场效应晶体管混频器原理及其电路

场效应晶体管的工作原理通俗解释
场效应晶体管是一种半导体器件，它广泛应用于电子电路中。

它
是一种三端管，由栅极 (Gate)，漏极 (Drain) 和源极 (Source) 三
个极组成。

场效应晶体管的工作原理非常复杂，但是可以用通俗易懂
的语言来解释。

第一步：当 Vgs = 0 时，场效应晶体管处于关闭状态。

此时，
漏结区域的电势高于源结区域，导致电子从源到漏流动。

第二步：当 Vgs > Vth 时，场效应晶体管处于开启状态。

此时
栅结区域形成一个电场，能够吸引电子从源极流入栅极，同时通过栅
极--漏极结实现漏极区域加电压，从而使电子从源极向漏极流动。

第三步：当 Vgs < Vth 时，场效应晶体管仍然处于关闭状态。

此时，栅结区域不会形成足够的电场，无法吸引电子从源极流入栅极，而漏极区域仍然在电势高于源区域。

因此，电子仍然从源到漏流动。

总之，场效应晶体管的工作原理可以用控制门极电压来控制漏极
电流的方式来概括。

因为场效应晶体管的控制能力非常强，它能够更
有效地控制大功耗电路。

混频器的工作原理混频器是一种常见的电子器件，用于将不同频率的信号进行混合，产生新的频率信号。

混频器的工作原理涉及到频率转换和非线性元件的特性，下面将详细介绍混频器的工作原理。

首先，混频器的工作原理基于非线性元件的特性。

在混频器中，通常会使用二极管或场效应管等非线性元件。

当输入的两个不同频率的信号经过这些非线性元件时，会产生新的频率信号。

这是因为非线性元件会使输入信号产生交叉调制，产生新的频率成分。

其次，混频器的工作原理还涉及到频率转换。

在混频器中，通常会有一个本地振荡器。

本地振荡器会产生一个特定频率的信号，这个频率通常称为本振频率。

当输入的两个信号与本地振荡器产生的信号进行混合时，会产生新的频率信号，这个新的频率信号就是混频器的输出信号。

混频器的工作原理可以用以下公式来表示，f(IF) = |f(LO) f(RF)|，其中f(IF)为中频输出信号的频率，f(LO)为本地振荡器的频率，f(RF)为射频输入信号的频率。

