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实验五 场效应管放大器 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、预习要求 1、查找有关参考书，根据本实验的设计范例，按要求进行电路设计。 2、对设计好的电路进行Multism （EWB）或PSpice 仿真，并根据实验内容的要求，参考上次 实验的测量表格，将静态工作点、输入、输出电阻和放大倍数等仿真结果列表填写（注意， 输入电阻的测量方法和基本放大器的不一样，请认真阅读本实验输入电阻测量的相关内容）。 3、根据要求，将漏极电阻RD 改为恒流源负载后，重复步骤 2 的要求。 三、实验报告 1、写出设计思路，画出实验电路图。 2、设计表格列出仿真结果。 3、设计表格填写有关测量参数。 4、回答课后思考题 四、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、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 VGS 对漏极电流 ID 的控制 作用。当满足|V ||V |-|V |时，I 对于 V 的关系曲线即为转移特性曲线。如图1所示。由 DS GS P D GS 图可知，当VGS =0 时的漏极电流即为漏极饱和和电流 IDSS ，也称为零栅漏电流，使ID =0 时 所对应的栅源电压，称为夹断电压 V =V 。 GS P （2）转移特性可用如下近似公式表示： VGS 2 I I （1- ） (当0 ≥V ≥V ) 式 1 D DSS GS P VP 这样，只要 IDSS 和 VP 确定，就可以把转移特性上的其它点估算出来。转移特性的斜率为： ΔID g = |V = 常数 式2 m DS ΔVGS 104 它反映了 VGS 对 ID 的控制能力，是表征场效应管放大主用的重要参数，称为跨导。一般为 0.1～5mS(mA/V)。它可以由式 1 求得： 2IDSS VGS gm=  (1  ) 式 3 VP VP 输出特性（漏极特性）反映了漏源电压 VDS 对漏极电流 ID 的控制作用。 图2 为N 沟道场效应管的典型漏极特性曲线。 由图可见，曲线分为三个区域，即Ⅰ区（可变电阻区）、Ⅱ区（饱和区）、Ⅲ区（击穿 区）。饱和区的特点是 VDS 增加时 ID 不变（恒流），而 VGS 变化时，ID 随之变化（受控），管 子相当于一个受控恒流源。实际曲线，对于确定的 VGS 值，随着 VDS 的增加，ID 有很小的增 加。ID 对 VDS 的依赖程度，可以用动态电阻rDS 表示为： ΔVDS rDS= （ΔVDS ）/ （ΔID ）|VGS = 常数 式4 ΔID 在一般情况下，rDS 在几千欧到几百千欧之间。 图1 N沟道场效应管转移特性 图2 N沟道场效应管输出特性 3、自给