实验4场效应管放大器资料

场效应管实验报告场效应管实验报告引言：场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种常见的半导体器件，广泛应用于电子电路中。

本实验旨在通过实际操作，深入了解场效应管的性质和特点，以及其在电路中的应用。

一、实验目的通过实验，掌握场效应管的基本原理和工作特性，了解其在放大电路中的应用。

二、实验原理场效应管由栅极、漏极和源极三个电极组成。

栅极与源极之间的电压可以控制漏极与源极之间的电流，从而实现对电路的放大和控制。

根据栅极结构的不同，场效应管可以分为金属-氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，简称MOSFET）和结型场效应管（Junction Field Effect Transistor，简称JFET）两种。

三、实验器材和仪器1. 场效应管（MOSFET或JFET）2. 直流电源3. 变阻器4. 示波器5. 电阻、电容等元件四、实验步骤及结果分析1. 实验一：静态特性测量通过调节直流电源的电压，测量并记录场效应管在不同栅极电压下的漏极电流。

根据测量数据，绘制栅极电压与漏极电流之间的关系曲线。

分析曲线的特点，了解场效应管的工作状态和特性。

2. 实验二：动态特性测量将场效应管作为放大器的关键元件，通过接入变阻器、电容等元件，构建放大电路。

调节输入信号的幅值和频率，测量并记录输出信号的波形和幅度。

通过对比输入输出信号，分析场效应管的放大特性和频率响应。

3. 实验三：稳定性和可靠性测试在实验二的基础上，通过调节电源电压和工作温度，测试场效应管在不同工作条件下的稳定性和可靠性。

观察输出信号的变化情况，分析场效应管的工作范围和极限。

五、实验结论1. 场效应管的静态特性曲线呈现出明显的非线性特点，通过调节栅极电压可以实现对漏极电流的控制。

2. 场效应管作为放大器的关键元件，能够实现输入信号的放大，并具有一定的频率响应。

南昌大学实验报告
学生姓名：学号：专业班级：
实验类型：□验证□综合 设计□创新实验日期：实验成绩：
基于Multisim的场效应管放大器设计
一、实验目的：
1.场效应管电路模型、工作点、参数调节、行为特性观察方法；
2.研究场效应管放大电路的放大特性及元件参数的计算；
3.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法。

二、实验内容：
1.研究耗尽型MOS场效应管其共源极放大电路的放大特性：
2.研究耗尽型MOS场效应管共源极放大电路的输出电阻。

三、实验器材：
信号源、万用表、电阻、电容、场效应管
四、实验要求：
1.正确连接好电路后，接通电源。

2.改变负载电阻，分别测量输出端的电压。

3.用换算法测量电路的输入、输出电阻。

五、实验仿真：
六、实验总结：
场效应管放大电路的共源电路、共漏电路、共栅电路别与三极管放大电路的共射电路、共集电路、共基电路相对应。

场效应管放大电路最突出的优点是，共源、共漏和共栅电路的输入电阻高于相应的共射、共集和共基电路的输入电阻。

通过实验，掌握了场效应管放大电路的放大特性及元件参数的计算，熟悉了放大器性能指标的测量方法，同时也学会了如何调节静态工作点。

场效应管放大电路仿真
时间4月11日
实验目的：
1)学会仿真软件的使用；
2)学会利用仿真软件分析，了解电路及工作原理；
3)利用简单的场效应管放大实现对小信号的放大、控制作用，
观察波形。

实验器材：
1)已安装Multisim仿真软件的计算机一台。

实验原理：
1)利用场效应管对微弱信号放大和控制作用。

实验步骤：
1)进入Multisim仿真主页后，按照如下实验原理图将实验电
路图连接好并检查。

2)调节信号发生器参数，打开示波器进行仿真，观察驶入和
输出波形如下图所示，试比较分析波形，了解工作原理得出实验结论。

之言结论（结果）：
由上图中波形可知，仿真结果与理论分子相同，场效应管放大电
路对微弱的电信号具有反相放大和控制作用。

场效应管共源放大器电路场效应管共源放大器是一种常见的放大器电路，常用于音频放大器、射频放大器等应用中。

本文将详细介绍场效应管共源放大器的基本原理、特点、工作原理以及优缺点等内容。

场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种三端器件，由栅(Gate)、漏极(Drain)和源极(Source)组成。

