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

。

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IDSS，夹断电压UP等；交流参数主要有低频跨导 gm△IDUDS常数 △UGS 表6－1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。

表6－1

饱和漏极电流 IDSS（mA） UDS＝10V UGS＝0V 1～3.5 夹断电压 UP（V） UDS＝10V IDS＝50µA ＜｜－9｜ 跨 导 gm（µA/V） UDS＝10V IDS＝3mA f＝1KHz ＞100 参数名称 测试条件 参数值

。

2

。

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

IDIDSS(1UGSUGUSRg1UDDIDRSRg1Rg2UGS2) UP 中频电压放大倍数 AV＝－gmRL＇＝－gmRD // RL 输入电阻 Ri＝RG＋Rg1 // Rg2 输出电阻 RO≈RD

式中跨导gm可由特性曲线用作图法求得，或用公式 gm2IDSSU(1GS) UPUP计算。但要注意，计算时UGS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Ri比较大，如直接测输入电压US和Ui，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UO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U01＝AVUS；保持US不变，再把K掷向2（即接入R），测量放大器的输出电压U02。由于两次测量中AV和US保持不变，故

。

3

。

U02AVUiRiUSAV 由此可以求出 RRiRiU02R

UO1U02 式中R和Ri不要相差太大，本实验可取R＝100～200KΩ。 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Rg2和RS，调好后，再测量UG、US和UD 记入表

6－2。

表6－2

测量值 计算值 UG（V） US（V） UD（V） UDS（V） UGS（V） I（ UDS（V） UGS（V） I（ DmA）DmA）0.161 0.470 3.80 3.39 -0.31 1.03

2、电压放大倍数AV的测量

1) 关闭系统电源，按图6－1连接电路。 2）AV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Ui，并用示波器同时观察输入电压Ui输出电压U0的波形。在输出电压U0没有失真的条件下，用交流毫伏表分别测量RL＝∞和RL＝4.7KΩ时的输出电压UO（注意：保持 Ui幅值不变），记入表6－3。

表6－3

3.33 -0.309 1.00 。

4

。

测 量 值 Ui（V） UO（V） AV 计 算 值 AV RO（KΩ） ui和uO波形 RL＝∞ 0.177 1.42 8.02 8.02 6.15kΩ 3.47 下图所示 RL=4.7K 0.177 0.615 3.47

用示波器同时观察ui和uO的波形，描绘出来并分析它们的相位关系。 2) Ri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US（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

RiU02R 求出 Ri，记入表6－4。

U01U02 表6－4 测 量 值 U01（V） 0.615

五、实验总结

。

计 算 值 Ri（KΩ） 1.04MΩ U02（V） 0.612 5

。

通过这次实验，我们了解结型场效应管的性能和特点，同时进一步熟 悉放大器动态参数的测试方法，收获颇大 六、思考题

1、场效应管放大器输入回路的电容C1为什么可以取得小一些（可以取C1=0.1 μF）？

答：因为场效应管是高阻抗输入管，所以输入信号要求小的幅度，否则 将产生大幅度失真的。为了达到最佳匹配，所以输入耦合电容要选得小 一些

2、在测量场效应管静态工作电压UGS时， 能否用直流电压表直接并在G、S 两端测量？为什么？

答：在测量场效应管静态工作电压UGS时，不能使用万用表直接并在G， S两端测量。因为场效应管子的各个极性阻抗非常高、受到感应的影响 会很大，万用表的表笔针和人体手指的感应会影响工作点的较大变化 3、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？

答：要测这个放大电路的输入电阻，本来只要测出输入电压Ui和输入 电流Ii,但是输入电流过于微小导致计算偏差很大。为了将这个电流量 转换成电压，于是在输入电路中串联了一个电阻R，这个R的大小应当 和输入电阻的大小相当。这样，输入电流Ii=(Us-Ui)/R,在这里，Us是信

号源输出电压，Ui是放大电路输入端得到的电压，只要测出这两个电 压，就可求出输入电阻了。

。

6

。

欢迎您的下载， 资料仅供参考！

致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等

打造全网一站式需求

。

7