场效应管放大器实验报告
负反馈放大电路实验报告
2.提高要求
参考实验电路如图 3 所示,其中第一级为 N 沟道结型场效应管组成的共源放大电路;
第二级为 NPN 型晶体管组成的共射放大电路。
输入正弦信号 Us,幅度为 100mV,频率为 10kHz,测量并记录闭环电压放大倍数
Ausf U o U s 、输入电阻 Rif 和输出电阻 Rof。
测量误差的方法及注意事项。
比如对于输入电阻,特别是闭环时的情况,由于采用并联负反馈,使输入电阻较小,这
时在测量输入电阻时若串入一个同样比较小的电阻,考虑到信号源内阻很大(10kΩ )就会
使串入电阻两端的电压幅值会很接近(分压小),在示波器上显示出的波形就会看不出太大
′
变化,导致两次读数都不准确。同时由于两个幅值相近,由输入电阻公式 = −
使其于实测值相等;另一方面是因为第一次试验让我认识了电子电路实验的特点,对试验中
数据的测量也打下了很好的基础。
但与此同时,在测量闭环电压放大倍数的输入输出电阻时,测量值与仿真值还是比较大。
这个一方面是因为测量输入输出电阻的方法本身的误差会受输入回路串入电阻阻值大小以
及负载电阻大小的影响,另一方面则是由于自己对测量方法还是不熟悉,没有掌握如何减小
出电阻较大时,测量误差较小;而电路的输出电阻较小(电压负反馈会减小输出电阻)测量
误差就较大。分析这一现象背后的原因,我们可以得出一个与上面类似的结论:当输出电阻
负反馈放大电路实验报告
实验二 由分立元件构成的负反馈放大电路
一、实验目的
1.了解N 沟道结型场效应管的特性和工作原理; 2.熟悉两级放大电路的设计和调试方法; 3.理解负反馈对放大电路性能的影响。 二、实验任务
设计和实现一个由N 沟道结型场效应管和NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。结型场效应管的型号是2N5486,晶体管的型号是9011。 三、实验内容
1. 基本要求:利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。 (1)静态和动态参数要求
1)放大电路的静态电流I DQ 和I CQ 均约为2mA ;结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V ,晶体管的管压降U CEQ = 2~3V ;
2)开环时,两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ,以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 ≥ 120;
3)闭环电压放大倍数为10s
o sf -≈=U U A u 。 (2)参考电路
1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R 模拟信号源的内阻;R f 为反馈电阻,取值为100 kΩ。
图1 电压并联负反馈放大电路方框图
2)两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ,R g1、R g2应大于100kΩ;C 1~C 3容量为10μF ,C e 容量为47μF 。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ,见图2,理由详见“五 附录-2”。
图2 两级放大电路
实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。
3.3k Ω
(3)实验方法与步骤 1)两级放大电路的调试
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。
MOS放大电路设计仿真与实现实验报告
MOS放大电路设计仿真与实现实验报告实验报告:MOS放大电路设计、仿真与实现
一、实验目的
本实验的主要目的是通过设计、仿真和实现MOS放大电路来加深对MOSFET的理解,并熟悉模拟电路的设计过程。
二、实验原理
MOSFET是一种主要由金属氧化物半导体场效应管构成的电流驱动元件。与BJT相比,MOSFET具有输入阻抗高、功率损耗小、耐电压高、尺寸小等优点。在MOS放大电路中,可以采用共源共源极放大电路、共栅共栅极放大电路等不同的电路结构。
三、实验步骤
1.根据实验要求选择合适的电路结构,并计算所需材料参数(参考已知电流源和负载阻抗)。
2.选择合适的MOS管,并仿真验证其工作参数。
3.根据仿真结果确定电路的放大倍数、频率响应等。
4.根据电路需求,设计电流源电路和源极/栅极电路。
5.仿真整个电路的性能,并调整参数以优化电路性能。
6.根据仿真结果确定电路的工作参数,并进行电路的实现。
7.通过实验测量电路性能,验证仿真结果的正确性。
8.对实验结果进行分析,总结实验的过程和经验。
四、实验设备和材料
1.计算机及电子仿真软件。
2.实验电路板。
3.集成电路元器件(MOSFET、电阻等)。
4.信号发生器。
5.示波器。
6.万用表等实验设备。
