电子技术实验报告-实验5场效应管放大器

电子技术试验报告—试验5应管放大器电子技术试验报告实验名称：场效应管放大器系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：试验报告完成日期：名目\l“_TOC_250004“一、试验目的 4\l“_TOC_250003“二、试验原理 4场效应管的主要特点 4结型场效应管的特性 4自给偏置场效应管放大器 6恒流源负载的场效应管放大器 7场效应管放大器参数测试方法 7\l“_TOC_250002“三、试验仪器 9\l“_TOC_250001“四、试验内容 91.电路搭接 92.静态工作点的调试测量 103.场效应管放大参数测试 11\l“_TOC_250000“五、试验小结 12一、试验目的学习场效应管放大电路设计和调试方法；把握场效应管根本放大电路的设计及调整、测试方法。二、试验原理场效应管的主要特点场效应管是一种电压掌握器件，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，抗辐射力量强，制造工艺简洁，便于大规模集成。因此，场效应管的使用越来越广泛。场效应管按构造可分为MOS型和结型，按沟道分为N沟道和P沟道器件，按零栅压源、漏通断状态分为增加型和耗尽型器件，可依据需要选用。那么，场效应管由于良好接地。结型场效应管的特性转移特性〔掌握特性：反映了管子工作在饱和区时栅极电压VS对漏极电流ID－ID对于VS的关系曲线即为转移特性曲线。如图1所示。由图可知。当VGS=0IDSS，也称为零栅漏电流。使ID=0VGS=VGS(TH)。⑵转移特性可用如下近似公式表示：I ID

DSS

(1 V

)2(当0VGS

V)PGSGS(TH)GSIDSS和VGS(TH)的斜率为：IIVDmGSVD常数它反映了VGSID的掌握力量，是表征场效应管放大作用的重要参数，称为跨异。一般为〔。它可以由式1求得：2I V g DSS 1 GS m V V GS(TH) GS(TH)⑶输出特性〔漏极特性〕反映了漏源电压VDS对漏极电流ID2N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〔截止区VS增加时ID〔恒流VSD〔受控，IDVDS的依靠程度，可以用动态电阻rDS表示为：Vr DSVDS I GSD

常数在一般状况下，rDS在几千欧到几百欧之间。⑶图示仪测试场效应管特性曲线的方法：①连接方法：将场效应管G、D、S分别插入图示仪测试台的B、C、E。②输出特性测试：集电极电源为+10v,功耗限制电阻为1kΩ；X轴置集电极电压1V/度，Y轴置集电极电流0.5mA∕度；与双极型晶体管测试不同为阶梯信号，由于场效0.2V∕度，则可测出场效应管的输出特性，并从特性曲线求出其参数。X0.2V∕效应管的转移特性，并从特性曲线求出其参数。⑷场效应管主要参数测试电路设计：①依据转移特性可知，当VGS=0ID=IDSS3②依据转移特性可知，当ID=0，VGS=VGS(TH)4自给偏置场效应管放大器自给偏置N沟道场效应管共源根本放大器如图5所示，该电路与一般双极型晶体管放大器的偏置不同，它利用漏极电流ID在源极电阻RS上的压降IDRs即：VGSQ=-IDRSNRs作用。该电路主要参数为：RL

=RD‖RL‖rDSRi≈RG恒流源负载的场效应管放大器gm6所示。它利用场效应管工作在饱和区时，静态电阻小、动态电阻较大的特性，在不提高电源电压的状况下，可获得较大的放大倍数。场效应管放大器参数测试方法⑴静态工作点调试：同单极放大器调试方法；⑵电压放大倍数测量：同单极放大器调试方法；⑶放大器频率特性测量：同单极放大器调试方法；⑷输入阻抗测量：放大器输入阻抗为从输入端向放大器看进去的等效阻抗，即：Ri=Vi/Ii该电阻为动态电阻，不能用万用表测量。输入阻抗Ri7测量图中，R为测量Ri所串联在输入回路的电阻〔该电阻可依据理论计算RiRi同数量级而改由测量电压进展换算，即：V V V V VI R S i，则：R i i Ri R R

i I V Vi S i上述测量方法仅适用于放大器输入阻抗远远小于测量仪器输入阻抗条件下。然而，场效应管放大器输入阻抗格外大，上述设计放大器要求：Ri>500kΩ，而毫伏表Ri约1MΩ，故测量将产生较大的误差，同时将引入干扰。故不能用毫伏表测量Vi。同时，由于放大器输出阻抗较小，毫伏表可直接测量。因而承受测量输出电压换算求Ri。当电路不串入RVi1=Vs，输出测量值为：Vo1=Av*Vi1=Av*Vs；i 当电路传入R时，V R i i2 RR iV Av*V

RAv* i VO2 i2

RR Si由于同一放大电路，其放大倍数一样，令上述两式相除进展整理可得：VVR O2 RVi VO1 O25所示，在输入回路不串接R假设输出回路不并接负载RL，则输出测量值为：Vo∞；假设输出回路并接负载RL，则输出测量值为：VOLRo。V V V V V R OI

OL

O1RO VO OL

/R V LOL在上述输入阻抗、输入阻抗测量时，应保证输出波形不失真。三、试验仪器示波器 1台函数信号发生器 1台直流稳压电源 1台数字万用表 1台1台沟通毫伏表 1台四、试验内容电路搭接+12VRs1kΩ电位器。搭接留意事项：①要充分利用面包板的构造，使用完量少的导线。特别留意，面包板中间两排横排2550。②插入电阻电容器时，要留意不要使它们的脚遇到一起，造成短路，尽量分开来，不要穿插。三极管的三只脚中的E、C，可以先弯曲成竖直再插进小孔。③在搭接前，留意检查电器件与滑动变阻器的好坏。④留意识别电阻的色环，不要弄错。⑤留意检查电容器的极性是否接反。23。3静态工作点设计、测量测量测量计算静态工作点实际测量值〔仿真值〕VDQ6.002VVGQ0.20mVVSQ0.5050VIDQ VDS VGS0.9197mA 5.497V -0.5048V6V1.244mV768.705mV0.881mA5.231V-0.7675V实际值计算过程：(试验中由万用表测得)误差分析：(试验中由万用表测得)场效应管元器件制造工艺的定位误差和加工误差，导致原件试验中的元器件实际性能与期望性能存在误差；搭接的试验电路用到的导线和电容电阻等元器件存在误差，且测量时电压值始终不稳定，造成较大的测量误差；所测电压过小，试验用的“四位半”数字表的数据存在测量误差。3.场效应管放大参数测试⑴参照单级放大器参数测试方法，选择适宜的输入信号，自拟试验步骤测量放大倍数。⑵参照输入阻抗测试方法，选择适宜的串接电阻R，自拟试验步骤测量输入阻抗。R=0R=620K试验值R=0R=620K试验值Vi=VS107.28mVVo∞ VOL V011.058V 661mV V02336mV仿真值212.123mV 2.557V 1.542V 1.542V772.436mVf=2kHzVP-P=300mV仿真测试电路：仿真计算过程：试