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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

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常数U△U△IgDSGS

D

m==

表6－1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。

表6－1

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

2

P

GSDSSD)UU(1II-

=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)UU

(1U2IgP

GSPDSSm--

=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

S

DDDg2

g1g1

SGGSRIURRRUUU-+=

-=

VSi

i

iV02AURRRUAU+=

=由此可以求出RUUUR02

O102

i-=

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

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

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

RUUUR02

0102

i-=

求出Ri，记⼊表6－4。

五、实验总结

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