场效应管放大器
共栅级放大器特点
共栅级放大器是一种常见的场效应管放大器电路，具有以下特点：
1.高输入阻抗：共栅级放大器的输入端为栅极，其输入阻抗相对较高，可以有效地避免对
信号源的干扰，使得输入信号能够更好地传递到放大器。
2.低输出阻抗：共栅级放大器的输出端为源极，由于源极是直接与负载相连的，所以输出
阻抗相对较低，能够提供较大的输出电流和较低的输出电压波动。
3.增益稳定：由于共栅级放大器采用反馈连接，输出信号的一部分被反馈到输入端，从而
可以在一定程度上稳定增益。
这有助于减小放大器的变化和非线性失真，提高整体的放大器性能。
4.宽频带：共栅级放大器的频率响应较宽，能够传输较高频率的信号。
这使得它在高频放
大器和频率多路复用等应用中有着重要的作用。
5.输入输出相位一致：共栅级放大器的输入与输出之间相位差非常小，几乎可以认为是相
位一致的，这对于一些特定应用，如振荡器和反馈系统非常重要。
需要注意的是，共栅级放大器也具有一些缺点，例如较低的增益、较高的噪声系数和较高的输入电容。
因此，在实际设计中，需要综合考虑各种因素，并根据具体的应用需求进行选择和优化。
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。
场效应管的作用
场效应管的作用
场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常见的
半导体器件，主要用于信号放大、开关和电流调节等电路中。
该器件具有高输入阻抗、低输出阻抗和高频率响应等优点，被广泛应用于各种电子设备和系统中。
作为信号放大器，场效应管能够将输入信号放大到较大的幅度，从而实现信号的增强。
其工作原理是通过控制栅极-源极电压
的变化来调节导通区的导电性，进而控制源-漏极电流的大小。
根据不同的工作模式，场效应管可以分为三种类型：增强型、耗尽型和共源型。
其中，增强型场效应管是最常用的一种，其栅极-源极电压增大时，源-漏极电流也随之增大。
在开关电路中，场效应管起到实现开关控制的作用。
当正向偏置电压施加在栅极上时，场效应管处于导通状态，电流可以从源极流向漏极；当负向偏置电压施加在栅极上时，场效应管处于截止状态，电流无法通过。
通过改变栅极-源极电压的大小，可以实现对开关状态的控制，从而实现对电路的开关操作。
此外，场效应管还可以用作电流调节器。
通过调节栅极-源极
电压的大小，可以改变场效应管的导通区大小，从而实现对电流的调节。
这在一些需要电流变化的电路中非常有用，如电源电流的稳定控制、LED亮度调节等。
总之，场效应管作为一种重要的半导体器件，在电子电路中发挥着重要的作用。
它具有高频率响应、高输入阻抗和低输出阻
抗等优势，广泛应用于各种电子设备和系统中的信号放大、开关和电流调节等功能。
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。
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。
结型场效应管及其放大电路
MOS（Metal Oxide Semiconductor）
vGS=0，iD=0，为增强型管； vGS=0，iD0，为耗尽型管（有初始沟道）。
一、场效应管概述
2、符号：
一、场效应管概述
3、场效应三极管的型号命名方法 ：
现行有两种命名方法
第一种命名方法： 与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O 代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料，D是P型硅， 反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。 例如：3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘 栅型N沟道场效应三极管。
对于n沟道各极间的外加电压变为ugs漏源之间加正向电压即uds当gs两极间电压ugs改变时沟道两侧耗尽层的宽度也随着改变由于沟道宽度的变化导致沟道电阻值的改变从而实现了利用电压ugs场效应管工作原理二结型场效应管二结型场效应管场效应管两侧的pn结均处于零偏置形成两个耗尽层如图a所示
第八章：场效应管
一、场效应管概述 二、结型场效应管结构与原理 三、结型场效应管放大器 四、MOS场效应管介绍
2、判定栅极 用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是
正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。 制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以
区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，
结型场效应管及其放大电路 ppt课件
（5）MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。 （6）电路板在装机之前，要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子， 再把电路板接上去。
1
－ 3 .4V
ppt课件
0
10
20
夹断区
UDS1/8V
（ 1 ） 可 变 电 阻 区 。 当 UGS 不 变 ， UDS由零逐渐增加且较小时，ID随UDS 的增加而线性上升，场效应管导电沟 道畅通。漏源之间可视为一个线性电 阻RDS，这个电阻在UDS较小时，主要 由UGS决定，所以此时沟道电阻值近似 不变。而对于不同的栅源电压UGS，则 有不同的电阻值RDS，故称为可变电阻 区。
道最宽;靠近漏极端的电位
最高，且与栅极电位差最大，
因而耗尽层最宽，沟道最窄。
由图可知，UDS的主要作用
是形成漏极电流ID。
ppt课件
13
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。
① 输出特性 iD f (v ) DS vGSconst. ②转移特性 iD f (v ) GS vDS const.
