2 PN结的形成和特性2.2.1 PN结的形成2.2.2 PN结的单向导电性2.2.3 PN结的反向击穿2.2.4 PN结的电容特性2.3 半导体二极管的布局及指标参数2 半导体二极管的布局2 二极管的主要参数2 半导体器件型号定名方法2.4 二极管电路的阐发方法与应用2.4.1 二极管电路模型2.4.2 二极管电路的阐发方法2 二极管应用电路2.5 特殊二极管2.5.1 肖特基二极管2.5.2 光电子器件本章小结习题第3章三极管放大电路根底3.1 三极管的物理布局与工作模式3 物理布局与电路符号3 三极管的工作模式3.2 三极管放大模式的工作道理3.2.1 三极管内部载流子的传递3.2.2 三极管的各极电流3.3 三极管的实际布局与等效电路模型3.3.1 三极管的实际布局3.3.2 三极管的等效电路模型3.4 三极管的饱和与截止模式3.4.1 三极管的饱和模式3.4.2 三极管的截止模式3.5 三极管特性的图形暗示3.5.1 输入特性曲线3.5.2 输出特性曲线3.5.3 转移特性曲线3.6 三极管电路的直流阐发3.6.1 三极管直流电路的阐发方法3.6.2 三极管直流电路阐发实例3.7 三极管放大器的主要参数3.7.1 三极管放大器电路3.7.2 集电极电流与跨导3.7.3 基极电流与基极的输入电阻发射极电流与发射极的输入电阻电压放大倍数3.8 三极管的交流小信号等效模型3.8.1 混合∏型模型3.8.2 T型模型3.8.3 交流小信号等效模型应用3.9 放大器电路的图解阐发3.10 三极管放大器的直流偏置3.10.1 单电源供电的直流偏置3.10.2 双电源供电的偏置电路集电极与基极接电阻的偏置电路恒流源偏置电路3.11 三极管放大器电路3.11.1 放大器的性能指标3.11.2 三极管放大器的底子组态共发射极放大器发射极接有电阻的共发射极放大器共基极放大器共集电极放大器本章小结习题第4章场效应管及其放大电路4.1 MOS场效应管及其特性4 增强型MOSFET〔EMOSFET〕4 耗尽型MOSFET〔DMOSFET〕4 四种MOSFET的比较4 小信号等效电路模型4.2 结型场效应管及其特性4 工作道理4 伏安特性4 JFET的小信号模型4.3 场效应管放大电路中的偏置4 直流状态下的场效应管电路4 分立元件场效应管放大器的偏置4 集成电路中场效应管放大器的偏置4.4 场效应管放大电路阐发4 FET放大电路的三种底子组态4 共源放大电路4 共栅放大电路4 共漏放大电路4 有源电阻本章小结习题第5章差分放大器与多级放大器5.1 电流源5 镜像电流源5 微电流源比例电流源5.2 差分放大器差分放大器模型差分放大器电路差分放大器的主要指标差分放大器的传输特性5.2.5 FET差分放大器5.2.6 差分放大器的零点漂移5.3 多级放大器5 多级放大器的一般布局5 多级放大器级间耦合方式5 多级放大器的阐发计算5.4 模拟集成电路读图操练5.4.1 模拟集成电路内部布局框图5.4.2 简单集成运放电路道理通用型模拟集成电路读图操练集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的分类正确选择集成运算放大器集成运算放大器的使用要点本章小结习题第6章滤波电路及放大电路的频率响应6.1 有源滤波电路6 滤波电路的底子概念与分类6 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6.2 放大电路的频率响应6 三极管的高频等效模型6 单管共射极放大电路的频率特性阐发多级放大电路的频率特性本章小结习题第7章反响放大电路7.1 反响的底子概念与判断方法7 反响的底子概念7 负反响放大电路的四种底子组态反响的判断方法7.2 负反响放大电路的方框图及一般表达式7.2.1 负反响放大电路的方框图7.2.2 负反响放大电路的一般表达式7.3 负反响对放大电路性能的影响7.3.1 提高增益的不变性7.3.2 改变输入电阻和输出电阻7.3.3 减小非线性掉真和扩展频带7.4 深度负反响放大电路的阐发深度负反响条件下增益的近似计算虚短路和虚断路7.5 负反响放大电路的不变性问题负反响放大电路自激振荡及不变工作的条件负反响放大电路不变性的阐发负反响放大电路自激振荡的消除方法本章小结习题第8章功率放大电路8.1 概述8 功率放大电路的主要特点8 功率放大电路的工作状态与效率的关系8.2 互补对称功率放大电路8.2.1 双电源互补对称电路〔OCL电路〕8.2.2 单电源互补对称功率放大器〔OTL〕8.2.3 甲乙类互补对称功率放大器8.2.4 复合管互补对称功率放大器8.2.5 实际功率放大电路举例8.3 集成功率放大器8.3.1 集成功率放大器概述8.3.2 集成功放应用简介8.4 功率放大器实际应用电路OCL功率放大器实际应用电路OTL功率放大器实际应用电路集成功率放大器实际应用电路功率放大器应用中的几个问题本章小结习题第9章信号发生电路9.1 正弦波发生电路9.1.1 正弦波发生电路的工作道理和条件9.1.2 RC正弦波振荡电路9.1.3 LC正弦波振荡电路9.1.4 石英晶体正弦波振荡电路9.2 电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器窗口比较器集成电压比较器9.3 非正弦波发生电路9.3.1 方波发生电路9.3.2 三角波发生电路9.3.3 