根据这个公式可以看出，混频器的输出信号频率与本地振荡器的频率和射频输入信号的频率之差有关。

另外，混频器还可以实现频率的上变频和下变频。

当本地振荡器的频率大于射频输入信号的频率时，混频器实现的是频率的上变频；当本地振荡器的频率小于射频输入信号的频率时，混频器实现的是频率的下变频。

这样就可以实现对输入信号频率的转换。

总的来说，混频器的工作原理是通过非线性元件产生交叉调制，实现输入信号频率的转换，从而产生新的频率信号。

它在无线通信、雷达、电视接收等领域都有着广泛的应用。

混频器的工作原理的深入理解对于电子工程师来说是非常重要的，也为混频器的设计和应用提供了理论基础。

双栅场效应管混频电路1. 引言混频电路是一种将两个或多个不同频率的信号进行混合处理的电路。

双栅场效应管（Dual Gate Field Effect Transistor，简称DG-FET）是一种常用于射频放大和混频器应用的器件。

本文将介绍双栅场效应管混频电路的原理、特点和应用。

2. 双栅场效应管基本原理双栅场效应管是一种三极管，由两个栅极和一个漏极组成。

其工作原理与普通场效应管类似，但具有更高的增益和线性度。

其中一个栅极称为输入栅极（G1），另一个栅极称为控制栅极（G2）。

通过调节控制栅极电压，可以改变DG-FET的传输特性。

3. 双栅场效应管混频电路结构双栅场效应管混频电路由输入匹配网络、输出匹配网络和双栅场效应管组成。

输入匹配网络用于匹配输入信号源的阻抗，输出匹配网络用于匹配负载的阻抗，以提高功率传输效率。

双栅场效应管作为混频器的核心部件，负责将输入信号进行混频处理。

4. 双栅场效应管混频电路工作原理双栅场效应管混频电路的工作原理如下：1.输入信号经过输入匹配网络进入DG-FET的输入栅极（G1）。

2.控制栅极（G2）的电压调节DG-FET的传输特性，控制输出信号的幅度和相位。

3.输入信号和控制信号在DG-FET内部相互混合，产生混频效果。

4.输出信号经过输出匹配网络传送到负载。

5. 双栅场效应管混频电路特点双栅场效应管混频电路具有以下特点：•宽带特性：双栅场效应管具有较宽的工作带宽，可以处理多个不同频率的信号。

•高增益：由于双栅结构，DG-FET具有较高的增益，可以放大微弱的输入信号。

•低噪声：DG-FET具有低噪声系数，适用于对噪声要求较高的应用。

•线性度好：双栅结构使得DG-FET具有良好的线性度，适用于需要高精度的应用。

6. 双栅场效应管混频电路应用双栅场效应管混频电路广泛应用于射频领域，包括通信、雷达、无线电等领域。

具体应用包括：•射频信号放大：双栅场效应管可以将微弱的射频信号放大到适合后续处理的级别。

混频器的工作原理混频器是一种常用的电子器件，广泛应用于通信、雷达、无线电等领域。

它的主要作用是将不同频率的信号进行混合，产生出新的频率信号。

混频器的工作原理主要包括非线性特性和频率转换两个方面。

首先，混频器的工作原理与其非线性特性密切相关。

在混频器中，通常会采用二极管或场效应管等元件，这些元件的特性是非线性的。

当输入两路不同频率的信号时，由于非线性元件的特性，会产生新的频率信号。

这是因为非线性元件会导致输入信号产生谐波，而混频器正是利用这些谐波来产生新的频率信号。

其次，混频器的工作原理还涉及频率转换的过程。

当两路不同频率的信号输入混频器后，会产生出新的频率信号，这个过程就是频率转换。

混频器中通常会设置一个局部振荡器，用来提供一个参考频率。

通过将输入信号与局部振荡器的频率进行混合，就可以产生出新的频率信号。

这样，就实现了不同频率信号之间的转换。

混频器的工作原理可以通过以下简单的示意图来说明：输入信号1（频率f1）——|—非线性元件—|——输出信号（频率f1-f2）。

输入信号2（频率f2）——|—局部振荡器—|——。

通过上述示意图可以看出，混频器的工作原理是利用非线性元件和局部振荡器来实现不同频率信号的混合和转换。

这样就可以得到新的频率信号，从而实现了信号的处理和调制。

总的来说，混频器是一种非常重要的电子器件，其工作原理涉及到非线性特性和频率转换两个方面。

通过混频器，不同频率的信号可以进行混合和转换，从而实现了信号的处理和调制。

混频器在通信、雷达、无线电等领域都有着广泛的应用，对于提高信号处理的效率和精度起着至关重要的作用。

混频器电路工作原理
混频器电路是一种用于频率变换的电路，其工作原理主要是利用非线性电阻元件的特性，将两个不同频率的信号混合在一起，输出得到两个输入信号的和频信号和差频信号。

