场效应管放大器
电子专业技术实验报告—实验5场效应管放大器
电子技术实验报告—实验5场效应管放大器————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电子技术实验报告实验名称：场效应管放大器系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的 (5)二、实验原理 (5)1. 场效应管的主要特点 (5)2. 结型场效应管的特性 (5)3. 自给偏置场效应管放大器 (7)4. 恒流源负载的场效应管放大器 (8)5. 场效应管放大器参数测试方法 (8)三、实验仪器 (10)四、实验内容 (10)1.电路搭接 (10)2 .静态工作点的调试测量 (11)3. 场效应管放大参数测试 (12)五、实验小结 (13)一、实验目的1. 学习场效应管放大电路设计和调试方法；2. 掌握场效应管基本放大电路的设计及调整、测试方法。
二、实验原理1. 场效应管的主要特点场效应管是一种电压控制器件，由于它的输入阻抗极高（一般可达上百兆、甚至几千兆），动态范围大，热稳定性好，抗辐射能力强，制造工艺简单，便于大规模集成。
因此，场效应管的使用越来越广泛。
场效应管按结构可分为MOS型和结型，按沟道分为N沟道和P沟道器件，按零栅压源、漏通断状态分为增强型和耗尽型器件，可根据需要选用。
那么，场效应管由于结构上的特点源漏极可以互换，为了防止栅极感应电压击穿要求一切测试仪器，都要有良好接地。
2. 结型场效应管的特性(1) 转移特性（控制特性）：反映了管子工作在饱和区时栅极电压V GS对漏极电流I D 的控制作用。
当满足|V DS|>|V GS|－|V P|时，I D对于V GS的关系曲线即为转移特性曲线。
如图1所示。
由图可知。
当V GS=0时的漏极电流即为漏极饱和电流I DSS，也称为零栅漏电流。
使I D=0时所对应的栅极电压，称为夹断电压V GS=V GS(TH)。
⑵ 转移特性可用如下近似公式表示：)0()1(2)(P GS TH GS GS DSS D V V V V I I ≥≥-=当这样，只要I DSS 和V GS(TH)确定，就可以把转移特性上的其他点估算出来。
结型场效应管及其放大电路
－
UGG ＋
ID
D
＋
G －P
N
P UDS
UGS
＋
S
－
＋ UDD
－
二、结型场效应管
1）UGS对导电沟道的影响
（ 1 ） 当 UGS ＝ ０ 时 ， 场 效 应 管 两 侧 的 PN 结均处于零偏置， 形成两个耗尽层,如 图（ａ）所示。此 时耗尽层最薄，导 电沟道最宽，沟道 电阻最小。
二、结型场效应管
二、结型场效应管
3）UDS和UGS 共同作用的情况：
设漏源间加有电压UDS： 当UGS变化时，电流ID将随沟道电阻的变化而变化。
（1）当UGS=0时，沟道电阻最小，电流ID最大。
（2）当|UGS|值增大时，耗尽层变宽，沟道变窄， 沟道电阻变大，电流ID减小， 直至沟道被耗尽层夹断，ID=0。
（ 3 ） 当 0<UGS<UGS(off) 时 ， 电流ID在 零和最 大值之间 变化。改变栅源电压UGS的 大小，能引起管内耗尽层 宽度的变化，从而控制了 电流ID的 大小 。 场效应管 和三极管一样，可看作是 受控电流源，但它是一种 电压控制的电流源。
（2）恒流区（或线性放大区）。图 3.29中间部分是恒流区，在此区域ID不 随UDS的增加而增加，而是随着UGS的 增大而增大，输出特性曲线近似平行
于UDS轴，ID受UGS的控制，表现出
ID /
可
mA
预夹断轨迹
变
电 5阻
4区
恒流区
3
UGS＝ 0 －1 V
2
－2 V
1
－ 3 .4V
0
10
20
夹断区
UDS / V
一、场效应管概述
2、符号：
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。
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。
制作场效应管功率放大器
步骤三：检测常用场效应管
一、检测结型场效应管
2、估测放大能力
将万用表拨到R×100档，红表笔接源极s，黑表笔接漏极d，相当于给
场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是d-s极间电阻值。然 后用手指捏栅极g，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子
的放大作用，Ｖds和Id都将发生变化，也相当于d-s极间电阻发生变化，可
四、慎重选择场效应管
步骤二:认识Pass F5场效应管功率放大 器整机电路图
+24V R3 2.2K P1 5K TH1 4.7K V5 ZTX550 R15 2.2K R13 47 R19 150 R11 .47 3W
R17 1K
IN
V1 2SK370
R5 100 3W R7 100 3W R8 100 3W
任务二：选择制作场效应管功率放大器电路
本任务内容提要：介绍选择制作场效应管功 率放大器电路的基本原则，以Pass F5功率 放大器电路为例讲述场效应管功率放大器的 电路结构及工作原理。 学 习 目 的：通过本任务的学习，读者能 正确识读场效应管功率放大器电路原理图， 并能根据需要合理选择场效应管功率放大器 电路进行制作活动。
观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子 的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。
步骤三：检测常用场效应管
二、检测MOS场效应管
1、管脚识别
将万用表拨于R×100档，首先确定栅极，若某脚与其它脚的电阻正反测 都无穷大，证明此脚就是栅极g。测量其余两个引脚，d-s之间的电阻值应为 几百欧至几千欧，其中阻值较小的那一次，黑表笔接的为漏极d，红表笔接的 是源极s。日本生产的SK系列产品，源极s与管壳接通，据此很容易确定源极。