锯齿波发生电路集成函数发生器简介本章小结习题第10章直流稳压电源10.1 引言10.2 整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相全波整流电路10.2.3 单相桥式整流电路10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路10.3.2 电感滤波电路10.3.3 LC滤波电路Π型滤波电路10.4 线性稳压电路10.4.1 直流稳压电源的主要性能指标10.4.2 串联型三极管稳压电路10.4.3 提高稳压性能的办法和庇护电路10.4.4 三端集成稳压器10.5 开关式稳压电路10.5.1 开关电源的控制方式10.5.2 开关式稳压电路的工作道理及应用电路10.5.3 脉宽调制式开关电源的应用电路本章小结习题。
孙肖子 谢松云 第三章 放犬器基础讲解
)
输出与输入同相
Ri
rbe
1
输入电阻最小,且与共集 电路的输出电阻相同
RO RC
与共射电路相输同
第3.五6 章三种基组本态放大放器大电器路比较
共射放大器
(b) 共集放大器
(c) 共基放大器
输入输出反相; 电压增益大; 输入电阻不大; 输出电阻不小
输入输出同相;
电压增益小 1
输入电阻很大; 输出电阻很小
53..3.37 共共射射放放大大器器的第交五的流章交分流析基小及本信主放号要大指模器标型电估分路算析法
1.电压放大倍数
2. 输入电阻 3. 输出电阻
Au
UO Ui
IC ( RC || RL Ibrbe
)
Ib R'L
Ibrbe
R'L
rbe
输出与输入反相
Ri
Ui Ii
RB1 || RB2 || rbe
RO
UO IO
| U S 0.RL
RC
3.3.3 共射放大器的第交五流章分析基及本主放要大指器标电估路算
Au
Uo Ui
(Rc / /RL) rbe
RL' rbe
100 1.66 1.4
118.6
3.3.3 共射放大器的第交五流章分析基及本主放要大指器标电估路算
第三章 双极型晶体第管五及章 场效基本应放管大放器电大路器基础
3.3 共发射极放大器分析
3.3.1 阻容耦合共发射极放大器电路结构
分压式电流负反馈偏置电路的“阻容耦合共射放大器”。
场效应管放大器实验报告
一、实验目的1. 了解场效应管的基本特性和工作原理。
2. 掌握场效应管放大器的设计与调试方法。
3. 学习测量场效应管放大器的各项性能参数。
二、实验原理场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种电压控制器件，具有输入阻抗高、动态范围大、热稳定性好、抗辐射能力强等优点。
根据结构，场效应管可分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（IGFET）。
1. 结型场效应管（JFET）：JFET是一种三端器件，包括源极（S）、漏极（D）和栅极（G）。
其工作原理是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流。
2. 绝缘栅型场效应管（IGFET）：IGFET是一种四端器件，包括源极（S）、漏极（D）、栅极（G）和衬底。
其工作原理是利用感应电荷的多少来控制导电沟道的宽窄，从而控制电流的大小。
场效应管放大器主要由输入级、中间级和输出级组成。
输入级主要起信号放大作用，中间级主要起信号传递作用，输出级主要起功率放大作用。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：包含电源、示波器、信号发生器等。
2. 场效应管：JFET、IGFET各一只。
3. 电阻、电容、电感等电子元件。
4. 接线板、导线等。
四、实验步骤1. 搭建场效应管放大电路，包括输入级、中间级和输出级。
2. 调整电路参数，使放大器处于正常工作状态。
3. 使用示波器观察放大器的输出波形，分析放大器的性能。
4. 测量放大器的各项性能参数，如增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗等。
五、实验结果与分析1. 放大器输出波形通过示波器观察，放大器输出波形基本符合预期，说明放大器能够正常工作。
2. 放大器性能参数（1）增益：通过测量输入信号和输出信号的幅度，计算得到放大器的增益为20dB。
（2）带宽：通过测量放大器的-3dB带宽，得到放大器的带宽为1MHz。
（3）输入阻抗：通过测量放大器输入端电压和电流，计算得到放大器的输入阻抗为1kΩ。
（4）输出阻抗：通过测量放大器输出端电压和电流，计算得到放大器的输出阻抗为50Ω。
场效应管功放电路原理
场效应管功放电路原理场效应管功放电路是一种在音频电路中广泛使用的放大器。
这种电路依赖于场效应管的输出功率进行放大，可提供高品质的音频输出。
在本文中，我们将解释场效应管功放电路的原理，以及它是如何工作的。
场效应管（FET）是一种半导体器件，与双极型晶体管相比，其特点是输入电阻高、输出电阻低，并且具有高增益和低噪声。
由于这些优点，场效应管在音频电路中经常被用作放大器。
场效应管功放电路的基本原理如下：信号源通过输入电容连接到场效应管的栅极。
栅极电压变化，通过栅极和源极之间的通道控制了场效应管的电流。
输出电容将电流信号连接到负载，如扬声器或耳机。
一个负反馈网络可以添加在输出和输入之间，以确保输出信号匹配输入信号。