在混频器电路中，常用的非线性元件有二极管、晶体管等。

以二极管混频器为例来说明其工作原理：
1. 工作偏置：对二极管进行偏置使其在正向截止区工作，即保持二极管处于反向偏置状态。

2. 输入信号：将两个不同频率的输入信号分别输入到二极管的两个端口，其中一个信号为射频信号(RF)，另一个信号为本振信号(LO)。

3. 非线性特性：二极管在正向截止区具有非线性特性，当输入射频信号和本振信号通过二极管时，非线性特性会导致二极管产生交叉调制效应。

交叉调制过程实际上是两个频率信号相乘的过程。

4. 输出信号：经过交叉调制后，二极管产生了和频信号
(RF+LO)和差频信号(RF-LO)。

通常情况下只取其中一个也可
以称之为产品信号。

5. 滤波：由于混频器产生了很多杂散频率，需要通过滤波器对输出信号进行滤波，保留所需的和频信号或差频信号。

总结起来，混频器电路的工作原理主要包括非线性调制、交叉调制和滤波等过程。

通过将不同频率的输入信号经过非线性元件相乘，得到和频信号和差频信号，进而实现频率变换的功能。

晶体管混频器实验报告
实验目的：通过搭建晶体管混频器电路，学习混频器的工作原理和特点，掌握其在无线电通信中的应用。

实验器材：晶体管、电容、电感、电源、示波器等。

实验原理：晶体管混频器是一种将两个不同频率的信号混合成一个信号的电路。

在混频器中，晶体管扮演着开关的角色，完成信号的混合。

当两个信号进入混频器时，它们会经过晶体管的交替导通和截止，产生一个新的信号，其频率为两个输入信号的差值。

实验步骤：
1.根据电路图连接电路。

2.接通电源，调节电源电压至合适值。

3.将信号源接入电路中。

4.调节示波器，观察输出波形。

5.改变输入信号频率，观察输出波形。

6.记录实验数据，分析实验结果。

实验结果：通过实验可知，晶体管混频器可以将两个不同频率的信号混合成一个信号，并输出到示波器上。

当输入频率分别为1MHz 和3MHz时，混频器输出的信号频率为2MHz。

同时，改变输入信号频率可以得到不同的输出信号频率。

实验结论：晶体管混频器是一种常用的无线电通信电路，其混频效果优异，可以将不同频率的信号混合成一个信号，实现信号的转换和处理。

在实践应用中，晶体管混频器广泛应用于无线电接收、发射、
调制等领域。

混频器电路工作原理
混频器电路是一种基础电路，可将频率不同的两个或多个信号进行混合。

其工作原理可以通过以下步骤进行描述：
1. 输入信号传输：混频器电路通常有两个输入端，分别连接频率不同的信号源。

这些信号可以是来自不同频段的信号，如射频（RF）信号和本地振荡器（LO）信号。

2. 加法混合：混频器电路中包含一个非线性元件，如二极管。

当两个输入信号同时输入到混频器电路中时，它们通过非线性元件进行混合。

这是通过非线性元件的非线性特性实现的，在这个过程中，输入信号之间互相作用，以产生新的频率成分。

3. 输出频率选择：混频器电路会产生包含输入信号频率的和、差以及其他混频项的输出信号。

然而，通常只有某些特定的混频项是有用的。

因此，输出信号需要通过滤波器进行频率选择，以滤除不需要的混频项。

4. 输出信号放大：为了增强信号的强度，输出信号通常需要经过放大器进行放大，以便于后续处理或传输。

总之，混频器电路通过非线性元件将输入信号混合，然后经过频率选择和放大处理，最终产生混合后的输出信号。

这种电路在无线通信、频谱分析、调频广播等领域具有广泛的应用。

混频器的工作原理
混频器是一种电子设备，用于将多个频率不同的信号进行混合并输出。

其工作原理主要涉及两个重要的电路：输入电路和混频电路。

输入电路是将多个信号输入到混频器中的电路。

每个输入信号都经过放大器进行放大，然后经过带通滤波器进行滤波，以去除其他频率的干扰信号。

放大后的信号被分配到混频电路中的不同通道。

混频电路是混频器的核心部分，用于将多个输入信号进行混合。