五、实验结果与分析
通过仿真和实验,可以得到MOS放大电路的电压增益、输入输出阻抗、频率响应等参数。根据实验结果,可以验证设计的合理性,并进行参数调
整优化。
在实际应用中,MOS放大电路被广泛应用于音频放大器、功率放大器、运算放大器等场合。因为MOSFET具有较大输入阻抗,所以MOS放大电路
(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
2
P
GS 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 P
GS 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
S
D DD g2
g1g1
S 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
场效应管实验报告
场效应管实验报告
场效应管实验报告
引言:
场效应管(Field Effect Transistor,简称FET)是一种常见的半导体器件,广泛
应用于电子电路中。本实验旨在通过实际操作,深入了解场效应管的性质和特点,以及其在电路中的应用。
一、实验目的
通过实验,掌握场效应管的基本原理和工作特性,了解其在放大电路中的应用。
二、实验原理
场效应管由栅极、漏极和源极三个电极组成。栅极与源极之间的电压可以控制
漏极与源极之间的电流,从而实现对电路的放大和控制。根据栅极结构的不同,场效应管可以分为金属-氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,简称MOSFET)和结型场效应管(Junction Field Effect Transistor,简称JFET)两种。
三、实验器材和仪器
1. 场效应管(MOSFET或JFET)
2. 直流电源
3. 变阻器
4. 示波器
5. 电阻、电容等元件
四、实验步骤及结果分析
1. 实验一:静态特性测量
通过调节直流电源的电压,测量并记录场效应管在不同栅极电压下的漏极电流。根据测量数据,绘制栅极电压与漏极电流之间的关系曲线。分析曲线的特点,
了解场效应管的工作状态和特性。
2. 实验二:动态特性测量
将场效应管作为放大器的关键元件,通过接入变阻器、电容等元件,构建放大
电路。调节输入信号的幅值和频率,测量并记录输出信号的波形和幅度。通过
对比输入输出信号,分析场效应管的放大特性和频率响应。
3. 实验三:稳定性和可靠性测试
mosfet的实验报告
mosfet的实验报告
MOSFET的实验报告
引言:
MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管) 是一种重要的电子器件,具有广泛
的应用领域。本篇实验报告将介绍MOSFET的基本原理、实验装置、实验步骤、实验结果以及对实验结果的分析和讨论。
一、MOSFET的基本原理
MOSFET是一种三端器件,由金属氧化物半导体结构组成。它的主要特点是在
输入电压较低的情况下,能够控制较大的输出电流。MOSFET有两种类型:N
沟道型和P沟道型,根据实验要求,我们选择了N沟道型MOSFET。
二、实验装置
本次实验所需的装置包括:MOSFET芯片、直流电源、电阻、示波器、万用表、电容、电感等。
三、实验步骤
1. 将MOSFET芯片正确连接到实验电路中,并确保连接正确无误。
2. 将直流电源连接到电路中,设置合适的电压和电流值。
3. 使用示波器测量输入和输出信号的波形,并记录下来。
4. 使用万用表测量电路中的电流和电压值,并记录下来。
5. 对实验进行多次重复,确保实验结果的准确性。
四、实验结果
在实验过程中,我们观察到了以下结果:
1. 输入电压的变化对输出电流和电压有明显的影响。
2. MOSFET的工作在某一特定电压范围内更为稳定。
3. 输出电流和电压随着输入电压的增加而增加,但增长速度逐渐减缓。
五、实验结果分析和讨论
根据实验结果,我们可以得出以下结论:
1. MOSFET在特定电压范围内具有较好的线性特性,适合用作放大器。
2. MOSFET的输出电流和电压与输入电压之间存在一定的关系,可以通过合适
的电路设计实现不同的功能。
结型场效应管放大电路
电路分析实验报告
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。通过使用输出电压相等法对场效应管输入电阻进行测量。
二、实验环境
模拟电路试验箱函数信号发生器示波器万用表电位器三、实验原理
JFET是在同一块N形半导体上制作两个高掺杂的P区,并将它们连接在一起,所引出的电极称为栅极g,N型半导体两端分别引出两个电极,分别称为漏极d,源极s。结型场效应晶体管是一种具有放大功能的三端有源器件。N沟道结型场效应管当在漏极D和源极S之间加上电源后,则在N型沟道中产生从漏极流向源极的电流。由PN结的特性可知,若在栅极G和源极S间加上负电压,PN结的宽度增加,且负电压越大,PN结就越宽,造成沟道变窄,沟道电阻变大,因此只要改变偏压便可控制漏极电流的大小。
