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1、1实验四实验四 场效应管放大器场效应管放大器一、实验目的一、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、实验原理二、实验原理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 31 所示为 N 沟道结图 31 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线型场效应管
2、 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2常数UUIgDS GSD m表 31 列出了 3DJ6F 的典型参数值及测试条件。表 31参数名称饱和漏极电流IDSS（mA）夹断电压UP（V）跨 导gm（A/V）测试条件UDS10V UGS0VUDS10V IDS50AUDS10VIDS3mAf1KHz参数值13.591002、场效应管放大器性能分析图 32 为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点2PGS DSSD)UU(1II中频电压放大倍数 AVgmRLgmRD / RL输入电阻 RiRGRg1 / Rg
3、2输出电阻 RORD式中跨导 gm可由特性曲线用作图法求得，或用公式)UU(1U2IgPGSPDSS m计算。但要注意，计算时 UGS要用静态工作点处之数值。SDDD g2g1g1 SGGSRIURRRUUU3图 32 结型场效应管共源级放大器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
4、UO来计算输入电阻。测量电路如图 33 所示。 图 33 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 R0） ，测量放大器的输出电压 U01AVUS；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4由此可以求出VS ii iV02AURRRUAURUUUR02O102 i式中 R 和 Ri不要相差太大，本实验可取 R100200K。三、实验设备与器件三、实验设备与器件1、12V 直流电源 2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表5、直流电压表 6、结型场效应管 3DJ6F1电阻
5、器、电容器若干。四、实验内容四、实验内容1、静态工作点的测量和调整1)接图 32 连接电路，令 ui0，接通12V 电源，用直流电压表测量UG、US和 UD。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 32。2)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32。表 32测量值计算值UG（V）US（V）UD（V）UDS（V）UGS（V）ID（mA）UDS（V）UGS（V）ID（mA）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5在放大器的输入端加入 f1KHz 的正弦信号 Ui（50100mV）
6、，并用示波器监视输出电压 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 RL10K 时的输出电压 UO（注意：保持 Ui幅值不变） ，记入表 33。表 33测 量 值计 算 值ui和 uO波形Ui（V）UO（V）AVRO（K）AVRO（K）RLRL10K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的测量按图 33 改接实验电路，选择合适大小的输入电压 US（约 50100mV） ，将开关 K 掷向“1” ，测出 R0 时的输出电压 U01，然后将开关掷向“2” ， （接入 R） ，保持 US不变，再测出 U02，根据公式求出 Ri
7、，记入表 34。RUUUR020102 i表 34测 量 值计 算 值U01（V）U02（V）Ri（K）Ri（K）五、实验总结五、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。62、把场效应管放大器与晶体管放大器进行比较，总结场效应管放大器的特点。3、分析测试中的问题，总结实验收获。六、预习要求六、预习要求1、复习有关场效应管部分内容，并分别用图解法与计算法估算管子的静态工作点（根据实验电路参数） ，求出工作点处的跨导 gm。2、场效应管放大器输入回路的电容 C1为什么可以取得小一些（可以取C1=0.1F）？3、在测量场效应管静态工作电压 UGS时， 能否用直流电压表直接并在G、S 两端测量？为什么？4、为什么测量场效应管输入电阻时要用测量输出电压的方法？
