(实验六)结型场效应管放大电路
场效应管放大器实验报告
一、实验目的1. 了解场效应管的基本特性和工作原理。
2. 掌握场效应管放大器的设计与调试方法。
3. 学习测量场效应管放大器的各项性能参数。
二、实验原理场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种电压控制器件，具有输入阻抗高、动态范围大、热稳定性好、抗辐射能力强等优点。
根据结构，场效应管可分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（IGFET）。
1. 结型场效应管（JFET）：JFET是一种三端器件，包括源极（S）、漏极（D）和栅极（G）。
其工作原理是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流。
2. 绝缘栅型场效应管（IGFET）：IGFET是一种四端器件，包括源极（S）、漏极（D）、栅极（G）和衬底。
其工作原理是利用感应电荷的多少来控制导电沟道的宽窄，从而控制电流的大小。
场效应管放大器主要由输入级、中间级和输出级组成。
输入级主要起信号放大作用，中间级主要起信号传递作用，输出级主要起功率放大作用。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：包含电源、示波器、信号发生器等。
2. 场效应管：JFET、IGFET各一只。
3. 电阻、电容、电感等电子元件。
4. 接线板、导线等。
四、实验步骤1. 搭建场效应管放大电路，包括输入级、中间级和输出级。
2. 调整电路参数，使放大器处于正常工作状态。
3. 使用示波器观察放大器的输出波形，分析放大器的性能。
4. 测量放大器的各项性能参数，如增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗等。
五、实验结果与分析1. 放大器输出波形通过示波器观察，放大器输出波形基本符合预期，说明放大器能够正常工作。
2. 放大器性能参数（1）增益：通过测量输入信号和输出信号的幅度，计算得到放大器的增益为20dB。
（2）带宽：通过测量放大器的-3dB带宽，得到放大器的带宽为1MHz。
（3）输入阻抗：通过测量放大器输入端电压和电流，计算得到放大器的输入阻抗为1kΩ。
（4）输出阻抗：通过测量放大器输出端电压和电流，计算得到放大器的输出阻抗为50Ω。
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。
场效应管放大电路
场效应管放大电路
一、实验要求
(1)建立场效应管放大电路。
(2)分析场效应管放大电路的性能
二、实验内容
(1)建立结型场效应管共源放大电路。
结型场效应管取理想模式。
用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号。
(2)打开仿真开关，用示波器观察场效应管放大电路的输入波形和输出波形。
测量输出波形的幅值，计算电压放大倍数。
(3)建立如图3-3所示的场效应管放大电路的直流通路。
打开仿真开关，利用电压表和电流表测量电路静态参数。
三、实验电路原理图
结型场效应管共源放大电路
场效应管放大电路的直流通路
四、实验结果及分析
1、函数信号发生器
输入信号输出信号波形：
分析：
共源放大电路的电压放大倍数为10。
输出波形的幅值为100mv。
2、场效应管放大电路的直流通路大电路的直流通路
分析：
根据实验数据可得，场效应管的漏源电压为15.076V，栅源电压为0.411V，漏极电流为0。
.05mA。
电压表和电流表测到的栅源电压，漏源电压，漏极电流。
五、实验结论
与双极型晶体管放大电路的共发射极、共集电极和共基极电路相对应，场效应管放大电路也有三种基本组态：共源电路、共漏电路、共栅电路。
其电路结构与分析方法与双极型晶体管放大电路类似。
结型场效应管及其放大电路
一、场效应管概述
4、场效应管的测试
1、结型场效应管的管脚识别： 场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于 R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ 时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管， 另外一极是屏蔽极（使用中接地）。 2、判定栅极 用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是 正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。 制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以 区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小， 测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。 3、估测场效应管的放大能力 将万用表拨到R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时 表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的 放大作用，UDS和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手 捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。 由于人体感应的50Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极 时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。少数的管子RDS减小，使表针向右摆动，多数管子的RDS增大，表针向 左摆动。无论表针的摆动方向如何，只要能有明显地摆动，就说明管子具有放大能力。 本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止 人体感应电荷直接加到栅极上，将管子损坏。 MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将 G-S极间短路一下即可。