放大器的设计和实现是针对性的。
如果希望放大器具有高功率输出，需要使用高功率的场效应管。
此类场效应管需要与合适的散热器相连。
因为这些场效应管工作时会产生大量的热量。
另外，输出电容的大小应适当地选择，以确保信号不被截断。
场效应管功放电路的另一个关键因素是选择适当的电源电压和电源电容。
电源电压可以影响放大器的最大输出功率，但是过高的电源电压可能会使放大器过载。
电源电容可以降低电源的波动，从而提高放大器的噪声性能。
但是，选择过大的电源电容可能会导致初始启动时的过电流。
在设计场效应管功放电路时，还需要选择适当的输入和输出电容，以确保阻止带外信号。
输入电容是信号源和放大器之间的阻断电容，而输出电容是放大器和负载之间的阻断电容。
总的来说，场效应管功放电路是一种在音频应用中非常重要的放大器。
它具有高输入阻抗，低输出阻抗和高增益，是电子产品中广泛应用的器件之一。
合适的选型和设计可以使其产生出清晰、高质量的音频效果。
第三章 基本放大电路
输出
话筒
放
大
器
喇叭
应用举例
直 流 电 源
基本放大电路
输入 放大器 输出
1、定义：放大电路的目的是将微弱的变化信 号不失真的放大成较大的信号。。
2、组成：三极管、场效应管、电阻、电容、电感、 变压器等。 3、特点：
①输出信号的功率大于输入信号的功率；
②输出信号的波形与输入信号的波形相同。
基本放大电路
RC
ui
T
C2
RL
基本放大电路
3.2.2 放大器中电流电压符号使用规定含义 “小大” uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 “大大” UBE — 大写字母，大写下标，表示直 流量。 “小小” ube—小写字母，小写下标，表示交流分量。
“大小” Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。 uA
电路改进：采用单电源供电 +VCC RC C1 T
可以省去
C2
RB VBB
基本放大电路
+VCC RB C1 T RC C2
单电源供电电路
基本放大电路
（1）电路的简化
C1
ui （2）电路的简化画法
VCC
RB
C1
只用一个电源，减 少电源数。
T
C2
RL
RB
RC
VCC
uo
uo
不画电源符号， 只写出电源正 极对地的电位。
T
I CQ
U CEQ
(b) 首先画出放大电路的交流通路
基本放大电路
VCC
交流通路
场效应管共源放大器电路
场效应管共源放大器电路场效应管共源放大器是一种常用的放大电路，它具有放大电压的功能。
本文将介绍场效应管共源放大器的原理、特点和应用。
一、场效应管共源放大器的原理场效应管是一种三极管，由栅极、漏极和源极构成。
在共源放大器中，源极是电压信号的输入端，漏极是电压信号的输出端，栅极用于控制场效应管的工作状态。
当在栅极施加一个恒定的直流电压时，栅极和源极之间形成一道正向偏置电压，使得场效应管进入饱和区。
在饱和区，源极电流基本上不受栅极电压的影响，因此可以实现电流信号的放大。
二、场效应管共源放大器的特点1. 输入电阻高：由于场效应管的栅极与源极之间存在一道反向偏置电压，使得输入电阻较大，可以减小输入信号对电路的负载影响。
2. 输出电阻低：场效应管的漏极与源极之间形成一道正向偏置电压，使得输出电阻较低，可以提供较大的输出电流。
3. 放大系数大：场效应管共源放大器的放大系数由栅极电压和源极电压决定，可以通过调节栅极电压来改变放大倍数。
4. 频率响应好：由于场效应管的输入和输出电容较小，因此具有较好的高频响应特性。
三、场效应管共源放大器的应用场效应管共源放大器广泛应用于各种电子设备中，如音频放大器、射频放大器等。
在音频放大器中，场效应管共源放大器可以将微弱的音频信号放大，使得音频信号能够驱动扬声器发出声音。
在射频放大器中，场效应管共源放大器可以将微弱的射频信号放大，使得射频信号能够被传输或接收设备处理。
四、场效应管共源放大器的优缺点场效应管共源放大器具有以下优点：1. 输入电阻高，输出电阻低，适合与其他电路连接；2. 放大系数大，可以放大微弱的信号；3. 频率响应好，适用于高频信号的放大。
然而，场效应管共源放大器也存在一些缺点：1. 由于场效应管的栅极与源极之间存在一道反向偏置电压，输入电压有一定的限制范围；2. 由于场效应管的漏极与源极之间形成一道正向偏置电压，输出电压也有一定的限制范围。
五、总结场效应管共源放大器是一种常用的放大电路，具有输入电阻高、输出电阻低、放大系数大和频率响应好等特点。
场效应管共源放大器电路
场效应管共源放大器电路场效应管共源放大器是一种常见的放大器电路，常用于音频放大器、射频放大器等应用中。
本文将详细介绍场效应管共源放大器的基本原理、特点、工作原理以及优缺点等内容。
场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种三端器件，由栅(Gate)、漏极(Drain)和源极(Source)组成。
栅极的电压控制漏极与源极之间的电导，通过改变栅极电压可以控制场效应管的工作状态和电流流动。
共源放大器是场效应管最常用的放大器电路之一，其基本构成由一个场效应管、输入电阻、输出电阻和负载电阻组成。
首先，我们来看一下场效应管共源放大器的工作原理。
当输入信号电压为正时，栅极电压增大，导致场效应管通道的电阻减小，电流增大，漏极电压下降；当输入信号电压为负时，栅极电压降低，导致场效应管通道的电阻增大，电流减小，漏极电压上升。