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。
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。
电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
MOS场效应管放大电路解读
2.67K
五、应用举例
•
• 3、计算电压放大倍数 Au 。
•
Au
gmRS // RL
0.258 //1000
1 gmRS // RL 1 0.258 //1000
0.67
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。
• 从表中可以看出，rgs和rds数值很大，可以忽略；跨 接在g~d之间的电容Cgd可以用与晶体管分析相同的方法 折合到输入和输出回路：
•
•
Cgs Cgs (1 K )Cgd , (K gm RL )
•
Cds
Cds
K
•
1
C
gd
,
K
•
(K gm RL )
场效应管的高频等效模型
• 由于输出回路的时间常数比输入回路小得多，可忽
1.08
0
解之，得：ID1 1.52mA, ID2 0.535mA
由于I D1
1.52mA
I
，
DSS
不合
题意，舍去。故：
IDQ 0.535mA
UGSQ 1.08V
U DSQ VDD I DQ (RD RS )
16 0.535 (10 8) 6.37V
五、应用举例
• 2、计算输入电阻Ri和输出电阻RO Ri RG RG1 // RG2 1 0.16 // 0.04 1.03M RO RD 10K
(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。
(3)结型场效应管的栅源电压UGS不能加 正向电压，因为它工作在反偏状态。通常各极 在开路状态下保存。
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。
实验结论。
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参数测量方法，掌握了实际操作技能，对放大器性能的影响有了更清晰的认识。
实验结果表明，场效应管放大器具有较高的输入阻抗和电压增益，能够有效地实现信号放大，为电子电路设计和应用提供了重要的技术支持。
总结。
通过本次实验，我们对场效应管放大器有了更深入的了解，实践操作使我们更加熟悉了电子电路中的放大器元件，提高了我们的实际动手能力和技术水平。
第5章场效应管放大电路分析
如果接有外负载RL
Rg1
Rd d Vo
g sb
RL
Vi Rg2
Rg3 R
AV gm (Rd // RL )
Ri Rg3 Rg1 // Rg 2
g
Vi
Rg3 gmVgs R’g
d Rd Vo RL
Ro Rd
s R’g=Rg1//Rg2
27
源极电阻上无并联电容:
AV
Vo Vi
Vgs
gmVgs Rd gmVgs R
10
(2) 转移特性曲线 iD= f (vGS)|vDS= 常数
表征栅源电压vGS对漏极电流的控制作用， 场效应管是电压控制器件。
在饱和区内，FET可看
作压控电流源。
IDSS
转移特性方程：
iD=IDSS(1-vGS/VP)2
vGS VP- 0.8 – vG
0.4
S
11
（3）主要参数
夹断电压：VP 当导电沟道刚好完全被关闭时，栅源所对应的电
s
gd
N+ PN+
18
3 、特性曲线
4区：击穿
区
3区
截止区
vGS<V
T
vGD<V
T
VT
1区：可变电阻区: vGS>VT vGD>VT 沟道呈电阻性，iD随vDS
的增大而线性增大。
iD=0 2区：恒流区(线性放大区）
vGS>VT vGD<VT iD=IDO｛(vGS/VT)-1｝2 IDO是vGS=2VT时，iD的值。
VT R
g
m
(VT
)
VT R
VT
(gm
1) R
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。
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。
实验一-场效应管放大器设计与仿真
南昌大学实验报告学生姓名：刘阳学号: 6110116158 专业班级：电子165 实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：12.22实验成绩：实验九场效应管放大器设计与仿真一、实验目的1、掌握场效应管放大器的设计方法2、熟悉场效应管放大器的调试功能4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器，信号发生器等虚拟仪器的使用二、实验原理如图9-1所示，构成分压式场效应管共源放大电路，采用的N沟道耗尽型MOS 管，调节好静态工作点，测量输出电压，计算电压放大倍数Au以及输入输出电阻Ri、Ro。
图9-1 分压式场效应管共源放大电路测量电压放大倍数AuAu=d m R g )off (/2GS DQ DO m U I I g =测量输入电阻264//R R R R i +=测量输出电阻d o R R =三、实验器材Multisim 虚拟仪器中的函数发生器、N 沟道耗尽型MOS 管、示波器、电阻、电容。
四、实验内容1、按照图9-1连接电路。
2、将输入端短路，调节R6使Ug=6V 。
3、输入Ui=2mV （幅值），测量输出电压Uo4、断开RL ，测量输出电压U L ，计算输出电阻Ro 和电压放大倍数Au 。
5、在信号源和输入端之间串联一个电阻R7=10K Ω，调节Us 使Ui=2mV （幅值），求输入电阻Ri 。