结型场效应管的实验报告
一、实验目的1. 了解结型场效应管（JFET）的结构、原理及工作特性；2. 掌握结型场效应管的基本放大电路设计、搭建和调试方法；3. 学习结型场效应管放大电路动态参数的测试方法。
二、实验原理1. 结型场效应管（JFET）是一种单极型场效应管，其基本结构由p-n结栅极、源极和漏极组成。
JFET有n沟道和p沟道两种类型，其中n沟道JFET以N型半导体为衬底，p沟道JFET以P型半导体为衬底。
2. JFET的工作原理是：当栅极电压为负值时，p-n结反向偏置，形成导电沟道；当栅极电压为正值时，p-n结正偏置，导电沟道被夹断。
通过改变栅极电压，可以控制源极与漏极之间的电流。
3. JFET放大电路主要采用共源极放大电路，其特点是输入阻抗高、输出阻抗低、电压增益高。
JFET放大电路的动态参数包括：输入电阻、输出电阻、电压增益、输入电容、输出电容等。
三、实验仪器与设备1. 实验电路板：包括JFET、电阻、电容、电源、信号发生器、示波器等；2. 信号发生器：提供输入信号；3. 示波器：观察输出波形；4. 数字万用表：测量电压、电流等参数；5. 实验电源：提供稳定电压。
四、实验内容及步骤1. 搭建JFET共源极放大电路，如图所示。
2. 调整电路参数，使JFET工作在放大状态。
3. 测量电路的静态工作点，包括栅极电压VGS、漏极电压VDS和漏极电流ID。
4. 输入信号，调整信号幅度和频率，观察输出波形。
5. 测量电路的动态参数，包括输入电阻、输出电阻、电压增益、输入电容、输出电容等。
6. 分析实验结果，验证JFET放大电路的性能。
五、实验结果与分析1. 静态工作点测量结果：VGS = -2VVDS = 10VID = 2mA2. 动态参数测量结果：输入电阻Ri = 1.5kΩ输出电阻Ro = 5kΩ电压增益AV = 20输入电容Ci = 100pF输出电容Co = 500pF3. 分析：（1）JFET共源极放大电路在静态工作点附近具有良好的线性放大特性；（2）输入电阻较高，有利于信号源负载；（3）电压增益较高，适用于信号放大；（4）输入电容和输出电容较小，有利于高频信号放大。
场效应管放大器实验报告
场效应管放大器实验报告场效应管放大器实验报告引言：场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种广泛应用于电子设备中的三极管。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声和低失真等优点，因此在放大器电路中得到了广泛应用。
本实验旨在通过搭建场效应管放大器电路，探究其性能特点和工作原理。
一、实验目的本实验的主要目的是研究场效应管放大器的工作原理和性能特点，包括输入输出特性、放大倍数、频率响应等。
二、实验原理场效应管是一种三极管，由栅极、漏极和源极组成。
其工作原理是通过栅极电压的变化来控制漏极-源极之间的电流，从而实现信号的放大。
场效应管有不同的类型，包括MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和JFET（结型场效应管）。
本实验采用JFET作为放大器的核心元件。
三、实验器材和电路图实验器材包括JFET、电阻、电容、信号发生器、示波器等。
电路图如下所示。
（此处省略电路图的描述）四、实验步骤与结果1. 搭建电路：根据电路图连接JFET、电阻和电容等元件，接入信号发生器和示波器。
2. 测量输入输出特性：通过调节信号发生器的频率和幅度，测量不同输入电压下的输出电压并记录。
3. 测量放大倍数：固定输入电压，测量输出电压，并计算放大倍数。
4. 测量频率响应：在一定的输入电压下，改变信号发生器的频率，测量输出电压的变化，并绘制频率响应曲线。
根据实验步骤，我们进行了一系列的实验测量，并得到了以下结果。
（此处省略实验结果的具体数值和图表）五、实验分析与讨论通过实验测量，我们可以得到场效应管放大器的输入输出特性曲线、放大倍数曲线以及频率响应曲线。
根据实验结果，我们可以进行以下分析和讨论。
1. 输入输出特性曲线显示了场效应管放大器的非线性特点。
随着输入电压的增大，输出电压也会相应增大，但是当输入电压达到一定值后，输出电压将不再线性增大。
2. 放大倍数曲线显示了场效应管放大器的放大效果。
我们可以通过计算不同输入电压下的输出电压比值来得到放大倍数。
结型场效应管放大电路
电路分析实验报告结型场效应管放大电路一、实验摘要通过对实验箱上结型场效应管的测试，认识N沟道JFET场效应管的电压放大特性和开关特性。
通过使用输出电压相等法对场效应管输入电阻进行测量。
二、实验环境模拟电路试验箱函数信号发生器示波器万用表电位器三、实验原理JFET是在同一块N形半导体上制作两个高掺杂的P区，并将它们连接在一起，所引出的电极称为栅极g，N型半导体两端分别引出两个电极，分别称为漏极d，源极s。
结型场效应晶体管是一种具有放大功能的三端有源器件。
N沟道结型场效应管当在漏极D和源极S之间加上电源后，则在N型沟道中产生从漏极流向源极的电流。
由PN结的特性可知，若在栅极G和源极S间加上负电压，PN结的宽度增加，且负电压越大，PN结就越宽，造成沟道变窄，沟道电阻变大，因此只要改变偏压便可控制漏极电流的大小。