这样就实现了输入电压与输出电流的正向线性关系，实现了信号放大。
场效应管共源放大器具有以下几个特点：1.高输入电阻：由于场效应管的栅极与漏极之间是绝缘层隔离的，所以输入电阻很高，可以减小外部电路和信号源对放大器的影响。
2.低输出电阻：输出电阻由场效应管的漏极电压-漏极电流特性决定，通常较低，可以保持输出端电压的稳定性。
3.电压放大倍数高：由于场效应管的增益较高，可以实现较大的电压放大倍数。
4.频率响应宽：场效应管具有较宽的频率响应范围，可以适应不同频率范围的信号放大需求。
接下来，我们来详细分析场效应管共源放大器的工作原理。
为了方便分析，我们假设输入信号源的内阻很小，输出负载阻抗足够大，以及漏极电阻和负载电阻之间的电压下降忽略不计。
在静态工作点时，输入电压为0时，场效应管的栅极电压为Vgs0，漏极电流为Id0，漏极电压为Vdd。
这时电路的总电压可以表示为Vdd = Vds + Vgs，其中Vds为漏极电压，Vgs为栅极电压。
当有输入信号Vin时，由于输入电阻很高，可以忽略输入电流的影响，那么输入电路的总电流可近似为Id = Id0 + id，其中Id为静态工作点的漏极电流，id为输入信号引起的微小漏极电流变化。
场效应管放大器实验
实验3 场效应管放大电路
实验参考电路
实验内容
1. 静态工作点的测量与调整：
电路接好，检查无误之后，先调整D I 约等于3mA ，再测量场效应管G V 、S V 、D V 。
2. 测量放大器电压放大倍数V A 。
（测量时合上1K 、2K ）
由函数发生器输入Z KH f 1 的正弦信号S V ，调节信号源电压S V 大小，用二踪示波器观察共漏电路的同相跟随特性。
并在放大器输出电压较大而不失真的条件下，测量O V 、
i V ，计算V A 值。
3. 测量输入电阻i R 和输出电阻O R 。
（测量时需改变开关1K 、2K 位置）
测量条件同上，由换算法测量i R 和O R 。
值得注意的是：因为场效应管的i R 比较大，如直接测输入电压S V 和i V ，由于测量仪器的输入电阻有限，必然会带来较大的误差。
因此，为了减少误差，常利用被测放大电路的隔离作用，通过测量输出电压O V 来计算输入电阻。
如图所示，在放大电路的输入端串入电阻R （但要注意：R 和i R 不要相差太大，本实验可取Ω=K R 200~100）。
当开关K 合上时（即R =0），测量放大电路的输出电压
S V O V A V =1；保持S V 不娈，再把K 打开（即接入R ），测量放大电路的输出电压2O V 。
由于两次测量中的V A 和S V 保持不变，故
V S i
i i V O A V R R R V A V +==2 由此可得
R V V V
R O O O i 2
12
-=
7. 用示波器监视i V 及O V 波形，逐渐增大输入电压i V ，读取最大不失真输出电压值。
场效应管放大器实验报告
场效应管放大器实验报告实验目的：1.熟悉场效应管的特性；2.掌握场效应管放大电路的实验测量方法；3.了解场效应管放大电路的放大特性和输出特性。
一、实验原理场效应管（MOSFET）是一种三端器件，由栅极、漏极和源极组成。
本实验中使用的场效应管为N沟道MOSFET，其增强型导通态，栅极电压（V_gs）正，使得源极-漏极电流（I_ds）增大。
场效应管放大器是将输入信号通过场效应管放大后，得到更大的输出信号。
输入信号通过耦合电容从输入端传入场效应管的栅极，输出信号经耦合电容从场效应管的漏极输出。
当输入信号变化时，场效应管的栅极电压会相应改变，从而控制漏极电流的变化，从而实现了信号的放大。
二、实验器材信号发生器、场效应管、电阻、电容、万用表、示波器等。
三、实验步骤1.搭建场效应管放大电路，连接如下图所示，其中RD为漏极负载电阻，VG、VS、VD分别为栅极、源极和漏极电压。
将示波器的探头用示波器的X/Y模式引出，连接到电路的输入和输出端口，方便观测输入和输出信号。
2.根据实验电路的参数和实际需要的放大倍数确定漏极负载电阻RD的大小。
设置发生器的频率和幅度（如1kHz的正弦波信号）。
3.打开电源，调节电位器，使场效应管的漏极电流为预期值。
4.调节信号发生器的频率和幅度，获得所需放大倍数的输出信号。
5.用万用表测量电路各节点的电压值，观察漏极电流变化对应的栅极电压。
6.记录数据，并根据测量数据绘制输入输出特性曲线和增益特性曲线。
四、实验结果及数据处理根据实验步骤记录实验数据，并将实验数据整理成表格。
根据测量数据绘制输入输出特性曲线和增益特性曲线，分析实验结果。
五、实验总结通过本次实验，我们熟悉了场效应管的特性，掌握了场效应管放大电路的实验测量方法。
实验过程中我们了解到了场效应管放大器的放大特性和输出特性，通过输入输出特性曲线和增益特性曲线的绘制和分析，我们进一步加深了对场效应管放大器的理解。
同时，我们还学会了使用信号发生器、示波器和万用表等仪器进行实验测量，锻炼了实验操作技能。
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。
场效应管放大器实验报告
场效应管放大器实验报告实验目的：本实验旨在通过实际操作，了解场效应管放大器的工作原理，掌握其基本特性和参数测量方法。
实验仪器和器材：1. 电压表。
2. 示波器。
3. 信号发生器。
4. 直流稳压电源。
5. 场效应管。