混频电路通常由一对互相垂直的交流耦合晶体管组成。

这两个晶体管的输入端分别连接到输入电路中的两个通道。

当输入信号进入晶体管时，会产生两个相位正交的电流。

这两个电流会通过晶体管中的非线性元件（如PN结）进行非线性混合。

非线性混合会产生新的频率成分，包括两个输入频率之和、差以及其他互调产物。

通过选择不同的晶体管工作点和采用合适的滤波器，可以实现对特定频率的混频输出。

混频输出信号经过放大器进行放大，然后经过低通滤波器去除不需要的高频成分。

最后，混频器的输出信号可以通过调节输入信号的幅度、频率和相位，实现不同频率信号的混合和处理。

这种工作原理广泛应用于无线通信、雷达、广播电视等领域，为多频信号的处理提供了有效的方法。

场效应晶体管混频器原理及其电路混频器一般由输入信号回路、本机振荡器、非线性器件和滤波网络等4部分组成，如图1所示。

这里的非线性器件本身仅实现频率变换，本振信号由本机振荡器产生。

若非线性器件既产生本振信号，又实现频率变换，则图1变为变频器。

所谓混频，是将两个不同的信号（如一个有用信号和一个本机振荡信号）加到非线性器件上，取其差频或和频。

图1 混频器的组成部分混频器可根据所用非线性器件的不同分为二极管混频器、晶体管混频器、场效应管混频器和变容管混频器等。

混频器又可根据工作特点的不同，分为单管混频器、平衡混频器、环形混频器、差分对混频器和参量混频器等。

在设计混频器时应注意如下几点：（1）要求混频放大系数越大越好。

混频放大系数是指混频器的中频输出电压振幅与变频输入信号电压振幅之比，也称混频电压增益。

增大混频放大系数是提高接收机灵敏度的一项有力措施。

（2）要求混频器的中频输出电路有良好的选择性，以抑制不需要的干扰频率。

（3）为了减少混频器的频率失真和非线性失真以及本振频率产生的各种混频现象，要求混频器工作在非线性特性不过于严重的区域，使之既能完成频率变换，又能少产生各种形式的干扰。

（4）要求混频器的噪声系数越小越好，在设计混频器时，必须按设备总噪声系数分配给出的要求，合理地选择线路和器件以及器件的工作点电流。

（5）要考虑混频器的工作稳定性，如本机振荡器频率不稳定引起的混频器输出不稳等。

（6）注意混频器的输入端和输出端的连接条件，在选定电路和设计回路时，应充分考虑如何匹配的问题。

场效应管混频性能比三极管混频好，原因在于场效应管工作频率高，其特性近似平方率，动态范围大，非线性失真小，噪声系数低，单向传播性能好。

场效应管混频器实际电路举例（1）有源混频器1）200MHz 场效应管混频器电路(有源混频器) 为提高混频增益，在下列的A、B电路中输入、输出端都有匹配网络完成阻抗匹配，获得大的变频增益；并且L3，C5均谐振ωL，起了抑制本振信号输出的作用。

混频原理介绍与分析混频原理是指将两个或多个不同频率的信号进行合成，生成一个新的频率信号的过程。

混频技术在无线通信、调频广播、雷达、导航系统等领域有着广泛的应用。

本文将从基本原理、混频器的分类和工作原理、混频器的性能参数等方面进行详细的介绍和分析。

一、基本原理混频原理的基本思想是通过非线性元件将两个或多个不同频率的信号相乘，以产生新的频率分量。

通常使用的非线性元件有二极管、晶体管、场效应管等。

当两个输入信号分别为f1和f2时，通过非线性元件，可以产生频率为f1、f2以及(f1±f2)的频率成分。

其数学表达式为：f3=，2f1±f2，或f4=，2f2±f1二、混频器的分类和工作原理混频器按照混频信号的处理方式可以分为平衡混频器和非平衡混频器两类。

平衡混频器采用平衡型电路，输入信号在非线性元件之前需要进行平衡混频，主要通过互补的非线性元件实现。

平衡混频器可以有效抑制杂散分量的出现，提高混频器的线性度和动态范围。

其中，二极管混频器（均衡）是应用最广泛的，其工作原理是将两个信号分别通过两个二极管，然后再将两个二极管的输出信号相加，最后通过滤波器滤除幅度较小的不需要的频率分量。

