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1、实验五场效应管放大器实验目的1. 了解场效应管共源极放大器的性能特点。2 .掌握放大器主要性能指标的测试方法。预习要求1 .复习场效应管共源极放大器的工作原理。2 .熟悉本实验中测量 Au、Ri、Ro、fL、fH的方法。三. 实验原理场效应管共源极放大器具有以下特点：输入阻抗高，电压放大倍数较小。X +UDDD “十|f-图1自偏压式场效应管共源极放大器场效应管在组成放大器时，需要由偏置 电路建立一个合适又稳定的静态工作点，由 于场效应管是电压控制器件，因此，它只需 要给栅极加上合适的偏压，一般采用自给偏 压的方法给栅极加上合适的偏压。如图1所示的共源极放大器就是由 N沟道结型场效应 管构成的
2、自给偏压电路。即Ug = 0。对结型场效应管来说，即使在Ugs由于栅极电流Ig近似为零，所以栅极电 阻Rg上的压降近似为零， 栅极G与地同电位,=0时，也存在漏极电流Id，因此在没有外加栅极电源的情况下，仍然有静态电流Idq流经源极电阻Rs,在源极电阻Rs上产生压降Us ( Us= Idq Rs),使源极电位为正，结果在栅极 与源极间形成一个负偏置电压：Ugsq = Ugq _Usq = dqRs这个偏置电压是由场效应管本身的电流为了减小Rs对交流信号的影响，可在(1)Idq产生的，所以称为自给偏压。Rs两端并联一个交流旁路电容Cs。四. 场效应管共源极放大器的直流与交流参数1 场效应管共源极
3、放大器的直流参数为了使放大器正常工作，必须对场效应管放大器设置合适的静态工作点，场效应管放大 器的静态工作点是指直流量UGSQ、IDQ和UDSQ。静态工作点可米用图解法或计算法确定。在本实验中采用计算法来确定静态工作点。(2)根据图1电路可得到如下静态时的关系式。Udsq=Udd Tdq ( Rs + Rd)U gsq= Tdq Rs(3)U GSQ 2I DQ - I DSS (1 )( 4)U P将已知的Udd、Rs、Rd、Up和Idss代入以上方程，联立求解，就可算出静态工作点 UgsqIdq和Udsq ( Up和Idss分别为夹断电压和漏极饱和电流)。2 .场效应管共源极放大器的交流参
4、数场效应管共源极放大器的交流参数可由下几个式子求出：(1) 电压放大倍数 Au：Au gm(RdRLrDS)： r(RdRL)Ui(5)其中负号表示输出电压的相位与输入电压相反，DS (约为几十千欧)是场效应管的动态电阻。由于结型场效应管的 gm较小，若要提高电压放大倍数，则应增大Rd和Rl，相应地也要提高电源电压 U DD的值。(2) 输入电阻Ri :(3) 输出电阻Ro :R 二牛=RgIiRo = Rd DSRd(7)五. 实验仪器设备名称型号或规格数量示波器日立V 2521直流稳压电源JWD 21函数信号发生器GFG 8020G (或 8016G)1晶体管毫伏表DA 161万用表YX
5、960TR或其它型号1六. 实验内容及测试方法Id1 .测量夹断电压Up按图2所示连接电路，改变 Ugs的大小,Uds=10V使Id=50卩A。此时测出Ugs的值就得到夹断 电压Up的值。即此时的Ugs = Up。结型场效G匚SU应管的Up为负，其绝对值一般小于9伏。2 .测量漏极饱和电流Idss按图3所示连接电路，Ugs = 0 , Uds = 10V , 此时测出的漏极电流就是饱和漏极电流I DSS。3DJ6 型的 Idss 10mA。3 在本实验中取 Idq = 1.5mA ,面测出来的夹断电压 Up、饱和电流将I DQ和上1DSS代入(4)式中，求出 Ugsq。21 DSQ4 按图4
6、(图中元件值分别取：然后利用公式：gm U GSQ1 -UpRd =3kRL=20k, Rg=1 M , Rs=100,Rwi=1kUdd=12V , C1= 0.1 心 C2=10 订 Cs=100 F)在实验板上安装和连接电路，检查无误后，接 通直流电源，然后调节 Rwi使Rd两端的电压 为4.5V，则场效应管放大器的静态工作电流：|_ U Rdi dq 一Rd求出跨导gm。+ U DDPRcC2S 仃RsCs二RLRwi1Ui RgUo4 53=3荷九5 10 A图4场效应管共源极放大器5测量场效应管放大器的电压放大倍数Uo。输入f =1kHz , Ui = 20mV的正弦波信号，用毫伏
7、表在放大器的输出端测量输出电压按下式算出电压放大倍数:AuUi将上面算出的Au值与用(5)式算出的电压放大倍数相比较。0图5场效应管放大器输入电阻测量电路6 测量场效应管放大器的输入电阻Ri：按图5所示连接电路，先将输入信号Ui = 20mV接到放大器的输入端，将开关Si板向1点，测出此时放大器的输出电压Uo；然后将开关Si板向2点，在放大器的输入端串接一个电位器 Rw2，输入信号电压Ui = 20mV接到电位器 Rw2的一端，调节Rw2，使放大器的输出电压 U o下降到Ui接1点时输出电压Uo的一半，即U 0 = Uo/2。接着去掉输入信号 Ui，用万用表的10k 档测量电位器Rw2的电阻值
8、,该阻值就是放大器的输入电阻Ri o7 测量场效应管放大器的输出电阻 按图6所示连接电路，保持输入电压Ui = 20mV ,将开关S2断开，测出放 大器不接负载时的输出电压Uo；然后将开关S2接通，在放大器的输出端接上 一个电位器rW3，调节rW3使放大器的 输出电压U。下降到开关S2断开时输出 电压Uo的一半，即U o = Uo/2o然后再 将开关S2断开，用万用表的1k （或 100）档测量电位器 RW3的电阻值，该图6场效应管放大器输出阻抗测量电路阻值就是放大器的输出电阻Roo8 用示波器测量放大器的上、下限频率：（Rw3 =10k ）调节Rw1，使Idq = 3mA，输入f = 1kH
9、z、Ui = 20mV的正弦波信号，用示波器测出放大 器的输出电压 Uo。调节示波器的“ V/div ”及其微调旋钮，使放大器输出波形的高度正好为 五格。然后保持输入信号 Ui = 20mV不变，逐渐升高放大器输入信号的频率，则输出波形的 高度将会随着信号频率的升高而逐渐降低，当输出波形的高度降到原来高度的0.7时（即3.5格），信号发生器上所显示的频率就是被测放大器的上限频率fH用同样的方法，从1kHz开始，使放大器输出波形的高度正好为五格，保持输入信号Ui = 20mV不变。然后逐渐降低输入信号的频率，当输出波形的高度降到原来高度的0.7时（即 3.5格），信号发生器上所显示的频率就是被测放大器的下限频率fL 放大器的频带宽度为:BW = f = f H fL七. 实验报告要求1 .实验目的2. 实验仪器3 .标有元件值的电路原理图4 .各项指标参数的测量步骤5.实验数据处理与实验结果分析6 .说明本实验中测量 Ri、Ro的原理。八. 思考题1 如何用万用表判断场效应管管脚？2如何利用图示仪测量场效应管的转移特性。3.