6. 电阻、电容等元件。
7. 示波器探头。
8. 连接线等。
实验原理：场效应管是一种电子管，具有高输入电阻、低噪声、大输入动态范围等特点，常被用作放大器的放大元件。
其工作原理是通过控制栅极电压，改变沟道中的电子浓度，从而控制漏极电流。
在放大器中，场效应管可以实现电压信号的放大。
实验步骤：1. 按照电路图连接实验电路，注意接线正确、稳固。
2. 调节直流稳压电源，使其输出电压为所需值，接通电源。
3. 连接信号发生器和示波器，调节信号发生器输出频率和幅度。
4. 测量输入输出电压，并记录数据。
5. 调节输入信号幅度，观察输出信号变化。
6. 改变场效应管的工作状态，观察输出信号的变化。
实验结果与分析：通过实验测量和观察，我们得到了场效应管放大器的输入输出特性曲线。
当输入信号幅度较小时，输出信号随之变化，但当输入信号幅度超过一定值后，输出信号不再随之变化，出现了饱和现象。
这表明场效应管放大器具有一定的线性放大范围，超出该范围后会出现失真。
此外，我们还观察到了场效应管放大器的频率特性。
随着输入信号频率的增加，输出信号的幅度出现了衰减，这是由于场效应管的内部电容导致的。
因此，在实际应用中，需要根据信号频率选择合适的场效应管型号，以保证放大器的性能。
结论：通过本次实验，我们深入了解了场效应管放大器的工作原理和特性，掌握了其参数测量方法。
同时，我们也发现了其在实际应用中需要注意的问题，为今后的电子电路设计和实际应用提供了重要的参考。
总之，场效应管放大器作为一种重要的放大器元件，在电子技术领域具有广泛的应用前景，我们应该深入学习其原理和特性，不断提高自己的实验操作能力，为今后的科研和工程实践打下坚实的基础。
场效应管放大器实验报告
场效应管放大器实验报告实验报告：场效应管放大器一、实验目的1.了解场效应管的原理和特性。
2.学习场效应管的半导体制作工艺。
3.掌握场效应管放大电路的设计和调试方法。
二、实验原理1.场效应管的原理场效应管（Field Effect Transistor，FET）是一种电子管，利用金属-半导体界面的电势差作为控制电路的调节电量，从而实现信号放大、开关等功能。
根据控制电压的不同种类和作用方式，场效应管可以分为三种：JFET（结型场效应管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和IGFET（绝缘栅场效应管）。
其中，JFET的控制电压是负电压，而MOSFET和IGFET的控制电压是正电压。
2.场效应管的特性（1）输入电阻大：场效应管的输入电阻比双极晶体管大几十倍，适用于输入信号电阻较高的场合。
（2）无电流干扰：场效应管有高阻输入，输入电阻大，输入电流小，不容易受其他电路的电流稳压管的电流影响，所以不会产生电流干扰。
（3）低噪声：场效应管有高输入电阻，且内部噪声小，在低频放大器中可得到较低的噪声。
（4）失真小：场效应管可以使失真因子保持在1以下。
（5）增益高：场效应管的内部电流放大系数较大，故增益高，一般比双极晶体管高好几倍。
（6）无相位变化：场效应管的内部反馈电容小，无相位变化。
三、实验仪器和设备1.场效应管试验箱2.双踪示波器3.信号源4.直流电源5.万用表四、实验步骤1.按照实验原理连接电路，调节直流电源，使其为2V，同时调节信号源，使其输出为频率为1kHz，幅度为0.1V的正弦波。
2.将示波器连接到场效应管的输入端和输出端，观察输入信号和输出信号的波形以及幅值。
3.调整场效应管电路中的电阻网络，达到预定的放大倍数和通频带范围。
4.对场效应管的静态特性进行测量，包括Idss（漏源极饱和电流）、VP（截止电压）、VGS（栅源电压）等指标的测量。
五、实验结果1.测量得到的Idss值为2.5mA。
2.测量得到的VP值为5V。
机械工程出版社第三章 场效应管电路习题答案
第3章 场效应晶体管放大电路3.1知识要点3.1.1场效应管有结型和MOS 型两大类，每类都有N 沟道和P 沟道之分，MOS 场效应管还有增强型和耗尽型之分，故场效应管有6种类型。
它们的结构、工作原理、伏安特性、作用、主要参数、电路组成、分析方法相似；正向控制原理都是利用栅源电压改变导电沟道的宽度而实现对漏极电流的控制；小信号模型完全相同；但由于沟道类型不同，结构上也有不同，因此6种管子对偏置电压的要求各不相同。
栅源电压为零时存在原始导电沟道的场效应管称为耗尽型场效应管；天然原始导电沟道，只有在U GS绝对值大于开启电压U GS（th）绝对值后才能形成导电沟道的，则称为增强型场效应管。
2GS D DSS P(1) U I I U =−当工作于放大区时，对耗尽型场效应管1.2.4 场效应晶体管表5.1 晶体管与场效应管比较比较项目晶体管场效应管载流子两种不同极性的载流子（电子与空穴）同时参与导电，故又称为双极型晶体管只有一种极性的载流子（电子或空穴）参与导电，故又称为单极型晶体管 控制方式电流控制电压控制类型 NPN 型和PNP 型两种 N 沟道和P 沟道两种 放大参数 200~20=β5~1m =g mA/V输入电阻 42be 10~10=r Ω较小147gs 10~10=r Ω很大 输出电阻 r ce 很大 r ds 很大 热稳定性 差 好制造工艺 较复杂简单，成本低，便于集成对应电极基极-栅极，发射极-源极，集电极-漏极3.1.2 场效应晶体管放大电路共源极分压式偏置放大电路及其直流通路、交流通路和微变等效电路如图2.6所示。