五、实验仿真结果5.194/78,10==Ω=u L A K R25.294/117,==∞=u L A RΩ=-=M R U U U R is i i 47（Ui ≈Us ，Ri →∞） Ω=-=K R U U Ro L o L 5)1(六、误差分析理论值：mS U I I g GS DQ DO m 6165.1/72.0172/2)off (-=-∙==20)//(g Au -==L d m R R 30g Au -==d m RΩ=+=M 5//264R R R R i （Ri →∞）Ω==K 5d o R R 误差均极小，大部分都是读数误差（示波器示数存在微小变化）八、实验心得通过本实验的学习，让我对于场效应管放大电路有了更加清晰的认识，印证了理论课上的知识点，也帮助自己理解那些非常抽象的理论知识。
04.场效应管放大电路
返回＞＞第四章场效应管放大电路由于半导体三极管工作在放大状态时，必须保证发射结正偏，故输入端始终存在输入电流。
改变输入电流就可改变输出电流，所以三极管是电流控制器件，因而三极管组成的放大器，其输入电阻不高。
场效应管是通过改变输入电压(即利用电场效应)来控制输出电流的，属于电压控制器件，它不吸收信号源电流，不消耗信号源功率，因此输入电阻十分高，可高达上百兆欧。
除此之外，场效应管还具有温度稳定性好，抗辐射能力强、噪声低、制造工艺简单、便于集成等优点，所得到广泛的应用。
场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(IGFET)，目前最常用的MOS管。
由于半导体三极管参与导电的两种极性的载流子，电子和空穴，所以又称为半导体三极管双极性三极管。
场效应管仅依靠一种极性的载流子导电，所以又称为单极性三极管。
FET－Field Effect transistorJFET－Junction Field Effect transistorIGFET－Insulated Gate Field Effect TransistorMOS－Metal-Oxide-Semiconductor§1 结型场效应管一、结构结型场效应管有两种结构形式。
N型沟道结型场效应管和P型沟道结型场效应管。
以N沟道为例。
在一块N型硅半导体材料的的两边，利用合金法、扩散法或其它工艺做成高浓度的P+型区，使之形成两个PN结，然后将两边的P+型区连在一起，引出一个电极，称为栅极G。
在N型半导体两端各引出一个电极，分别作为源极S和漏极D。
夹在两个PN结中间的N型区是源极与漏极之间的电流通道，称为导电沟道。
由于N型半导体多数载流子是电子，故此沟道称为N 型沟道。
同理，P型沟道结型场效应管中，沟道是P型区，称为P型沟道，栅极与N型区相连。
电路符号如图所示，箭头方向可理解为两个PN结的正向导电方向。
二、工作原理从结型场效应管的结构可看出，我们在D、S间加上电压U DS，则在源极和漏极之间形成电流I D。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验四 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、实验原理
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3－1所示为N 沟道结
图3－1 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3－1列出了3DJ6F 的典型参数值及测试条件。
表3－1
2、场效应管放大器性能分析
图3－2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。
S
D DD g2
g1g1
S G GS R I U R R R U U U -+=
-=
图3－2 结型场效应管共源级放大器
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
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。
三、实验设备与器件
1、＋12V 直流电源
2、函数信号发生器
3、双踪示波器
4、交流毫伏表
5、直流电压表
6、结型场效应管3DJ6F ×1 电阻器、电容器若干。
四、实验内容
1、静态工作点的测量和调整
1) 接图3－2连接电路，令u i ＝0，接通＋12V 电源，用直流电压表测量
U G 、U S 和U D 。
检查静态工作点是否在特性曲线放大区的中间部分。
如合适则把结果记入表3－2。
2) 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
3－2。
表3－2
2、电压放大倍数A V 、输入电阻R i 和输出电阻R O 的测量 1) A V 和R O 的测量
在放大器的输入端加入f ＝1KHz 的正弦信号U i （≈50～100mV ），并用示波器监视输出电压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 ＝10K Ω时的输出电压U O （注意：保持 U i 幅值不变），记入表3－3。
表3－3
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
按图3－3改接实验电路，选择合适大小的输入电压U S （约50－100mV ），将开关K 掷向“1”，测出R ＝0时的输出电压U 01，然后将开关掷向“2”，（接入R ），保持U S 不变，再测出U 02，根据公式
R U U U R 02
0102
i -=
求出 R i ，记入表3－4。
表3－4
五、实验总结
1、整理实验数据，将测得的A V 、R i 、R o 和理论计算值进行比较。
2、把场效应管放大器与晶体管放大器进行比较，总结场效应管放大器的特点。
3、分析测试中的问题，总结实验收获。
六、预习要求
1、复习有关场效应管部分内容，并分别用图解法与计算法估算管子的静。
态工作点（根据实验电路参数），求出工作点处的跨导g
m
为什么可以取得小一些（可以取
2、场效应管放大器输入回路的电容C
1
=0.1μF）？
C
1
3、在测量场效应管静态工作电压U
时，能否用直流电压表直接并在G、
GS
S两端测量？为什么？
4、为什么测量场效应管输入电阻时要用测量输出电压的方法？。