非平衡混频器主要有单边带混频器、振荡混频器和自脉冲混频器。

单边带混频器通过抑制一个较强的本地振荡信号来实现混频，它可以实现频率的选择性混频。

振荡混频器以混频信号为输入，在非线性元件中产生新的频率成分。

自脉冲混频器是一种特殊的非平衡混频器，通过将本地振荡信号送入非线性元件，产生自脉冲信号，然后通过滤波器来获得所需频率。

三、混频器的性能参数混频器的性能参数主要包括转换增益、本地振荡抑制比、本地振荡频率抑制比和反射损耗等。

转换增益是指输入信号到输出信号间的增益，通常以分贝（dB）为单位。

转换增益越大，表示混频器性能越好。

本地振荡抑制比是指混频器对本地振荡信号的抑制能力。

本地振荡抑制比越大，表示混频器对本地振荡信号的抑制能力越强。

半导体器件分立器件–场效应晶体管引言场效应晶体管（Field-Effect Transistor，FET）是一种关键的半导体分立器件，广泛应用于电子电路中。

它具有速度快、功耗低、噪声小等优势，被广泛应用于放大、开关、调节等电路中。

本文将介绍场效应晶体管的基本原理、构造和工作方式，并分析其在电子电路中的应用。

基本原理场效应晶体管是一种三极管，由源极、漏极和栅极构成。

与双极晶体管相比，它不是通过控制一个载流子流向来控制电流，而是通过改变场效应晶体管中的电场来控制载流子的流动。

当在栅极与源极之间施加一个电压，形成栅源电压（VGS）时，栅极下形成一个电场。

这个电场控制了沟道中形成的载流子，从而控制了源极到漏极之间的电流流动。

栅源电压可以正向或反向偏置，栅源电流一般非常小，可以忽略不计。

根据栅源电压的不同，场效应晶体管可以分为三种类型： - N沟道型（N-Channel）FET：当栅源电压为正时，沟道中的电子受到栅源电压的吸引，形成导电通道。

- P沟道型（P-Channel）FET：当栅源电压为负时，沟道中的电洞受到栅源电压的吸引，形成导电通道。

- 绝缘栅型（I-Channel）FET：当栅源电压为零时，晶体管处于阻断状态。

结构与工作方式场效应晶体管通常采用硅材料制造，其结构主要包括源极、漏极、栅极和沟道。

源极和漏极是两个接触电极，被用于连接外部电路。

栅极位于源极和漏极之间，用于控制电流流动。

沟道将源极和漏极连接起来，负责载流子流动。

在工作时，源极和漏极之间施加一个正向偏置电压（VDS）。

栅极与源极之间施加一个电压（VGS），通常为正向或负向偏置。

当VGS为正时，N沟道型场效应晶体管中，栅源电压吸引电子，使其通过沟道流向漏极；在P沟道型场效应晶体管中，栅源电压吸引电洞，使其通过沟道流向漏极。

当VGS为负时，晶体管会进入截止状态。

应用场效应晶体管广泛应用于电子电路中，包括放大电路、开关电路、调整电路等。

以下是场效应晶体管在不同应用中的作用：放大电路场效应晶体管可以用作信号放大的关键元件。

功率场效应晶体管结构与工作原理1．结构MOSFET的类型许多，按导电沟道可分为P沟道和N沟道；依据栅极电压与导电沟道消失的关系可分为耗尽型和增加型。

功率场效应晶体管一般为N沟道增加型。

从结构上看，功率场效应晶体管与小功率的MOS管有比较大的差别。

小功率MOS管的导电沟道平行于芯片表面，是横向导电器件。

而P-MOSFET常采纳垂直导电结构，称VMOSFET （Vertical MOSFET），这种结构可提高MOSFET器件的耐电压、耐电流的力量。

图1给出了具有垂直导电双集中MOS结构的VD-MOSFET （Vertical Double-diffused MOSFET）单元的结构图及电路符号。

