利用场效应管实现放大电路
场效应管放大电路原理
场效应管放大电路原理场效应管放大电路原理1. 介绍场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常用的电子器件，广泛应用于放大、开关和调节电路中。
作为一名文章写手，我将为您详细介绍场效应管放大电路的原理。
2. 场效应管概述场效应管是由源极、栅极和漏极三个主要部分组成的。
其中，栅极与源极之间的电压可以控制漏极电流的大小，从而实现信号的放大和调节。
和双极晶体管相比，场效应管具有输入电阻高、无需偏置电流等优点，因此在电子工程中得到广泛应用。
3. 场效应管放大电路的基本原理场效应管放大电路的基本原理是利用场效应管的特性来放大输入信号。
当输入信号施加在栅极上时，栅极源极间的电压将改变栅极-源极电流的大小，从而改变漏极电流。
根据场效应管工作状态的不同，可分为共源放大器、共漏放大器和共栅放大器三种。
3.1 共源放大器共源放大器是应用最广泛的一种场效应管放大电路。
在共源放大器中，输入信号通过耦合电容施加到栅极上，当信号施加后，栅极-源极电压发生变化，控制栅极-源极电流的大小，进而改变漏极电流。
共源放大器具有放大增益高、输入输出阻抗匹配等特点，适用于多种应用场景。
3.2 共漏放大器共漏放大器是场效应管放大电路的一种重要形式。
在共漏放大器中，漏极连接到电源，源极接地，输入信号通过漏极电阻耦合到栅极。
共漏放大器具有输入电阻高、输出电阻低等特点，适用于对电压放大和阻抗转换要求较高的场合。
3.3 共栅放大器共栅放大器是场效应管放大电路的另一种形式。
在共栅放大器中，信号通过源极电阻耦合到栅极，漏极连接到电源。
共栅放大器具有输入输出阻抗匹配、频率响应宽等特点，适用于高频放大和对输入频率响应要求较高的应用。
4. 实际应用案例场效应管放大电路广泛应用于各种电子设备中。
以音频放大器为例，通过合理选择场效应管的类型和工作点，可以实现对音频信号的放大和调节，保证音频设备的音质。
5. 个人观点和理解场效应管放大电路作为一种常见的放大器，具有输入电阻高、无需偏置电流、放大增益高等技术优点。
场效应管放大电路实验
厦电门子大技学术物实理验与MO机O电C课工程程团学队院
图11-3-1 N沟道结型场效应管转移特性图 11-3-2 N沟道结型场效应管输出特性
实验中，选择合适静态工作点及保证输出电压在不失真的情
况下，用数字万用表测量输入电压有效值Ui和输出电压有效值
Uo，取它们的比值表示电压放大倍数。
U
Au
o
U
i
厦电门子大技学术物实理验与MO机O电C课工程程团学队院
（3）放大电路频率特性。
参照三极管共射放大电路调试方法。
（4）输入电阻测量。
放大电路输入电阻为从输入端向放大电路看进去的等效电阻
当电路接入R 时，
Ui2
Ri Ri
R
US
，
Uo2
Au
U i2
Au
Ri Ri
R
US
测得输出值为：
对于同一放大电路，其放大倍数相同，令上述两式相除进行整理可得：
Ri
Uo2
U o1 U o 2
R
厦电门子大技学术物实理验与MO机O电C课工程程团学队院
（5）输出电阻的测量，如图11-3-5所示，RL为负载电阻。 若输出回路不接RL时，其空载输出电压为UoC； 若输出回路接入RL时，其带载输出电压为UoL；
一、实验目的
1、掌握场效应管基本参数的测试方法。 2、掌握场效应管基本放大电路的调试方法。 3、掌握场效应管基本放大电路的指标参数测量方法。 4、学会用仿真软件对实验电路进行仿真。
怎样使用场效应管进行信号放大
怎样使用场效应管进行信号放大场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常用的半导体器件，广泛应用于电子电路中的信号放大。
它通过控制电场，来改变导电性能，实现对电流的放大和控制。
本文将介绍如何使用场效应管进行信号放大，包括基本原理、电路连接方式、参数选择以及注意事项。
一、基本原理场效应管通过改变栅极电压来控制源漏电流的变化，从而实现信号放大。
其基本原理是通过栅电场中载流子的驱动作用，改变导电层中电流的通道形成与阻断，从而调控漏电流。
FET的主要特点是输入电阻高、输出电阻低、增益稳定，适用于高频放大和开关电路。