iD
IDSS (1
vGS )2 VP
(VP vGS 0)
夹断区
VP
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21
二、结型场效应管
5.场效应管的主要参数
ppt课件
22
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。
实验五 场效应管放大器
实验五场效应管放大器一．实验目的1．了解场效应管共源极放大器的性能特点。
2．掌握放大器主要性能指标的测试方法。
二．预习要求1．复习场效应管共源极放大器的工作原理。
2．熟悉本实验中测量A u、R i、R o、f L、f H的方法。
三．实验原理场效应管共源极放大器具有以下特点：输入阻抗高，电压放大倍数较小。
场效应管在组成放大器时，需要由偏置电路建立一个合适又稳定的静态工作点，由于场效应管是电压控制器件，因此，它只需要给栅极加上合适的偏压，一般采用自给偏压的方法给栅极加上合适的偏压。
如图1所示的共源极放大器就是由N沟道结型场效应管构成的自给偏压电路。
由于栅极电流I G近似为零，所以栅极电图1 自偏压式场效应管共源极放大器阻R G上的压降近似为零，栅极G与地同电位，即U G = 0。
对结型场效应管来说，即使在U GS = 0时，也存在漏极电流I D，因此在没有外加栅极电源的情况下，仍然有静态电流I DQ流经源极电阻R S，在源极电阻R S上产生压降U S （U S= I DQ R S），使源极电位为正，结果在栅极与源极间形成一个负偏置电压：U GSQ = U GQ– U SQ = – I DQ R S（1）这个偏置电压是由场效应管本身的电流I DQ产生的，所以称为自给偏压。
为了减小R S对交流信号的影响，可在R S两端并联一个交流旁路电容C S。
四．场效应管共源极放大器的直流与交流参数1．场效应管共源极放大器的直流参数为了使放大器正常工作，必须对场效应管放大器设置合适的静态工作点，场效应管放大器的静态工作点是指直流量U GSQ 、I DQ 和U DSQ 。
静态工作点可采用图解法或计算法确定。
在本实验中采用计算法来确定静态工作点。
根据图 1 电路可得到如下静态时的关系式。
U DSQ =U DD – I DQ （R S + R d ） （2）U GSQ = – I DQ R S （3）2)1(P GSQDSS DQ U U I I -= （4）将已知的U DD 、R S 、R d 、U P 和I DSS 代入以上方程，联立求解，就可算出静态工作点U GSQ 、I DQ 和U DSQ （U P 和I DSS 分别为夹断电压和漏极饱和电流）。
场效应管的作用
场效应管的作用
场效应管（又称晶体管、MOSFET）是一种半导体器件，通过外加电压调节其内部电场分布，从而控制器件的电流。
首先，场效应管具有放大功能。
通过控制其栅极电压，可以调节场效应管的电阻，从而控制电压和电流的变化。
在放大电路中，场效应管可以作为电压放大器或电流放大器使用。
当输入信号施加在场效应管的栅极上时，经过放大后，输出信号会有较大的幅值。
其次，场效应管具有开关功能。
当控制电压施加在栅极上时，场效应管可以被打开或关闭。
当场效应管处于关闭状态时，其输入电流非常小，几乎可以忽略不计；而当场效应管被打开时，其输入电流变得很大，可以通过大电流操控其他设备的工作。
此外，场效应管还具有稳压功能。
场效应管的输出电压可以自动调节，以适应负载变化。
当负载电流变大时，场效应管的输出电压会自动降低，以保持稳定的输出电压。
这种稳压特性使得场效应管可以广泛应用于电源稳压、电压调节以及功率放大等领域。
近年来，随着技术的发展，场效应管在集成电路中得到广泛应用，如CMOS集成电路、逻辑门电路等。
场效应管小巧、功
耗低、可靠性高，能够在高频率和高速度的电路中提供优异的性能。
总之，场效应管作为一种重要的半导体器件，不仅具有放大和
开关功能，还具有稳压特性，可应用于各种电子设备和电路中。