栅极的电压控制漏极与源极之间的电导，通过改变栅极电压可以控制场效应管的工作状态和电流流动。

共源放大器是场效应管最常用的放大器电路之一，其基本构成由一个场效应管、输入电阻、输出电阻和负载电阻组成。

首先，我们来看一下场效应管共源放大器的工作原理。

当输入信号电压为正时，栅极电压增大，导致场效应管通道的电阻减小，电流增大，漏极电压下降；当输入信号电压为负时，栅极电压降低，导致场效应管通道的电阻增大，电流减小，漏极电压上升。

这样就实现了输入电压与输出电流的正向线性关系，实现了信号放大。

场效应管共源放大器具有以下几个特点：1.高输入电阻：由于场效应管的栅极与漏极之间是绝缘层隔离的，所以输入电阻很高，可以减小外部电路和信号源对放大器的影响。

2.低输出电阻：输出电阻由场效应管的漏极电压-漏极电流特性决定，通常较低，可以保持输出端电压的稳定性。

3.电压放大倍数高：由于场效应管的增益较高，可以实现较大的电压放大倍数。

4.频率响应宽：场效应管具有较宽的频率响应范围，可以适应不同频率范围的信号放大需求。

接下来，我们来详细分析场效应管共源放大器的工作原理。

为了方便分析，我们假设输入信号源的内阻很小，输出负载阻抗足够大，以及漏极电阻和负载电阻之间的电压下降忽略不计。

在静态工作点时，输入电压为0时，场效应管的栅极电压为Vgs0，漏极电流为Id0，漏极电压为Vdd。

这时电路的总电压可以表示为Vdd = Vds + Vgs，其中Vds为漏极电压，Vgs为栅极电压。

当有输入信号Vin时，由于输入电阻很高，可以忽略输入电流的影响，那么输入电路的总电流可近似为Id = Id0 + id，其中Id为静态工作点的漏极电流，id为输入信号引起的微小漏极电流变化。

一、实验目的1. 了解场效应管的基本特性和工作原理。

2. 掌握场效应管放大电路的设计、搭建和调试方法。

3. 学习场效应管放大电路动态参数的测试方法。

二、实验原理场效应管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种电压控制型半导体器件，具有输入阻抗高、噪声系数小、热稳定性好等优点。

场效应管分为结型场效应管（JFET）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）两大类。

本实验主要研究结型场效应管放大电路。

结型场效应管放大电路主要由输入回路、输出回路和直流偏置电路组成。

输入回路将信号源与放大器输入端连接，输出回路将放大器输出端与负载连接，直流偏置电路为场效应管提供合适的静态工作点。

三、实验仪器与器材1. 实验仪器：函数信号发生器、示波器、数字多用表、直流稳压电源、场效应管、电阻、电容等。

2. 实验器材：实验板、导线、连接器等。

四、实验步骤1. 搭建实验电路：按照实验原理图搭建场效应管放大电路，包括输入回路、输出回路和直流偏置电路。

2. 调整静态工作点：根据实验要求，调整直流偏置电路中的电阻，使场效应管工作在合适的静态工作点。

3. 输入信号测试：使用函数信号发生器产生输入信号，通过输入回路输入到放大器中，观察放大器输出波形。

4. 放大电路性能测试：测试放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。

5. 结果分析：根据实验数据，分析放大电路的性能，并与理论计算结果进行比较。

五、实验结果与分析1. 静态工作点调整：通过调整直流偏置电路中的电阻，使场效应管工作在合适的静态工作点。

调整过程中，观察场效应管输出特性曲线，确保静态工作点稳定。

2. 输入信号测试：使用函数信号发生器产生正弦波信号，通过输入回路输入到放大器中。

观察放大器输出波形，确保放大器能够正常工作。

3. 放大电路性能测试：根据实验数据，计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。

将实验结果与理论计算结果进行比较，分析误差产生的原因。

返回＞＞第四章场效应管放大电路由于半导体三极管工作在放大状态时，必须保证发射结正偏，故输入端始终存在输入电流。

改变输入电流就可改变输出电流，所以三极管是电流控制器件，因而三极管组成的放大器，其输入电阻不高。

场效应管是通过改变输入电压(即利用电场效应)来控制输出电流的，属于电压控制器件，它不吸收信号源电流，不消耗信号源功率，因此输入电阻十分高，可高达上百兆欧。

除此之外，场效应管还具有温度稳定性好，抗辐射能力强、噪声低、制造工艺简单、便于集成等优点，所得到广泛的应用。

场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(IGFET)，目前最常用的MOS管。

由于半导体三极管参与导电的两种极性的载流子，电子和空穴，所以又称为半导体三极管双极性三极管。

场效应管仅依靠一种极性的载流子导电，所以又称为单极性三极管。

FET－Field Effect transistorJFET－Junction Field Effect transistorIGFET－Insulated Gate Field Effect TransistorMOS－Metal-Oxide-Semiconductor§1 结型场效应管一、结构结型场效应管有两种结构形式。