二、电路连接方式1. 共源极放大电路共源极放大电路是应用场效应管进行信号放大的基本电路连接方式之一。
如下图所示：[图示：共源极放大电路]在该电路中，场效应管的栅极作为输入端，源极作为输出端，漏极接地。
输入的小信号电压通过C1耦合到栅极，经过放大后，输出信号通过C2耦合到负载电阻RL。
通过调整栅极的直流电压，可以改变输出信号的幅度和极性。
2. 共漏极放大电路共漏极放大电路是另一种常见的场效应管信号放大电路，其连接方式如下图所示：[图示：共漏极放大电路]在该电路中，场效应管的漏极作为输入端，源极作为输出端，栅极接地。
输入信号经过C1耦合到漏极，经过放大后，输出信号通过R2耦合到负载电阻RL。
共漏极放大电路的优点是输入输出阻抗稳定，适用于高频应用。
三、参数选择在选择场效应管进行信号放大时，需考虑以下几个关键参数：1. 静态工作点：栅极电压和漏极电流的选择要保证在合适的工作区域，通常选择在饱和区或放大区工作，确保信号放大的线性度和稳定性。
2. 转导：转导是指单位栅极电压变化时，导通电流的变化量。
转导越大，信号放大效果越好。
3. 空载电压增益：空载电压增益是指输出信号幅度与输入信号幅度的比值。
选择合适的场效应管，可以获得较高的空载电压增益。
4. 输入输出阻抗：输入输出阻抗决定了信号的传输效率和匹配性。
场效应管共源放大器电路
场效应管共源放大器电路场效应管共源放大器是一种常用的放大电路，它具有放大电压的功能。
本文将介绍场效应管共源放大器的原理、特点和应用。
一、场效应管共源放大器的原理场效应管是一种三极管，由栅极、漏极和源极构成。
在共源放大器中，源极是电压信号的输入端，漏极是电压信号的输出端，栅极用于控制场效应管的工作状态。
当在栅极施加一个恒定的直流电压时，栅极和源极之间形成一道正向偏置电压，使得场效应管进入饱和区。
在饱和区，源极电流基本上不受栅极电压的影响，因此可以实现电流信号的放大。
二、场效应管共源放大器的特点1. 输入电阻高：由于场效应管的栅极与源极之间存在一道反向偏置电压，使得输入电阻较大，可以减小输入信号对电路的负载影响。
2. 输出电阻低：场效应管的漏极与源极之间形成一道正向偏置电压，使得输出电阻较低，可以提供较大的输出电流。
3. 放大系数大：场效应管共源放大器的放大系数由栅极电压和源极电压决定，可以通过调节栅极电压来改变放大倍数。
4. 频率响应好：由于场效应管的输入和输出电容较小，因此具有较好的高频响应特性。
三、场效应管共源放大器的应用场效应管共源放大器广泛应用于各种电子设备中，如音频放大器、射频放大器等。
在音频放大器中，场效应管共源放大器可以将微弱的音频信号放大，使得音频信号能够驱动扬声器发出声音。
在射频放大器中，场效应管共源放大器可以将微弱的射频信号放大，使得射频信号能够被传输或接收设备处理。
四、场效应管共源放大器的优缺点场效应管共源放大器具有以下优点：1. 输入电阻高，输出电阻低，适合与其他电路连接；2. 放大系数大，可以放大微弱的信号；3. 频率响应好，适用于高频信号的放大。
然而，场效应管共源放大器也存在一些缺点：1. 由于场效应管的栅极与源极之间存在一道反向偏置电压，输入电压有一定的限制范围；2. 由于场效应管的漏极与源极之间形成一道正向偏置电压，输出电压也有一定的限制范围。
五、总结场效应管共源放大器是一种常用的放大电路，具有输入电阻高、输出电阻低、放大系数大和频率响应好等特点。
MOS场效应管放大电路
2、共源放大电路的分析
• ⑵交流分析 • 再画出交流等效电路:
29
2、共源放大电路的分析
• 再根据等效电路计算交流性能: • ① 电压放大倍数
•
•
UO gmUgs(RD //RL)
•
•
Au
gmUgs(RD
•
// RL)
•gmRL
Ugs
• 电压放大倍数为负值,说明输出电压与输入电压反相。
30
•
研究动态信号时用全微分表示：
13
场效应管的低频小信号等效模型
• 定义:
• 当信号较小时,管子的电压、电流仅在Q点附近变化，可以认 为是线形的，gm与rds近似为常数，用有效值表示：
Id gmUgsr1dsUds
14
场效应管的低频小信号等效模型
• 由此式可画出场效应管的低频小信号等效模型:
• 可见场效应管的低频小信号等效模型比晶体管还要 简单。
0.258//1000
1gmRS//RL 10.258//1000
0.67
55
注意事项
(1) 在 使 用 场 效 应 管 时 , 要 注 意 漏 源 电 压 UDS、漏源电流ID、栅源电压UGS及耗散功率等 值不能超过最大允许值。
(2)场效应管从结构上看漏源两极是对称 的，可以互相调用，但有些产品制作时已将衬 底和源极在内部连在一起，这时漏源两极不能 对换用。
RS
//1 gm
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4、共栅放大电路的分析
• ⑴电路结构 一个共栅放大器的电路图如下:
39
4、共栅放大电路的分析
• ⑵交流性能分析 • 先画出交流通路:
40
4、共栅放大电路的分析
• ⑵交流性能分析 • 再画出交流等效电路:
场效应管放大电路原理
场效应管放大电路原理场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种重要的电子元器件，广泛应用于各种电子设备中。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声、高增益等优点，因此在放大电路中得到了广泛的应用。
场效应管放大电路是一种利用场效应管进行信号放大的电路。
它通过控制场效应管的栅极电压来控制电流的流动，从而实现信号的放大。
下面将详细介绍场效应管放大电路的原理。
场效应管放大电路主要由场效应管、负载电阻、输入电容、输出电容等组成。
其中，场效应管是核心部件，起到放大信号的作用。
负载电阻用于提供输出端的负载，使得输出信号能够正常传递。
输入电容和输出电容则用于对输入信号和输出信号进行耦合。
在场效应管放大电路中，输入信号首先经过输入电容进入场效应管的栅极。
当栅极电压发生变化时，场效应管内部的通道将打开或关闭，从而控制电流的流动。
当栅极电压较低时，场效应管处于截止状态，电流无法通过。
当栅极电压较高时，场效应管处于导通状态，电流可以通过。
当输入信号经过场效应管后，会在负载电阻上产生一个较小的输出电压。
为了放大这个输出电压，需要通过负反馈来增加放大倍数。
具体来说，可以将输出信号通过输出电容耦合到放大器的输入端，然后再将输出信号与输入信号进行比较，从而调整栅极电压，使得输出信号得到放大。
在场效应管放大电路中，需要注意一些问题。
首先是输入阻抗和输出阻抗的匹配问题。
为了使得信号能够正常传递，输入阻抗和输出阻抗需要相互匹配。
其次是稳定性问题。
由于场效应管的工作点受到温度和其他因素的影响，因此需要采取一些措施来保持工作点的稳定性。
最后是频率响应问题。
由于场效应管本身具有一定的频率响应特性，因此在设计放大电路时需要考虑频率响应的影响。
总结起来，场效应管放大电路是一种利用场效应管进行信号放大的电路。
它通过控制场效应管的栅极电压来控制电流的流动，从而实现信号的放大。
在实际应用中，需要注意输入阻抗和输出阻抗的匹配、工作点的稳定性以及频率响应等问题。
项目三场效应管放大电路
项目三场效应管放大电路【技能实训】技能实训1 共源极MOS管放大电路的搭建【任务分析】场效应管和晶体三极管一样，能够实现对信号的放大作用。
如图3-1所示，是由场效应管2N70000组成的共源极放大电路，该电路由分立元件搭建而成，共有15个元器件。
2N7000为N沟道增强型MOS管，本例中采用TO-92封装，将管子平面对着自己，其管脚排列从左往右依次为S、G、D，使用时注意管脚顺序要正确。
该实训要求在洞洞板上搭建该电路，并通电测试其功能，搭建时要求整体布局合理，元器件安装满足工艺要求，焊接质量好。
图3-1 2N70000共源极放大电路原理图【技能要求】1．掌握常用元器件的识别与检测方法。
2．能按照电路原理图的要求，在洞洞板上按所提供的元器件搭建电路，元器件的布局、安装、焊接应符合装配工艺要求。
3．能对搭建好的电路板进行通电调试，使电路工作在最佳状态。
【任务实施】第一步：清点元器件根据电路原理图清点元器件数量，同时对元器件进行识别和检测，将结果填写在表3-1对应的空格中。
