场效应管放大器
共栅级放大器特点
共栅级放大器是一种常见的场效应管放大器电路，具有以下特点：
1.高输入阻抗：共栅级放大器的输入端为栅极，其输入阻抗相对较高，可以有效地避免对
信号源的干扰，使得输入信号能够更好地传递到放大器。
2.低输出阻抗：共栅级放大器的输出端为源极，由于源极是直接与负载相连的，所以输出
阻抗相对较低，能够提供较大的输出电流和较低的输出电压波动。
3.增益稳定：由于共栅级放大器采用反馈连接，输出信号的一部分被反馈到输入端，从而
可以在一定程度上稳定增益。
这有助于减小放大器的变化和非线性失真，提高整体的放大器性能。
4.宽频带：共栅级放大器的频率响应较宽，能够传输较高频率的信号。
这使得它在高频放
大器和频率多路复用等应用中有着重要的作用。
5.输入输出相位一致：共栅级放大器的输入与输出之间相位差非常小，几乎可以认为是相
位一致的，这对于一些特定应用，如振荡器和反馈系统非常重要。
需要注意的是，共栅级放大器也具有一些缺点，例如较低的增益、较高的噪声系数和较高的输入电容。
因此，在实际设计中，需要综合考虑各种因素，并根据具体的应用需求进行选择和优化。
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。
场效应管的作用
场效应管的作用
场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常见的
半导体器件，主要用于信号放大、开关和电流调节等电路中。
该器件具有高输入阻抗、低输出阻抗和高频率响应等优点，被广泛应用于各种电子设备和系统中。
作为信号放大器，场效应管能够将输入信号放大到较大的幅度，从而实现信号的增强。
其工作原理是通过控制栅极-源极电压
的变化来调节导通区的导电性，进而控制源-漏极电流的大小。
根据不同的工作模式，场效应管可以分为三种类型：增强型、耗尽型和共源型。
其中，增强型场效应管是最常用的一种，其栅极-源极电压增大时，源-漏极电流也随之增大。
在开关电路中，场效应管起到实现开关控制的作用。
当正向偏置电压施加在栅极上时，场效应管处于导通状态，电流可以从源极流向漏极；当负向偏置电压施加在栅极上时，场效应管处于截止状态，电流无法通过。
通过改变栅极-源极电压的大小，可以实现对开关状态的控制，从而实现对电路的开关操作。
此外，场效应管还可以用作电流调节器。
通过调节栅极-源极
电压的大小，可以改变场效应管的导通区大小，从而实现对电流的调节。
这在一些需要电流变化的电路中非常有用，如电源电流的稳定控制、LED亮度调节等。
总之，场效应管作为一种重要的半导体器件，在电子电路中发挥着重要的作用。
它具有高频率响应、高输入阻抗和低输出阻
抗等优势，广泛应用于各种电子设备和系统中的信号放大、开关和电流调节等功能。
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。
2.7 场效应管放大器
D
G
vs
VGG
vi
vo
vs
vi vgs
S
rd
Rd
vds
图2.7.3(a)共源基本放大电路
（b）交流等效电路
一、静态分析 静态工作点由VDD、VGG、RD共同来确定。 由直流通路可知： ∵ IG=0 ，∴ VGS=VGG
VGS I D I ( sat ) 1 V GS ( off )
N沟道耗尽型MOS管 P沟道耗尽型MOS管
负
正、零、负均可 正、零、负均可
负
正 负
2、场效应管的交流等效电路
采用推导晶体管h参数等效电路的方法可导出场效应管的 低频小信号等效电路。 以共源放大电路为例。 场效应管是电压控制元件，其栅极不取电流，漏极电 流iD，是栅源电压VGS和漏源电压VDS的函数，即：
§2．7 场效应管放大器
场效应管通过栅—源之间的电压VGS来控制漏极电流iD， 因此，和晶体管一样可以实现—源之间的电阻很大， 可以认为栅极基本不从信号源索取电流，因而由它所构成
的放大电路的输入电阻可达到几兆欧~几十兆欧，甚至更大。
由于场效应管其具有栅—源之间的电阻很大这一特点， 所以常作为高输入阻抗放大器的输入极。
∵ rd RD
∴ AV g m RD
∵ ii ig 0 ∴ Ri
G
D gmvgs
vs
vi vgs
S
rd
Rd
vds
Ro RD // rd RD
（b）交流等效电路
2
+VDD
D G
VDS VDD I D RD
静态工作点也可通过作 图法在输出特性曲线上作负 载线求得。
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，
结型场效应管及其放大电路 ppt课件
（5）MOS器件各引脚的焊接顺序是漏极、源极、栅极。拆机时顺序相反。 （6）电路板在装机之前，要用接地的线夹子去碰一下机器的各接线端子， 再把电路板接上去。
1
－ 3 .4V
ppt课件
0
10
20
夹断区
UDS1/8V
