模电实验三场效应管放大电路实验报告

实验三 场效应管放大电路

班级： 姓名： 学号： 2015.11.25

一、 实验目的

1. 了解结型场效应管的性能和特点。 2．学习场效应管放大电路动态参数的测试方法。

二、 实验仪器及器件

仪器及器件名称 +12V直流稳压电源 函数信号发生器 示波器 数字万用表 结型场效应管 电阻器 电容器 型号 DP832 DG4102 MSO2000A DM3058 2SK163 数量 1 1 1 1 1 若干 若干 三、 实验原理

1、结型场效应管的特性和参数

图3－1为N沟道结型场效应管3DJ6F的输出特性和转移特性曲线。

图3－1 3DJ6F的输出特性和转移特性曲线

低频跨导

gm?

△IDVDS?常数

△VGS1

表3－1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。

表3－1

饱和漏极电流 参数名称 IDSS（mA） 夹断电压 VP（V） 跨 导 gm（μA/V） 测试条件 VDS＝10V VGS＝0V VDS＝10V IDS＝50μA VDS＝10V IDS＝3mA f＝1KHz 参数值 2、场效应管放大电路性能分析

1～3.5 ＜｜－9｜ ＞100 图3－2为结型场效应管组成的共源级放大电路。

图3－2 结型场效应管共源放大电路

静态工作点 VGS＝VG－VS＝

Rg2Rg1?Rg2VDD－IDRS

ID＝IDSS(1－

VGS2

)VP中频电压放大倍数

AV＝－gmRL＇＝－gm RD∥RL

2

输入电阻

Ri ＝RG + Rg1∥Rg2

输出电阻

Ro ≈ RD

跨导 gm＝－

2IDSSV(1－GS) VPVP3、输入电阻的测量方法 图3－3为测量电路图。

图3－3 输入电阻测量电路

Ri＝

VO2R

VO1?VO2四、 实验内容及实验步骤

1、静态工作点的测量和调整

1）按图3－2连接电路，令vi = 0，接通+12V电源，用直流电压表测量VG、 VS和VD。检查静态工作点是否在特性曲线放大区的中间部分。如合适则把结果记入表3－2。、

2）若不合适，则适当调整Rg2和RS，调好后，再测量VG、 VS和VD记入表3－2。

表3－2

测量值 VG (V) 2.832 3

理论计算值 VGS (V) －0.342 VS (V) 3.174 VD (V) 6.988 VDS (V) 3.814 ID(mA) 1.066 VDS (V) 3.815 VGS (V) 0.324 ID(mA) －1.063

2、电压放大倍数AV、输入电阻Ri和输出电阻Ro的测量 1）AV和Ro的测量

在放大电路的输入端加入f = 1KHz正弦信号Vi(≈50～100mV)，并用示波器监视输出电压vo的波形。在输出电压vo没有失真的条件下，用交流毫伏表分别测量RL＝∞和RL＝10KΩ时的输出电压VO（注意：保持 Vi幅值不变），记入表3－3。

表3－3 测量值 RL＝∞ RL＝10KΩ

用示波器同时观察vi和vo的波形，描绘出来并分析它们的相位关系。

2）Ri的测量

按图3－3改接实验电路，选择合适大小的输入电压VS（约50－100mV），将开关K向“1”，测出R=0时的输出电压VO1，然后将开关向“2”，（接入R），保持VS不变，再测出VO2，根据公式

Ri＝

Vi(V) 0.08 0.08 Vi(V) 1.040 0.758 AV 13.0 3.7 9.5 10.4 Ro(KΩ) 理论计算值 AV 15.4 4.7 Ro(KΩ) vi和vo的波形 VO2R 求出Ri，记入表3－4。

VO1?VO2表3－4 测量值 VO1(V) 1.756 VO2(V) 1.598 Ri(KΩ) 1011.4 理论计算值 Ri(KΩ) 1012.2 五、 实验总结

1、整理实验数据，将测得的AV、Ri、Ro和理论计算值进行比较。 RL＝∞ 测量值 理论计算值 13.0 9.4 AV RL＝10KΩ 15.4 10.4 4

Ri(KΩ) 1011.4 1012.2 Ro(KΩ) 3.7 4.7 2、把场效应管放大电路与BJT放大电路进行比较，总结场效应管放大电路的特点。

场效应管放大电路的共源电路、共漏电路、共栅电路分别与三极管放大电路的共射电路、共集电路、共基电路相对应。

共源电路与共射电路均有电压放大作用，即 这两种放大电路可统称为反相电压放大器。

共漏电路与共集电路均没有电压放大作用，即

。在一定条件下可认为

，即

，

，而且输出电压与输入电压相位相反。因此，

而且输出电压与输入电压同相位。因此，可将这两种放大电路称为电压跟随器。

共栅电路和共基电路均有输出电流与输入电流接近相等（

）。为此，可将它们称为电流跟随器。

而且，由于这两种放大电路的输入电流都比较大，因此，它们的输入电阻都比较小。

场效应管放大电路最突出的优点是，共源、共漏和共栅电路的输入电阻高于相应的共射、共集和共基电路的输入电阻。此外，场效应管还有噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强等优于三极管的特点，而且便于集成。

由于场效应管的低频跨导一般比较小，所以场效应管的放大能力比三极管差，如共源电路的电压增益往往小于共射电路的电压增益。

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