表3-1 2N70000放大电路元器件识别和检测表序号名称图中标号数量型号或标称值识别和检测结果质量判定1 场效应管Q1 1 在右图所示的外形示意图中1脚是极，2脚是极，3脚是极，管型是2 电阻R1 1 …………标称值是：测量值是：3 电阻R2 1 …………标称值是：测量值是：4 电阻R3、R4、R5、R6、R75 …………………………………………5 电位器RP1 1 …………标称值是：测量值是：6 电解电容C1 1 …………容量是，耐压值是，长脚是极7 电解电容C2、C3 2 …………………………………………8 发光二极管LED1 1 Φ5(红色) 长脚是极，短脚是极9 防反插座P1 1 2pin 2.54间距…………………………………10 单排针 J1-J7 7 ………………………………………11 绝缘导线…… 1 单芯Φ0.5×400mm…………………………………【技巧提示】1．在清点元器件时，可以做一个元器件清点分类图，具体做法：在一张白纸上贴上双面胶，然后把每一个元器件分类粘贴在双面胶上，并在每一个元器件后注明该元器件的图号及标称值。
MOS管放大电路
同相放大器的特点是输入阻抗低、输出阻抗高，因此具有良好的驱动能力。它通 常由一个运算放大器和两个电阻构成，其输出电压与输入电压成比例，且放大倍 数由两个电阻的比值决定。
差分放大器
总结词
差分放大器是一种用于放大差分信号的电路，其输出信号与两个输入信号之差成正比。
详细描述
差分放大器的特点是抑制共模信号、放大差分信号，因此具有较高的抗干扰性能。它通 常由两个对称的放大电路组成，分别对两个输入信号进行放大，然后通过减法器得到差
易于集成
由于MOSFET是平面结构，易 于集成到集成电路中，有利于 减小放大电路的体积和重量。
MOS管放大电路的应用场景
音频放大
用于放大音频信号，如扬声器、 耳机等。
电源管理
用于调整和放大电源电压，如直流 /直流转换器等。
信号放大
用于放大各种传感器输出的微弱信 号，如压力、温度、光等传感器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
02
输出阻抗匹配的目的是使放大电路的输出信号能够有效地传输到负载，同时避免信号的损失或失真。通过选择适 当的输出阻抗元件，可以使得放大电路的输出阻抗与负载阻抗相匹配。
带宽与增益的权衡
带宽
带宽是指放大电路能够处理的信号频 率范围。在设计和优化MOS管放大电 路时，需要考虑所需的带宽，并选择 适当的元件和电路拓扑以实现所需的 频率响应。
的调节。
电容器
01
电容器是一种储能元件， 由两个平行板中间填充 绝缘介质构成。
02
它具有隔直流通交流的 特性，常用于滤波、耦 合、旁路等电路中。
03
根据介质类型和结构， 电容器可分为固定电容 器和可变电容器两大类。
04
在MOS管放大电路中， 主要使用固定电容器， 用于实现信号耦合和滤 波等功能。
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利用场效应管实现放大电路
一、设计题目
设计一个场效应管放大器，要求电压增益大于40，输出阻抗小与500欧姆，电源电压15V，输出信号峰峰值不小于8 V，非线性失真度小于10%。
二、技术参数要求
1, 要求电压增益大于40
2,输出阻抗小与500欧姆
3,电源电压15V
4,输出信号峰峰值不小于8 V
5,非线性失真度小于10%
三、所用设备、仪器及清单
示波器一个、信号发生器一个、直流稳压电源一个、数字万用表一个、3DJ6F场效应管三个、47μF电容五个、面包板一个、电阻若干。
四、电路图
五、原理介绍
(1)转移特性栅极电压对漏极电流的控制作用称为转移特性，若用曲线表示，该曲线就称为转移特性曲线。
它的定义是：漏极电压UDS恒定时，漏极电流ID同栅极电压UGS的关系，即结型场效应管的转移特性曲线如图所示。
图中的Up为夹断电压，此时源极与漏极间的电阻趋于无穷大，管子截止。
在UP电压之后，若继续增大UGS就可能会出现反向击穿现象而损坏管子。
(2)输出特性UDS与ID的关系称为输出特性，若用曲线表示，该曲线就称为输出特性曲线。
它的定义是：当栅极电压UGS恒定时，ID随UDS的变化关系，即结型场效应管的输出特性曲线如图所示。
