实验3 场效应管放大电路
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。
3场效应管放大电路
三、场效应管放大电路1、当场效应管的漏极直流电流I D从2mA变为4mA时，它的低频跨导gm将。
A.增大B.不变C.减小答案：A2.已知场效应管的输出特性曲线如图P1.22所示，画出它在恒流区的转移特性曲线。
图P1.22解：在场效应管的恒流区作横坐标的垂线〔如解图P1.22（a）所示〕，读出其与各条曲线交点的纵坐标值及U GS值，建立i D＝f（u GS）坐标系，描点，连线，即可得到转移特性曲线，如解图P1.22（b）所示。
解图P1.223.结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R GS大的特点。
（）答案：√4.若耗尽型N沟道MOS管的U GS大于零，则其输入电阻会明显变小。
（）答案：×5.电路如图1.23所示，T的输出特性如图P1.22所示，分析当u I＝4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。
解：根据图P1.22所示T的输出特性可知，其开启电压为5V，根据图P1.23所示电路可知所以u GS＝u I。
当u I＝4V时，u GS小于开启电压，故T截止。
当u I＝8V时，设T工作在恒流区，根据输出特性可知i D≈0.6mA，管压降u DS≈V DD－i D R d≈10V因此，u GD＝u GS－u DS≈－2V，小于开启电压，图P1.23 说明假设成立，即T工作在恒流区。
当u I＝12V时，由于V DD ＝12V，必然使T工作在可变电阻区。
6.U GS＝0V时，能够工作在恒流区的场效应管有。
A. 结型管B. 增强型MOS管C. 耗尽型MOS管答案：A7.电路如图P5.14所示，已知C gs＝C gd＝5pF，g m＝5mS，C1＝C2＝C S＝10μF。
试求f H、f L各约为多少，并写出的表达式。
图P5.14解：f H、f L、的表达式分析如下：：图2图1（5）U GS＝0V时，能够工作在恒流区的场效应管有。
A. 结型管B. 增强型MOS管C. 耗尽型MOS管（5）A C8.一个JFET的转移特性曲线如图题4.1.3所示，试问：1.它是N沟道还是P沟道FET？2.它的夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS各是多少？解由图题4．1．3可见，它是N沟道JFET，其VP＝–4 V，IDSS＝3 mA。
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。
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。
3-场效应管电路仿真
实验三 场效应管电路仿真实验1、结型场效应管构成的共源放大电路如仿真题图3-1所示，输入信号为t v i 10002sin 10π= mV 。
（1） 仿真静态工作点。
（2） 仿真输入电压、漏极电流及负载上的输出电压波形。
（3） 仿真电路的输入电阻、输出电阻、中频增益及频带宽度。
图3-12、结型场效应管组成的分压式偏置电路如图3-2所示，设JFET 模型参数为： .model J2N4393 NJF(Beta=0.2m Betatce=-.5 Rd=1 Rs=1 Lambda=6m Vto=-1.422 + Vtotc=-2.5m Is=205.2f Isr=1.988p N=1 Nr=2 Xti=3 Alpha=20.98u + Vk=123.7 Cgd=4.57p M=.4069 Pb=1 Fc=.5 Cgs=4.06p Kf=123E-18 + Af=1) * National pid=51 case=TO18 * 88-07-13 bam BVmin=40用PSpice 对电路进行交流分析，求出中频区的电压增益。
图3-23、结型场效应管组成的放大电路如图3-3所示，设JFET 的型号取J2N4393，已知输入信号t v i ωsin 10=mV ，试利用PSpice 的瞬态分析求出放大电路中频段的输入电阻和输出电阻。
图3-34、共漏极场效应管放大电路如图3-4所示，JFET 的型号为2N4393，模型参数按默认值。
已知输入信号t v i ωsin =（mV ）， (1) 用PSpice 仿真绘制输出电压o v 的波形(2) 利用PSpice 的交流分析，求出放大电路的中频电压增益。
图3-45、两极放大电路如图3-5所示，场效应管型号为J2N4393，三极管用Q2N2907A 。
当外接负载4=L R k Ω时，试用PSpice 仿真电路的电压增益v A 。
图3-5。
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。
三极管放大实验报告
（一）、实验目的1.对晶体三极管进行实物识别，了解它们的命名方法和主要技术指标；2.学习放大电路动态参数（电压放大倍数等）的测量方法；3.调节电路相关参数，用示波器观测输出波形，对饱和失真失真的情况进行研究；4.通过实验进一步熟悉三极管的使用方法及放大电路的研究方法。
（二）、实验原理一、三极管1. 三极管基本知识三极管，是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。
三极管的分类方式很多，按照材料可分为硅管和锗管；按照结构可分为NPN和PNP；按照功能可分为开关管、功率管、达林顿管、光敏管等；按照功率可分为小功率管、中功率管和大功率管；按照工作频率可分为低频管、高频管和超频管；按照安装方式可分为插件三极管和贴片三极管。
三极管是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，根据排列方式的不同可将三极管分为PNP和NPN两种。
从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN 结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。
基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大。
两种不同类型三极管的表示方式如图1所示，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。
发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。
图1 不同类型三极管表示方式2．三极管放大原理（1）发射区向基区发射电子电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子(自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。
同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。
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郭东亮 中山大学 信息科学与技术学院
场效应管3DJ
• 3DJ6
N沟道场效应管3DJ6管脚图
场效应管2SK163
• 场效应管2SK163管脚图
D与S可互换
万用表管共源放大电路
实验参考电路
实验内容
1. 静态工作点的测量与调整： 电路接好，检查无误之后，先调整ID约等于3mA， 再测量场效应管VG、VD、VS 、 VDS 、VGS 、ID 。 2. 测量放大器电压放大倍数AV。（测量时合上开关 k1、k2） • 由函数发生器输入的正弦信号，调节信号源电压 大小，用二踪示波器观察共漏电路的同相跟随特 性。并在放大器输出电压较大而不失真的条件下 测量 。
3. 测量输入电阻和输出电阻。（测量时需改变开关、 位置），测量条件同上，由换算法测量。
4. 用示波器监视及波形，逐渐增大输入电压，读取 最大不失真输出电压值。