U DDo +U DD（a ）放大电路（b ）直流通路+u o -o（c ）交流通路 （d ）微变等效电路图5.1 共源极分压式偏置放大电路（1）静态分析：DD G2G1G2G U R R R U +=SG S S D R U R U I ==)(S D D DD DSR R I U U +−= （2）动态分析：Lm u R g A ′−= 式中L D L//R R R =′。
场效应管放大器实验报告
场效应管放大器实验报告场效应管放大器实验报告引言：场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种广泛应用于电子设备中的三极管。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声和低失真等优点，因此在放大器电路中得到了广泛应用。
本实验旨在通过搭建场效应管放大器电路，探究其性能特点和工作原理。
一、实验目的本实验的主要目的是研究场效应管放大器的工作原理和性能特点，包括输入输出特性、放大倍数、频率响应等。
二、实验原理场效应管是一种三极管，由栅极、漏极和源极组成。
其工作原理是通过栅极电压的变化来控制漏极-源极之间的电流，从而实现信号的放大。
场效应管有不同的类型，包括MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和JFET（结型场效应管）。
本实验采用JFET作为放大器的核心元件。
三、实验器材和电路图实验器材包括JFET、电阻、电容、信号发生器、示波器等。
电路图如下所示。
（此处省略电路图的描述）四、实验步骤与结果1. 搭建电路：根据电路图连接JFET、电阻和电容等元件，接入信号发生器和示波器。
2. 测量输入输出特性：通过调节信号发生器的频率和幅度，测量不同输入电压下的输出电压并记录。
3. 测量放大倍数：固定输入电压，测量输出电压，并计算放大倍数。
4. 测量频率响应：在一定的输入电压下，改变信号发生器的频率，测量输出电压的变化，并绘制频率响应曲线。
根据实验步骤，我们进行了一系列的实验测量，并得到了以下结果。
（此处省略实验结果的具体数值和图表）五、实验分析与讨论通过实验测量，我们可以得到场效应管放大器的输入输出特性曲线、放大倍数曲线以及频率响应曲线。
根据实验结果，我们可以进行以下分析和讨论。
1. 输入输出特性曲线显示了场效应管放大器的非线性特点。
随着输入电压的增大，输出电压也会相应增大，但是当输入电压达到一定值后，输出电压将不再线性增大。
2. 放大倍数曲线显示了场效应管放大器的放大效果。
我们可以通过计算不同输入电压下的输出电压比值来得到放大倍数。
场效应管放大器教学课件
03
CHAPTER
场效应管放大器的性能指标
电压增益：指放大器输出电压与输入电压之比，用于衡量放大器对信号的放大能力。
电压增益大小与放大器的设计、工作状态及电路元件的参数有关。
电压增益是场效应管放大器的重要性能指标，其值越大，放大效果越好。
01
Байду номын сангаас02
03
04
通过调整反馈元件参数，优化电路结构，避免放大器自激振荡。
优化电路设计，选用低噪声元件，加强屏蔽措施，降低外部干扰。
调整静态工作点，优化放大级数和元件参数，减小非线性失真。
通过增加放大级数、调整反馈系数或选用更高增益的场效应管，提高输出信号幅度。
06
CHAPTER
场效应管放大器的未来发展与趋势
功率增益：指放大器输出功率与输入功率之比，用于衡量放大器对信号的功率放大能力。
功率增益大小与放大器的效率、工作状态及电路元件的参数有关。
功率增益是场效应管放大器的重要性能指标，其值越大，功率放大效果越好。
01
02
带宽增益乘积是场效应管放大器的重要性能指标，其值越小，说明放大器在宽频带范围内具有较好的性能。
静态工作点的调试
调整输入和输出阻抗，使信号源和负载与放大器达到最佳匹配。
输入和输出匹配调试
通过改变反馈电阻或电容，调整放大器的通频带，以满足不同频率信号的放大需求。
频率响应调试
优化放大器电路参数，降低噪声，减小非线性失真，提高信号质量。
噪声和失真调试
放大器自激振荡
噪声过大
非线性失真严重
输出信号幅度不足
特点
原理
通过改变场效应管的栅极电压，控制源极和漏极之间的电流，从而实现信号的放大。
场效应管放大器课件
转移特性曲线可以用来分析场效应管的放大性能和动态特性，以及确定 电路的工作点。
电压放大倍数
电流放大倍数
电流放大倍数是指输出电流与输入电流之比，也是衡量放大器放大能力的重要指标。 电流放大倍数越大，说明放大器的放大能力越强。
当栅极电压增加时，场效应管内部的 电场增强，导致源极和漏极之间的电 流增加。
跨导
跨导是描述场效应管放大能力的 参数，表示栅极电压变化与源极
和漏极之间电流变化的比率。
跨导越大，场效应管的放大能力 越强。
跨导与场效应管的源极和漏极之 间的电阻有关，电阻越大，跨导
越小。
转移特性曲线
转移特性曲线是描述场效应管栅极电压与源极和漏极之间电流关系的曲线。
电流放大倍数通常由场效应管的跨导决定，可以通过调整栅极和源极之间的电压差来改变。
通频带宽度
输入电阻和输出电阻
01
输入电阻是指场效应管 放大器输入端的等效电 阻，是衡量输入信号被 衰减的程度。
02
输入电阻越大，说明输 入信号的衰减越小，信 号质量越好。
ห้องสมุดไป่ตู้
03
输出电阻是指场效应管 放大器输出端的等效电 阻，是衡量输出信号的 负载能力。
