场效应管放大器实验报告.doc

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精选

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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：

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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6－23DJ6F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

表6－1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。

表6－1

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参数名称

饱和漏极电流

IDSS（mA）

夹断电压

UP（V）

跨导

gm（μA/V）

测试条件

UDS＝10V

UGS＝0V

UDS＝10V

IDS＝50μA

UDS＝10V

IDS＝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

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

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U

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S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

由此可以求出

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

关闭系统电源，按图6－1连接电路。

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。

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精选

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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）

ID（mA）

UDS（V）

UGS（V）

ID（mA）

0.161

0.470

3.80

3.39

-0.31

1.03

3.33

-0.309

1.00

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

测量值

计算值

ui和uO波形

Ui（V）

UO（V）

AV

AV

RO（KΩ）

下图所示

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精选

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RL＝∞

0.177

1.42

8.02

8.02

6.15kΩ

RL=4.7K

0.177

0.615

3.47

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