它在电子行业的发展中发挥着重要的作用，并且在不断的技术进步中，有着更广泛的应用前景。
场效应管功率放大器前后级的设计与分析
• 101•真空管由于存在空间电荷传输滞后特性，放大器具有特殊的音色，温暧柔和，尤其是重放人声，表现的醇美剔透，耐人回味无穷，尤以表现人声音乐情感见长。
而晶体管放大器具有犀利的分析力、宽畅的频响和强劲的动态，具有朝气蓬勃、催人奋进的感召力。
场效应管放大器音色介于以上两者之间，既有电子管功放声音细节温暖耐听，具有感染力；低音不浑浊，高音圆润，又兼有晶体管体积小、效率高等优点。
反复比较证明，场效应晶体管的适应范围大，表现力强，除具备胆管的特点外，对铜管乐、交响乐等各种乐器刻画逼真，干净利索，乐感朝气蓬勃，气势磅礴，是音乐爱好者的上佳选择。
在原电路结构的基础上，详细分析了电路参数，对音响爱好者自己开发前后级功放具有一定的指导意义。
1 前级放大器的结构与特点前级放大器结构如图1所示：图1 前级放大电路图前级放大器采用场效应三极管2SK30，T2接成共漏极电路以提高带负载能力。
1.1 静态工作点的确定根据2SK30的输出特性曲线（见图2），当i D=1.2mA附近时，静态工作点位于中部。
根据公式(1)：(1)I DSS为u GS=0时的漏极电流。
U GS(OFF)称为管子的夹断电压。
由图可见，I DSS=2.8mA，U GS(OFF)=-1.6V。
令i D=1.2mA带入公式得到两个解u GS1=-0.6，u GS2=-2.65V，u GS2与题意不符，故舍去。
图2 2SK30的特性曲线图对应地，T2的工作电流也是1.2mA附近，处于最理想的工作状态。
调节2SK30A的机理是：电阻R f3与电压放大倍数成正比，在确定了R f3后，场效应管T1漏极电压（以下称为U D1）11V为最佳，可通过调整R f5的阻值来进行。
值得一提的是，因为设计的是甲类放大器，T1是结型场效应三极管，源极电位设计在+0.6V，对应的漏极电流（以下称为I D1）在1.2mA。
如果U D1低于11V，说明I D1大了，此时应当调大R f 5；如果U D1提高了，说明I D1小了些，此时应当调小R f 5。
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。
三章场效应管放大器
u
GS
(V)
2.N沟道耗尽型MOSFET
在栅极下方旳SiO2层中掺入了大量旳金属正离子。所以当 uGS=0时，这些正离子已经感应出反型层，形成了沟道。
特点：
当0时，就有沟道， 加入uDS，就有iD。 当uGS＞0时，沟道增宽， iD进一步增长。 当uGS＜0时，沟道变窄， iD减小。
（2）夹断电压UP UP 是MOS耗尽型和结型FET旳参数，当uGS=UP时,漏极电流为零。
（3）饱和漏极电流IDSS MOS耗尽型和结型FET, 当uGS=0时所相应旳漏极电流。
（4）输入电阻RGS 结型场效应管，RGS不小于107Ω，MOS场效应管, RGS可达109～1015Ω。
（5） 低频跨导gm gm反应了栅压对漏极电流旳控制作用，单位是mS(毫西门子)。
假如此时加有漏源电压， 就能够形成漏极电流id。
--
s s VDVDDD VGG -g-g
-d-d
id 二氧化硅
二氧化硅
N
+ N
+
N
+ N
+
P衬P衬底底
bb
定义： 开启电压（ UT）——刚刚产生沟道所需旳 栅源电压UGS。
N沟道增强型MOS管旳基本特征： uGS ＜ UT，管子截止， uGS ＞UT，管子导通。 uGS 越大，沟道越宽，在相同旳漏源电压uDS作 用下，漏极电流ID越大。
定义：
源极s 栅极-g 漏极d
-
-
++++++++++++
N+
N
P衬 底
-
衬底b
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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？。