场效应管放大器具有较 宽的频带，适用于宽带
信号的放大。
高效能
场效应管放大器具有较 高的能量转换效率，能
够减少能源消耗。
场效应管放大器的应用场景
01
音频放大
02
通信系统
03
测量仪器
04
自动控制系统
输入级
输入级是放大器的起始部分，负 责接收微弱信号并将其传输到后
场效应晶体管放大器
场效应晶体管放大器
场效应晶体管放大器是电压控制器件，具有输入阻抗高、噪声低的优点，被广泛应用在电子电路中，特别是具有上述要求前级放大器显示器出越性。
根据场效应管两大类型--结型场效应管和绝缘栅场效应管可构成相应的场效应管放大器。
以下以结型管为例给出三种基本组态放大器的等效电路和性能指标计算表达式，见表5.2-7。
图为场效应管具有与晶体管类似的正向受控作用，它也可构成共源极、共漏极、共栅极三种基本放大器。
1、偏置电路
因为不同类型的场效应管工作在放大区，要求栅极电压极性不同，例如，结型场效应管要求栅源与漏源电压极性相反，而增加型MOS管则要求栅源与漏源电压极性相同，至于耗尽型MOS管的栅偏压极性，可以正偏、零偏或负偏。
根据这些特点，来用单电源的偏置电路主要有以下两种：
（1）自偏压电路自偏压用于结型和耗尽型MOS管放大电路，图5.2-6示出N沟道结型场效应管自偏电路。
图5.2-6 自偏压电路
栅源电压为UGS=RID
（2）混合偏置电路混合偏置电路用于各种场效应管放大器。
N沟道增强型MOS 管放大电路混合偏置电路如图5.2-7所示。
图5.2-7 混合偏压电路
栅源电压为
2、场效应晶体管三种基本组态放大器的等效电路与性能指标计算公式（见表5.2-7）。
2.7 场效应管放大器
D
G
vs
VGG
vi
vo
vs
vi vgs
S
rd
Rd
vds
图2.7.3(a)共源基本放大电路
（b）交流等效电路
一、静态分析 静态工作点由VDD、VGG、RD共同来确定。 由直流通路可知： ∵ IG=0 ，∴ VGS=VGG
VGS I D I ( sat ) 1 V GS ( off )
N沟道耗尽型MOS管 P沟道耗尽型MOS管
负
正、零、负均可 正、零、负均可
负
正 负
2、场效应管的交流等效电路
采用推导晶体管h参数等效电路的方法可导出场效应管的 低频小信号等效电路。 以共源放大电路为例。 场效应管是电压控制元件，其栅极不取电流，漏极电 流iD，是栅源电压VGS和漏源电压VDS的函数，即：
§2．7 场效应管放大器
场效应管通过栅—源之间的电压VGS来控制漏极电流iD， 因此，和晶体管一样可以实现—源之间的电阻很大， 可以认为栅极基本不从信号源索取电流，因而由它所构成
的放大电路的输入电阻可达到几兆欧~几十兆欧，甚至更大。
由于场效应管其具有栅—源之间的电阻很大这一特点， 所以常作为高输入阻抗放大器的输入极。
∵ rd RD
∴ AV g m RD
∵ ii ig 0 ∴ Ri
G
D gmvgs
vs
vi vgs
S
rd
Rd
vds
Ro RD // rd RD
（b）交流等效电路
2
+VDD
D G
VDS VDD I D RD
静态工作点也可通过作 图法在输出特性曲线上作负 载线求得。
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两个PN结夹着一个N型沟道。三个电极： g：栅极 d：漏极 s：源极
栅 极g
-
漏 极d
-
p+
p+ຫໍສະໝຸດ 符号：-dg--
s
N沟道
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-d
g
--
s
P沟道
N
源-极s
10
2. 结型场效应管的工作原理
（1）栅源电压对沟道的控制作用
在栅源间加负电压uGS ，令uDS
=0
ddd
-d
g
--b -
s
7
3、P沟道耗尽型MOSFET
P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电 电 压 极 性 不 同 而 已 。 这 如 同 双 极 型 三 极 管 有 NPN 型 和 PNP型一样。
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8
4. MOS管的主要参数
uGS。
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11
（2）漏源电压对沟道的控制作用
在漏源间加电压uDS ，令uGS =0 由于uGS =0，所以导电沟道最宽。
dddiiiddd
①当uDS=0时， iD=0。
②uDS↑→iD ↑
→靠近漏极处的耗尽层加 宽，沟道变窄，呈楔形分布。
③当uDS ↑，使uGD=uG S- uDS=UP时，
第3章场效应管放大器
一. 绝缘栅场效应管
绝缘栅型场效应管 ( Metal Oxide Semiconductor FET)，简称MOSFET。 分为：
增强型 N沟道、P沟道 耗尽型 N沟道、P沟道
源 极s 栅 极-g 漏 极d
-
-
1.N沟道增强型MOS管 （1）结构
4个电极：漏极D， 源极S，栅极G和 衬底B。
（a）可变电阻区（预夹
可变电阻区 i D (mA)
断前）。
恒流区
uGS=0V
（b）恒流区也称饱和
区（预夹断 后）。
恒流区的特点： △ iD /△ uGS = gm ≈常数 即： △ iD = gm △ uGS