结型场效应管的输出特性曲线分为三个区，即可变电阻区、饱和区及击穿区。
当UDS较小时，是曲线的上升部分，它基本上是通过原点的一条直线，这时可以把管子看成是一个可变电阻。
当UDS增加到一定程度后，就会产生预夹断，因此尽管UDS再增加，但IS基本不变。
因此预夹断点的轨迹就是两种工作状态的分界线。
把曲线上UDS=UGS-UP的点连接起来，便可得到预夹断时的轨迹。
轨迹左边对应不同UGS值的各条直线，通称为可变电阻区；
轨迹右边的水平直线区称为饱和区，结型场效应管作放大用时，一般都工作在饱和区。
(3)结型场效应管的放大作用结型场效应管的放大作用一般指的是电压放大作用，可以通过图所示电路来说明这一作用。
当把变化的电压加入输入回路时，将引起漏极电流的变化。
如果负载电阻RL选得合适，就完全可以使输出端的电压变化比输入端的电压变化大许多倍，这样电压便得到了放大。
六、相关理论介绍
1共源级放大电路
基本构造：
参数计算：
特点：电压增益高，且输出电压与输入电压反相，输入电阻大，输出电阻主要由Rd决定。
2共漏级放大电路
基本构造：除输出级不同外，其余构造与共原级相似。
电压增益：A=（g •Rs）/（1+g •Rs）
输入电阻：Ri=Rg1‖Rg2
输出电阻：Ro=Rs‖1/g
特点：电压增益接近于1，输出电压与输入电压同相，输入电阻大，输出电阻小。
3多级放大电路
A，多级放大电路的级间耦合方式：阻容耦合，变压器耦合，直接耦合，光电耦合。
其中直接耦合特点：a，既可以放大交流信号，也可以放大直流和变化非常缓慢的信号；链
路简单，便于集成，所以集成电路多采用这种耦合方式。
b，需要电位偏移电路，以满足稳定各级静态工作点的需要。
c，存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这两个问题。
B,多级放大电路的分析和计算：
a，电压增益：多级放大电路的分析和计算与单级放大器的分析方法基本相同。
一个n级级联的放大器，架设个记得电压放大倍数分别为A1,A2,A3, …An，则总的电压放大倍数为
A=Vo/Vi=Vo1/Vi1 •Vo2/Vi2 •Vo3/Vi3…Von/Vin=A1A2A3…An 在计算每集电压增益是，必须考虑前后级之间的影响，即前级放大器为后级放大器的信号源，后级放大器是前级放大器的负载，例如Rl1=Ri2,Rl’=Rc1‖Ri2。
b，输入电阻和输出电阻:多级放大电路的输入阻抗Ri就是第一级放大电路的输入阻抗；多级放大电路的输出电阻Ro就是末级放大电路的输出电阻。
七、测试数据分析
电压增益Av≈输出信号峰峰值Vpp≈输出电阻Ro=
八、调试中遇到的问题及解决方法介绍
问题一：测量夹断电压的电路连接
解决方法：将直流信号源与输入端直接连接，达到固定电压与可变电阻器的串联形成的效果，
减少原件个数，减小误差。
问题二：电压放大倍数达不到要求。
解决方法：原采用两级放大，因实际情况放大倍数只有倍，后改为三级放大，虽然没有达到要求的40倍，但已接近35倍左右，实验结果较为理想。
九、课程设计总结
对于结型场效应管的分析总结如下：
1.可变电阻区域（非饱和）：当Uds=0或者很小的时候，耗尽层几乎不受漏源间电压的影响，只受到栅源间电压的影响，当|Ugs|曾大时，耗尽曾跟着增宽，体现在电气特性上就是漏源之间的电阻增大；这就是预夹断之间的特性；
2.恒流特性（饱和）：预夹断以后到夹断之间的电气特性，当Ugs电压为一个在Ugs(off)~~0v 范围内的一个定值，则电流id并不随Uds的变化而变化，电压Uds的增加的同时耗尽层也在增加，即DS之间的电阻也在增加，id=Uds/Rds 从而体现出来的特性就是id是一恒定的值（有小幅度的增加，但是基本恒定），此管若用作放大管用需要工作在此区间，原因是:在此区间Uds对电流的影响是很小的（恒流特性），它可以看成是只受到Ugs控制的电流源，当Uds在此区间一定时，电流随|Ugs|曾大而增大，所以他是电压控制电流的放大元件（三极管是电流控制电流的放大元件）；
3. 夹断区域(截止) 当|Ugs|>|Ugs(off)|时候id几乎等于0；
4.击穿区域：当Uds达到一定的程度的电压时候栅—漏间耗尽层破坏，id骤然增大。
刻理解电源控制元件和电流控制元件的区别。