（ 1 ） 可 变 电 阻 区 。 当 UGS 不 变 ， UDS由零逐渐增加且较小时，ID随UDS 的增加而线性上升，场效应管导电沟 道畅通。漏源之间可视为一个线性电 阻RDS，这个电阻在UDS较小时，主要 由UGS决定，所以此时沟道电阻值近似 不变。而对于不同的栅源电压UGS，则 有不同的电阻值RDS，故称为可变电阻 区。
道最宽;靠近漏极端的电位
最高，且与栅极电位差最大，
因而耗尽层最宽，沟道最窄。
由图可知，UDS的主要作用
是形成漏极电流ID。
ppt课件
13
二、结型场效应管
3）UDS和UGS 共同作用的情况：
设漏源间加有电压UDS： 当UGS变化时，电流ID将随沟道电阻的变化而变化。 （1）当UGS=0时，沟道电阻最小，电流ID最大。
① 输出特性 iD f (v ) DS vGSconst. ②转移特性 iD f (v ) GS vDS const.
iD
IDSS (1
vGS )2 VP
(VP vGS 0)
夹断区
VP
ppt课件
21
二、结型场效应管
5.场效应管的主要参数
ppt课件
22
电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验四 场效应管放大器
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
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3－1所示为N 沟道结
图3－1 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线
型场效应管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I DSS ，夹断电压U P 等；交流参数主要有低频跨导
常数U △U △I g DS GS
D
m ==
表3－1列出了3DJ6F 的典型参数值及测试条件。
表3－1
2、场效应管放大器性能分析
图3－2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。
S
D DD g2
g1g1
S G GS R I U R R R U U U -+=
-=
图3－2 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3－3所示。
图3－3 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 -=
式中R 和R i 不要相差太大，本实验可取R ＝100～200K Ω。
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3DJ6F ×1 电阻器、电容器若干。
四、实验内容
1、静态工作点的测量和调整
1) 接图3－2连接电路，令u i ＝0，接通＋12V 电源，用直流电压表测量
U G 、U S 和U D 。
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3－2。
2) 若不合适，则适当调整R g2和R S ，调好后，再测量U G 、U S 和U D 记入表
3－2。
表3－2
2、电压放大倍数A V 、输入电阻R i 和输出电阻R O 的测量 1) A V 和R O 的测量
在放大器的输入端加入f ＝1KHz 的正弦信号U i （≈50～100mV ），并用示波器监视输出电压u 0的波形。
在输出电压u 0没有失真的条件下，用交流毫伏表分
别测量R L ＝∞和R L ＝10K Ω时的输出电压U O （注意：保持 U i 幅值不变），记入表3－3。
表3－3
用示波器同时观察u i 和u O 的波形，描绘出来并分析它们的相位关系。
2) R i 的测量
按图3－3改接实验电路，选择合适大小的输入电压U S （约50－100mV ），将开关K 掷向“1”，测出R ＝0时的输出电压U 01，然后将开关掷向“2”，（接入R ），保持U S 不变，再测出U 02，根据公式
R U U U R 02
0102
i -=
求出 R i ，记入表3－4。
表3－4
五、实验总结
1、整理实验数据，将测得的A V 、R i 、R o 和理论计算值进行比较。
2、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
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g
m
为什么可以取得小一些（可以取
2、场效应管放大器输入回路的电容C
1
=0.1μF）？
C
1
3、在测量场效应管静态工作电压U
时，能否用直流电压表直接并在G、
GS
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？。