一个MOSFET器件实际上是由很多小单元并联组成。

a）结构图b）符号（N沟道）c）符号（P沟道）图1 MOSFET的结构图及电路符号2．工作原理如图1所示，MOSFET的三个极分别为栅极G、漏极D和源极S。

当漏极接正电源，源极接负电源，栅源极间的电压为零时，P基区与N区之间的PN结反偏，漏源极之间无电流通过。

如在栅源极间加一正电压二、工作特性1．静态特性（1）漏极伏安特性漏极伏安特性也称输出特性，如图2所示，可以分为三个区：可调电阻区Ⅰ，饱和区Ⅰ，击穿区Ⅰ。

在Ⅰ区内，固定栅极电压（2）、转移特性漏极电流2．开关特性P-MOSFET是多数载流子器件，不存在少数载流子特有的存贮效应，因此开关时间很短，典型值为20ns，而影响开关速度的主要是器件极间电容。

图4为元件极间电容的等效电路，从中可以求得器件输入电容为Cin＝CGS＋CGD。

正是Cin在开关过程中需要进行充、放电，影响了开关速度。

同时也可看出，静态时虽栅极电流很小，驱动功率小，但动态时由于电容充放电电流有肯定强度，故动态驱动仍需肯定的栅极功率。

开关频率越高，栅极驱动功率也越大。

P-MOSFET的开关过程如图5所示，其中1．主要参数（1）漏极电压漏极电压（2）电流定额电流定额（3）栅源电压栅源间加的电压不能大于此电压，否则将击穿元件。

晶体管混频电路一．实验目的1．了解调幅接收机的工作原理及组成2．加深对混频概念的认识。

二．实验原理混频电路是超外差接收机的重要组成部分，它的作用是将载频为f C的已调信号u S(t)不失真地变换成载频为f I的已调信号u I(t)（固定中频），其电路框图如图一所示。

它是将输入调幅信号u S(t)与本振信号（高频等幅信号）u L(t) 同时加到变频器，经频图1 混频电路框图率变换后通过滤波器，输出中频调幅信号u I (t)，u I (t) 与u S(t) 载波振幅的包络形状完全相同，唯一的差别是信号载波频率f C变换成中频频率f I。

混频器有很多种，在高质量的通信接收机中常采用二极管环形混频器和双差分对混频器，而在一般的广播接收中则通常采用晶体管混频器。

本实验电路采用的是晶体三极管混频电路，本振信号由晶体振荡器产生，其频率为 6.965MHz，混频后成生的中频信号频率为465KHz。

完整的电路中还包括包络检波电路，可以观察到变频后的包络和检波后还原的低频信号波形。

混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板(G7)的完整实验电路见图2。

三．实验仪表设备1．双踪示波器2．万用表3．XFG-7高频信号发生器(或其他可成生调幅信号的高频信号源)4．高频电路学习机5．混频（调幅接收）电路、调频接收电路实验板(G7)图2 混频（调幅接收）电路、调频接收电路四．实验内容及步骤1．晶体本机震荡电路的调整⑴按图连接好+12V电源。

将J3的1、2端断开，暂时不要使本振信号接入混频电路。

⑵用示波器在TP3处观察波形，其最大不失真波形应接近6V，最小振荡电压大约为0.5V左右，调整CT2，可改善振荡器的谐振条件。

⑶调整Rp3，使输出电压为1.4V左右待用。

2．接收回路的调整将扫频仪的输出探头和检波探头同时接到TP1，调整T1或CT1，使输入回路谐振在6.5MHz。

6.5MHz3．中放电路及混频电路的调整⑴用RP1、RP2电位器调整晶体管V1和V2的工作点，使V1e为0.6V，V2e为1V。