四、实验步骤
在模电试验箱对应模块上连接电
路
500mVpp,2kHz 调节信号发生器,调节电位器,
使波形不失真和饱和失真
外接一个大电阻,用输出电压相
等法测量输入电阻
五、实验数据
不失真
U in=520mV U out=3.9V 放大倍数7.5 V GS=-0.13061V V DS=4.3847V I D=0.43099mA
饱和失真
V GS=-0.06981V V DS=1.84925V
I D=0.43092mA
不接680kΩ电阻时:U in=500mV U out=3.43V
接680kΩ电阻时:U in=780mV U out=3.43V
输入电阻=1214.29kΩ=1.21MΩ
六、实验总结
场效应管放大电路仿真实验报告
场效应管放大电路仿真
时间4月11日
实验目的:
1)学会仿真软件的使用;
2)学会利用仿真软件分析,了解电路及工作原理;
3)利用简单的场效应管放大实现对小信号的放大、控制作用,
观察波形。
实验器材:
1)已安装Multisim仿真软件的计算机一台。
实验原理:
1)利用场效应管对微弱信号放大和控制作用。
实验步骤:
1)进入Multisim仿真主页后,按照如下实验原理图将实验电
路图连接好并检查。
2)调节信号发生器参数,打开示波器进行仿真,观察驶入和
输出波形如下图所示,试比较分析波形,了解工作原理得出实验结论。
之言结论(结果):
由上图中波形可知,仿真结果与理论分子相同,场效应管放大电
路对微弱的电信号具有反相放大和控制作用。
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(FET)是一种常用的放大器元件,它具有高输入阻抗、低噪声、低失真等优点,因此在电子电路中得到了广泛的应用。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、特性和参数测量方法,以及对放大器性能的影响。下面将从实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据处理和分析、实验结论等方面进行详细的报告。
实验目的。
1. 了解场效应管放大器的基本工作原理;
2. 掌握场效应管放大器的参数测量方法;
3. 理解不同参数对放大器性能的影响。
实验原理。
场效应管放大器是利用场效应管的放大特性来实现信号放大的电路。场效应管由栅极、漏极和源极组成,通过控制栅极电压来调节漏极和源极之间的电流,从而实现信号放大。在放大器电路中,场效应管通常作为放大器的输入级,其输入阻抗高,对输入信号不产生负载效应,能够有效地将输入信号传递到后级放大器,因此被广泛应用于各种电子设备中。
实验步骤。
1. 搭建场效应管放大器电路,连接电源和信号源;
2. 调节栅极电压,测量输入输出电压和电流;
3. 改变栅极电压,测量不同工作点下的电压增益、输入阻抗和输出阻抗;
4. 记录实验数据,进行数据处理和分析。
实验数据处理和分析。
通过实验数据的记录和分析,我们得到了不同工作点下的电压增益、输入阻抗和输出阻抗的变化情况。根据实验结果,我们可以看出,随着栅极电压的变化,电压增益呈现出不同的变化趋势,输入阻抗和输出阻抗也有所不同。这些数据反映了场效应管放大器在不同工作点下的性能特点,为进一步了解其工作原理和优化设计提供了重要参考。
低频rfid信号功率放大器实验报告
低频rfid信号功率放大器实验报告
实验目的:搭建一款低频RFID信号功率放大器,测量其放大功率和频率响应,并对实验结果进行分析。
实验原理:低频RFID信号功率放大器是一种用于放大低频RFID信号强度的电路。其基本原理是采用场效应管作为放大器管,通过调整管子的偏置电压和负载匹配,从而达到对信号进行放大的目的。
实验设备:示波器、信号发生器、场效应管、电阻、电容、半固定电阻、端口复用器等。
实验步骤:
1. 按照电路图连接电路,调节场效应管的偏置电压,使得电路工作在合适的工作点。
2. 使用信号发生器产生低频RFID信号,连接到放大器输入端口。
3. 打开示波器,连接到放大器输出端口,调节示波器的设置,以测量放大器的输出功率和频率响应。
4. 记录实验数据,并进行分析。
实验结果:
在实验中,我们按照上述步骤进行了实验,下面是我们的实验结果:
输出功率:200mW
频率响应:10kHz-100kHz
根据实验结果,我们可以看出,在合适的工作点下,这个低频RFID信号功率放大器可以非常有效地放大低频RFID信号,
并且在10kHz-100kHz的频率范围内,频率响应非常平坦。
实验总结:
通过本次实验,我们了解了低频RFID信号功率放大器的基本
原理,以及如何调整电路参数来实现对信号的放大。同时,我们也掌握了使用示波器等设备进行测量和分析实验结果的方法,对提高我们的实验能力有很大的帮助。
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
负反馈放大电路实验报告
实验二 由分立元件构成的负反馈放大电路
一、实验目的