（放大原理）
uGS =-1V uGS =-2V uGS=-3V
截止区
击穿区 u
DS
（c）夹断区（截止区）。
（1）开启电压UT （2）夹断电压UP （3）跨导gm ：gm=iD/uGS uDS=const （4）直流输入电阻RGS ——栅源间的等效
电阻。由于MOS管栅源间有sio2绝缘层， 输入电阻可达109～1015。
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9
二. 结型场效应管
1. 结型场效应管的结构（以N沟为例）：
N沟道增强型MOS管的基本特性：
uGS ＜ UT，管子截止， uGS ＞UT，管子导通。 uGS 越大，沟道越宽，在相同的漏源电压uDS作 用下，漏极电流ID越大。
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4
②转移特性曲线：
iD=f(uGS)uDS=const
可根据输出特性曲线作出移特性曲线。 例：作uDS=10V的一条转移特性曲线：
i D (mA)
4 3
2 1
uGS=6V
uGS=5V uGS=4V uGS=3V
10V
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i D (mA)
4
3
2
1
u
DS
(V)
UT
2 46
u
GS
(V)
5
一个重要参数——跨导gm： gm=iD/uGS uDS=const (单位mS)
gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 在转移特性曲线上， gm为的曲线的斜率。 在输出特性曲线上也可求出gm。
特点：
源 极s 栅 极-g 漏 极d
-
当 uGS=0 时 ， 就 有 沟 道 ，
-
加入uDS，就有iD。
++++++++++++
当uGS＞0时，沟道增宽， N +
N
iD进一步增加。
当uGS＜0时，沟道变窄， iD减小。
P衬 底
定义：
-
衬 底b
夹断电压（ UP）——沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS。
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g
g pppp++++
pppp++++
VVVDDDDDD
在靠漏极处夹断——预夹断。
④uDS再↑，预夹断点下移。
NN
预夹断前， uDS↑→iD ↑。 预夹断后， iDS↑→iD 几乎不变。
sss
（3）栅源电压uGS和漏源电压uDS共同作用
iD=f（ uGS 、uDS）,可用输两组特性曲线来描绘。
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--
s s VDVDDD VGG -g-g
-d-d
id 二氧化硅
二氧化硅
再增加uGS→纵向电场↑ →将P区少子电子聚集到 P区表面→形成导电沟道，如果此时
加有漏源电压，就可以形成漏极 电流id。
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N
+ N
+
N
+ N
+
P衬P衬底底
bb
3
定义： 开启电压（ UT）——刚刚产生沟道所需的 栅源电压UGS。
12
3、 结型场效应三极管的特性曲线
（1）输出特性曲线： iD=f（ uDS ）│uGS=常数
d
id
i D (mA)
uuGGSS==00VV
g
p+
p+
VDD
VGG
s
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uGuSG=S-1=V-1V
uGS =-2V uGS=-3V
u
DS
设：UT= -3V
13
四个区：
符号：
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-d
g
--
b
s
N+
N+
P衬 底
-
衬 底b
2
（2）工作原理
①栅源电压uGS的控制作用
当uGS=0V时，漏源之间相当两个背靠背的 二极管，在d、s之间加上电 压也不会形成电流，即管子截止。
当uGS＞0V时→纵向电场
→将靠近栅极下方的空穴向 下排斥→耗尽层。
（d）击穿区。
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（2）转移特性曲线： iD=f（ uGS ）│uDS=常数
i D (mA)
4
3
2
△ iD
1
uGS=6V
=5V
△ uGS
=3V
10V
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i D (mA)
4
3
2
1
u
DS
(V)
△ iD △ uGS
2 46
u
GS
(V)
6
2.N沟道耗尽型MOSFET
在栅极下方的SiO2层中掺入了大量的金属正离子。所以当uGS=0时，这些正 离子已经感应出反型层，形成了沟道。
①宽当。uGS=0时，为平衡PN结，导电沟道最
②当│uGS│↑时，PN结反偏，耗尽 层变宽，导电沟道变窄，沟道电 阻增大。
③当全│合uG拢S│。↑到一定值时 ，沟道会完
定义：
gg g
pp++p+
pp++p+
VVGGGVG G G
NNN
夹断电压UP——使导电沟道完全
ss s
合拢（消失）所需要的栅源电压