場效應(yīng)管放大器實驗報告

.實驗六場效應(yīng)管放大器一、實驗?zāi)康?、了解結(jié)型場效應(yīng)管的性能和特點2、進一步熟悉放大器動態(tài)參數(shù)的測試方法二、實驗儀器1、雙蹤示波器2、萬用表3、信號發(fā)生器三、實驗原理實驗電路如下圖所示：圖6-1場效應(yīng)管是一種電壓控制型器件。按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)型和絕緣柵型兩種類型。由于場效應(yīng)管柵源之間處于絕緣或反向偏置，所以輸入電阻很高（一般可達上百兆歐）又由于場效應(yīng)管是一種多數(shù)載流子控制器件，因此熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強，噪聲系數(shù)小。加之制造工藝較簡單，便于大規(guī)模集成，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。1、結(jié)型場效應(yīng)管的特性和參數(shù)場效應(yīng)管的特性主要有輸出特性和轉(zhuǎn)移特性。圖62所示為N溝道結(jié)圖62 3DJ6F的輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線型場效應(yīng)管3DJ6F的輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線。 其直流參數(shù)主要有飽和漏極電流IDSS，夾斷電壓UP等；交流參數(shù)主要有低頻跨導(dǎo) 表61列出了3DJ6F的典型參數(shù)值及測試條件。表61參數(shù)名稱飽和漏極電流IDSS（mA）夾斷電壓UP（V）跨 導(dǎo)gm（A/V）測試條件UDS10V UGS0VUDS10V IDS50AUDS10VIDS3mAf1KHz參數(shù)值13.59100 2、場效應(yīng)管放大器性能分析圖61為結(jié)型場效應(yīng)管組成的共源級放大電路。其靜態(tài)工作點 中頻電壓放大倍數(shù)AVgmRLgmRD / RL輸入電阻RiRGRg1 / Rg2輸出電阻 RORD式中跨導(dǎo)gm可由特性曲線用作圖法求得，或用公式 計算。但要注意，計算時UGS要用靜態(tài)工作點處之?dāng)?shù)值。3、輸入電阻的測量方法場效應(yīng)管放大器的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)和輸出電阻的測量方法，與實驗二中晶體管放大器的測量方法相同。其輸入電阻的測量，從原理上講，也可采用實驗二中所述方法，但由于場效應(yīng)管的Ri比較大，如直接測輸入電壓US和Ui，則限于測量儀器的輸入電阻有限，必然會帶來較大的誤差。因此為了減小誤差，常利用被測放大器的隔離作用，通過測量輸出電壓UO來計算輸入電阻。測量電路如圖33所示。 圖33 輸入電阻測量電路在放大器的輸入端串入電阻R，把開關(guān)K擲向位置1（即使R0），測量放大器的輸出電壓U01AVUS；保持US不變，再把K擲向2（即接入R），測量放大器的輸出電壓U02。由于兩次測量中AV和US保持不變，故 由此可以求出 式中R和Ri不要相差太大，本實驗可取R100200K。四、實驗內(nèi)容1、靜態(tài)工作點的測量和調(diào)整1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，按圖61連接電路。2) 調(diào)節(jié)信號源使其輸出頻率為1KHz、峰峰值為200mv的正弦信號Ui，并用示波器同時檢測Uo和Ui的波形，如波形正常放大未失真，則斷開信號源，測量Ug、Us和Ud，把結(jié)果記入表62。3) 若不合適，則適當(dāng)調(diào)整Rg2和RS，調(diào)好后，再測量UG、US和UD 記入表62。表62測量值計算值UG（V）US（V）UD（V）UDS（V）UGS（V）ID（mA）UDS（V）UGS（V）ID（mA）0.1610.4703.803.39-0.311.033.33-0.3091.002、電壓放大倍數(shù)AV的測量1) 關(guān)閉系統(tǒng)電源，按圖61連接電路。2）AV的測量在放大器的輸入端加入頻率為1KHz、峰峰值為500mv的正弦信號Ui，并用示波器同時觀察輸入電壓Ui輸出電壓U0的波形。在輸出電壓U0沒有失真的條件下，用交流毫伏表分別測量RL和RL4.7K時的輸出電壓UO（注意：保持 Ui幅值不變），記入表63。表63 測 量 值計 算 值ui和uO波形Ui（V）UO（V）AVAVRO（K） 下圖所示RL0.1771.428.028.026.15kRL=4.7K0.1770.6153.473.47 用示波器同時觀察ui和uO的波形，描繪出來并分析它們的相位關(guān)系。2)Ri的測量（測量方法同實驗五）按圖6-1連接實驗電路，選擇合適大小的輸入電壓US（約50100mV），使輸出電壓不失真，測出輸出電壓Uo1，然后關(guān)閉系統(tǒng)電源，在輸入端串入5.1K電阻（本電阻數(shù)量級應(yīng)為場效應(yīng)管輸入阻抗在同一數(shù)量級，以避免量化誤差，此處5.1K較小，但無法更改），測出輸出電壓Uo2，根據(jù)公式 求出 Ri，記入表64。 表64測 量 值計 算 值U01（V）U02（V）Ri（K）0.6150.6121.04M五、實驗總結(jié) 通過這次實驗，我們了解結(jié)型場效應(yīng)管的性能和特點，同時進一步熟 悉放大器動態(tài)參數(shù)的測試方法，收獲頗大六、思考題1、場效應(yīng)管放大器輸入回路的電容C1為什么可以取得小一些（可以取C1=0.1 F）？ 答：因為場效應(yīng)管是高阻抗輸入管，所以輸入信號要求小的幅度，否則 將產(chǎn)生大幅度失真的。為了達到最佳匹配，所以輸入耦合電容要選得小 一些2、在測量場效應(yīng)管靜態(tài)工作電壓UGS時， 能否用直流電壓表直接并在G、S 兩端測量？為什么？ 答：在測量場效應(yīng)管靜態(tài)工作電壓UGS時，不能使用萬用表直接并在G， S兩端測量。因為場效應(yīng)管子的各個極性阻抗非常高、受到感應(yīng)的影響 會很大，萬用表的表筆針和人體手指的感應(yīng)會影響工作點的較大變化 3、為什么測量場效應(yīng)管輸入電阻時要用測量輸出電壓的方法？ 答：要測這個放大電路的輸入電阻，本來只要測出輸入電壓Ui和輸入 電流Ii,但是輸入電流過于微小導(dǎo)致計算偏差很大。為了將這個電流量 轉(zhuǎn)換成電壓，于