1.了解N 沟道结型场效应管的特性和工作原理; 2.熟悉两级放大电路的设计和调试方法; 3.理解负反馈对放大电路性能的影响。 二、实验任务
设计和实现一个由N 沟道结型场效应管和NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。结型场效应管的型号是2N5486,晶体管的型号是9011。 三、实验内容
1. 基本要求:利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。 (1)静态和动态参数要求
1)放大电路的静态电流I DQ 和I CQ 均约为2mA ;结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V ,晶体管的管压降U CEQ = 2~3V ;
2)开环时,两级放大电路的输入电阻要大于90k Ω,以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 ≥ 120;
3)闭环电压放大倍数为10s
o sf -≈=U U A u 。 (2)参考电路
1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R 模拟信号源的内阻;R f 为反馈电阻,取值为100 k Ω。
图1 电压并联负反馈放大电路方框图
2)两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910k Ω,R g1、R g2应大于100k Ω;C 1~C 3容量为10μF ,C e 容量为47μF 。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ,见图2,理由详见“五 附录-2”。
图2 两级放大电路
实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。
3.3k Ω
(3)实验方法与步骤 1)两级放大电路的调试
场效应管放大器实验报告
实验六场效应管放大器
一、实验目的
1、了解结型场效应管的性能和特点
2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法
二、实验仪器
1、双踪示波器
2、万用表
3、信号发生器
三、实验原理
实验电路如下图所示:
图6-1
场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。由于场效应管栅源之间处于绝缘或反向偏置,所以输入电阻很高(一般可达上百兆欧)又由于场效应管是一种多数载流子控制器件,因此热稳定性好,抗辐射能力强,噪声系数小。加之制造工艺较简单,便于大规模集成,因此得到越来越广泛的应用。
1、结型场效应管的特性和参数
场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图6-2所示为N沟道结
图6-2 3DJ6F的输出特性和转移特性曲线
型场效应管3DJ6F的输出特性和转移特性曲线。其直流参数主要有饱和漏极电
流I
DSS ,夹断电压U
P
等;交流参数主要有低频跨导
常数
U
△U
△I
g
DS
GS
D
m
=
=
表6-1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。
表6-1
参数名称饱和漏极电流
I
DSS
(mA)
夹断电压
U
P
(V)
跨导
g
m
(µA/V)
测试条件U
DS
=10V
U
GS
=0V
U
DS
=10V
I
DS
=50µA
U
DS
=10V
I
DS
=3mA
f=1KHz
参数值1~3.5 <|-9|>100
2、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
2
P
GS 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
场效应晶体管参数测量的实验报告(共9篇)
场效应晶体管参数测量的实验报告(共9
篇)
实验2、场效应晶体管参数测量
实验二场效应晶体管特性的测量与分析
一前言
场效应晶体管不同于一般的双极晶体管。场效应晶体管是一种电压控制器件。从工作原理看,场效应晶体管与电子管很相似,是通过改变垂直于导电沟道的电场强度去控制沟道的导电能力,因而称为“场效应”晶体管。场效应晶体管的工作电流是半导体中的多数载流子的漂移流,参与导电的只有一种载流子,故又称“单极型”晶体管。通常用“FET”表示。
场效应晶体管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(MISFET)两大类。目前多数绝缘栅型场效应应为金属-氧化物-半导体(MOS)三层结构,缩写为MOSFET。
本实验对结型、MOS型场效应管的直流参数进行检测。场效应管按导电沟道和工作类型可分为:
???耗尽型??n沟????增强型MOSFET???耗尽型?? FET?p沟??增强型?????JFET?n沟?耗尽型???p沟???