N型沟道结型场效应管和P型沟道结型场效应管。

以N沟道为例。

在一块N型硅半导体材料的的两边，利用合金法、扩散法或其它工艺做成高浓度的P+型区，使之形成两个PN结，然后将两边的P+型区连在一起，引出一个电极，称为栅极G。

在N型半导体两端各引出一个电极，分别作为源极S和漏极D。

夹在两个PN结中间的N型区是源极与漏极之间的电流通道，称为导电沟道。

由于N型半导体多数载流子是电子，故此沟道称为N 型沟道。

同理，P型沟道结型场效应管中，沟道是P型区，称为P型沟道，栅极与N型区相连。

电路符号如图所示，箭头方向可理解为两个PN结的正向导电方向。

二、工作原理从结型场效应管的结构可看出，我们在D、S间加上电压U DS，则在源极和漏极之间形成电流I D。

实验四场效应管放大电路1. 实验目的（1）研究场效应晶体管放大电路的特点。

（2）比较场效应管放大电路与双极型晶体管放大电路的不同。

（3）掌握场效应管放大电路性能指标的测试方法。

2. 实验涉及的理论知识和实验知识本实验涉及了场效应管的原理与应用。

3. 实验仪器直流稳压电源、万用表、信号发生器和示波器4. 实验电路如图4.1.1所示为实验参考电路, 它由一级场效应管和一级三极管放大电路组成。

图4.1.1场效应管放大电路5. 实验原理场效应管是一种电压控制型的半导体器件。

按其结构和工作原理不同, 可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。

它不仅像双极型晶体管一样具有体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点。

而且与双极型晶体管相比, 它的输入阻抗很高, 可达109～1012Ω, 热稳定性好, 抗辐射能力强。

它的最大优点是占用硅片面积小, 制作工艺简单, 成本低, 很容易在硅片上大规模集成。

因此在大规模集成电路中占有极其重要的地位。

与三极管放大电路一样, 为了使电路正常放大, 必须设置合适的静态工作点, 以保证在信号整个周期内, 场效应管均工作在恒流区。

（1）结型场效应管的特性和参数图4.1.2为N沟道结型场效应管的输出特性曲线和转移特性曲线。

在转移特性曲线中, 当UGS=0时的漏极电流称为饱和漏极电流IDSS。

当UGS变化到使ID≈0时, 相应的UGS称为夹断电压UP。

转移特性曲线的斜率称为跨导gm, 显然gm的值与场效应管的工作点有关。

输出特性曲线分为四个区。

它们分别是可变电阻区、恒流区、夹断区和击穿区。

/V图4.1.2 N 沟道结型场效应管的输出特性和转移特性曲线1）可变电阻区图4.1.2中的予夹断轨迹是各条曲线上, 使UDS=UGS-UP, 即UGD=UP 的点连接而成的。

UGS 越大, 予夹断时的UDS 值也越大。

予夹断轨道的左边区域称为可变电阻区, 该区域中的曲线近似为不同斜率的直线。

当UGS 确定时, 直线的斜率也唯一地被确定, 该斜率的倒数即为漏源间的等效电阻。

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、实验仪器1、双踪示波器2、万用表3、信号发生器三、实验原理实验电路如下图所示：UCC图4-1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6-2所示为N沟道结1D（IH AJ11图4— 2 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g m △△U^U D S常数△U GS表6—1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。

表4—12、场效应管放大器性能分析图4-1为结型场效应管组成的共源级放大电路。

其静态工作点计算。

但要注意，计算时 “S 要用静态工作点处之数值。

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 比较大，如直接测输入电压U S 和U ， 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 b 来计算输入电阻。

测量电路如图3— 3所示。

K 2 K—(1 »1_ 放；号Os * 0i■I RF k ；U Q源1 1 1 1 f < 1I3&1—0—----------------------------------------------- (1—图4—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 0I = AU 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UU 由于两次测量中A V 和Ub 保持不变，故U GS U GU S R gT^u DD I D R SI D I DS S I挣$U P中频电压放大倍数 输入电阻 输出电阻RA= — gmR ' = — g m Ro // RR = R G + R I // R2式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得，或用公式式中R 和R 不要相差太大，本实验可取 R= 100〜200K Q 。