四、实验步骤在模电试验箱对应模块上连接电路500mVpp，2kHz 调节信号发生器，调节电位器，使波形不失真和饱和失真外接一个大电阻，用输出电压相等法测量输入电阻五、实验数据不失真U in=520mV U out=3.9V 放大倍数7.5 V GS=-0.13061V V DS=4.3847V I D=0.43099mA饱和失真V GS=-0.06981V V DS=1.84925VI D=0.43092mA不接680kΩ电阻时：U in=500mV U out=3.43V接680kΩ电阻时：U in=780mV U out=3.43V输入电阻=1214.29kΩ=1.21MΩ六、实验总结在本次实验中了解到了结型场效应管放大特性。
掌握了用输出电压相等法测量输入电阻的方法。
结型场效应管及其放大电路
MOS（Metal Oxide Semiconductor）
vGS=0，iD=0，为增强型管； vGS=0，iD0，为耗尽型管（有初始沟道）。
一、场效应管概述
2、符号：
一、场效应管概述
3、场效应三极管的型号命名方法 ：
现行有两种命名方法
第一种命名方法： 与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O 代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料，D是P型硅， 反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。 例如：3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘 栅型N沟道场效应三极管。
对于n沟道各极间的外加电压变为ugs漏源之间加正向电压即uds当gs两极间电压ugs改变时沟道两侧耗尽层的宽度也随着改变由于沟道宽度的变化导致沟道电阻值的改变从而实现了利用电压ugs场效应管工作原理二结型场效应管二结型场效应管场效应管两侧的pn结均处于零偏置形成两个耗尽层如图a所示
第八章：场效应管
一、场效应管概述 二、结型场效应管结构与原理 三、结型场效应管放大器 四、MOS场效应管介绍
2、判定栅极 用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是
正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。 制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以
区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，
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实验六 结型场效应管放大电路
一．实验摘要
通过对实验箱上结型场效应管的测试，认识N 沟道JFET 场效应管的电压放大特性和开关特性。
给MOS 管放大电路加输入信号为：正弦波，Vpp=200mV-500mV ，f=2Khz 。
测量输入电阻时，输入端的参考电阻Rs=680K 。
二．实验主要仪器
三极管，万用表，示波器，信号源及其他电子元件。
三．实验原理
场效应管放大器性能分析
图6－1为结型场效应管组成的共源级放大电路。
其静态工作点
2
P
GS DSS D )U U (1I I -
= 中频电压放大倍数 A V ＝－g m R L ＇＝－g m R D // R L 输入电阻 R i ＝R G ＋R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D
式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得，或用公式 )U U
(1U 2I g P
GS P DSS m --
= 计算。
但要注意，计算时U GS 要用静态工作点处之数值。
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
S
D DD g2
g1g1
S G GS R I U R R R U U U -+=
-=
用实验二中所述方法，但由于场效应管的R i 比较大，如直接测输入电压U S 和U i ，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U O 来计算输入电阻。
测量电路如图所示。
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R ＝0），测量放大器的输出电压U 01＝A V U S ；保持U S 不变，再把K 掷向2（即接入R ），测量放大器的输出电压U 02。
由于两次测量中A V 和U S 保持不变，故
V S i
i
i V 02A U R R R U A U +=
= 由此可以求出 R U U U R 02
O102
i -=
四．实验步骤
1.检测实验所用三极管及示波器是否能够正常使用；
2.由于电路图已经搭建好，接通信号源，连接示波器；
3.调节电路板上的旋钮，使波形先后处于截止，饱和的状态，测量此时的GS V 、
DS V 和3R V ；
4.调节电路板上的旋钮，使波形处于既不截止又不饱和的状态，测量输入电阻。
五．实验数据
截止失真状态
GS V DS V 3R V 0.711V
10.72V
15.3mV
饱和失真状态
GS V DS V 3R V 0.536V
3.40V
10.4mV
临界不失真状态
未接入取样电阻
输入 输出 Vpp/V 2.5V 8.48V 接入取样电阻
输入 输出 Vpp/V
4.4V 8.48V
Ω=*-=
894.74k 100
取样
输入R V V V R
六．实验总结
通过本次试验，对场效应管的的放大效应有了进一步的认识，同时对于场效应管与三极管输入电阻的比较有了一定的认识。