检测场效应管特性,可采用单项参数测试仪或综合参数测试仪。同时,场效应管与双极管有许多相似之处,故通常亦采用XJ4810半导体管图示仪检测其直流参数。
本实验目的是通过利用XJ4810半导体管图示仪检测场效应管的直流参数,了解场效应管的工作原理及其与双极晶体管的区别。二实验原理
1. 实验仪器
实验仪器为XJ4810图示仪,与测量双极晶体管直流参数相似,但由于所检测的场效应管是电压控制器件,测量中须将输入的基极电流改换为基极电压,这可将基极阶梯选择选用电压档(伏/级);也可选用电流档(毫安/级),但选用电流档必须在测试台的B-E间外接一个电阻,将输入电流转换成输入电压。
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。
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实验六场效应管放大器
一、实验目的
1、了解结型场效应管的性能和特点
2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法
二、实验仪器
1、双踪示波器
2、万用表
3、信号发生器
三、实验原理
实验电路如下图所示:
图6-1
场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。由于场效应管栅源之间处于绝缘或反向偏置,所以输入电阻很高(一般可达上百兆欧)又由于场效应管是一种多数载流子控制器件,因此热稳定性好,抗辐射能力强,噪声系数小。加之制造工艺较简单,便于大规模集成,因此得到越来越广泛的应用。
1、结型场效应管的特性和参数
场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图6-2所示为N沟道结
图6-2 3DJ6F的输出特性和转移特性曲线
型场效应管3DJ6F的输出特性和转移特性曲线。其直流参数主要有饱和漏极电
流I
DSS ,夹断电压U
P
等;交流参数主要有低频跨导
常数
U
△U
△I
g
DS
GS
D
m
=
=
表6-1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。
表6-1
参数名称饱和漏极电流
I
DSS
(mA)
夹断电压
U
P
(V)
跨导
g
m
(µA/V)
测试条件U
DS
=10V
U
GS
=0V
U
DS
=10V
I
DS
=50µA
U
DS
=10V
I
DS
=3mA
f=1KHz
参数值1~3.5 <|-9|>100
2、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
2
P
GS 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 P
GS 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。 3、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3-3所示。
图3-3 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
S
D DD g2
g1g1
S G GS R I U R R R U U U -+=
-=
V S i
i
i V 02A U R R R U A U +=
= 由此可以求出 R U U U R 02
O102
i -=
式中R 和R i 不要相差太大,本实验可取R =100~200K Ω。 四、实验内容
1、静态工作点的测量和调整
1) 关闭系统电源,按图6-1连接电路。
2) 调节信号源使其输出频率为1KHz 、峰峰值为200mv 的正弦信号Ui ,并
用示波器同时检测Uo 和Ui 的波形,如波形正常放大未失真,则断开信号源,测量Ug 、Us 和Ud ,把结果记入表6-2。
3) 若不合适,则适当调整R g2和R S ,调好后,再测量U G 、U S 和U D 记入表
6-2。
表6-2
2、电压放大倍数A V 的测量
1) 关闭系统电源,按图6-1连接电路。 2)A V 的测量
在放大器的输入端加入频率为1KHz 、峰峰值为500mv 的正弦信号U i ,并用示波器同时观察输入电压Ui 输出电压U 0的波形。在输出电压U 0没有失真的条件下,用交流毫伏表分别测量R L =∞和R L =4.7K Ω时的输出电压U O (注意:保持 U i 幅值不变),记入表6-3。
表6-3
测 量 值
计 算 值
u i 和u O 波形
U i (V ) U O (V )
A V
A V
R O (K Ω)
下图所示
R L =∞ 0.177 1.42 8.02
8.02
6.15k Ω
R L =4.7K 0.177 0.615 3.47
3.47
用示波器同时观察u i 和u O 的波形,描绘出来并分析它们的相位关系。 2) R i 的测量(测量方法同实验五)
按图6-1连接实验电路,选择合适大小的输入电压U S (约50-100mV ),使输出电压不失真,测出输出电压Uo1,然后关闭系统电源,在输入端串入 5.1K 电阻(本电阻数量级应为场效应管输入阻抗在同一数量级,以避免量化误差,此处5.1K 较小,但无法更改),测出输出电压Uo2,根据公式
R U U U R 02
0102
i -=
求出 R i ,记入表6-4。
测 量 值
计 算 值 U 01(V ) U 02(V ) R i (K Ω) 0.615
0.612
1.04M Ω
五、实验总结