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场效应管放大器电路设计一、实验设计滑动变阻器R4取30%时波形学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：如上图，对于耗尽型场效应管，通过仿真可以看到通过调节漏极电压，输出电压也会变化，也即是增益会变化，波形会出现失真。
调节R4使波不失真。
滑动变阻器R4取20%时波形在波形不失真的情况下调节负载电阻R5，观察输出波形。
1.当滑动变阻器调到60%时用直流电压表测输入和输出电压，用直流电流表测输入和输出电流。
当其当其输入有交流信号时，根据电压表和电流表所示数据可算出：学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：输入电阻Ri= 0.035V/0.992uA=35.282kῼ输出电阻Ro= 0.733V/3.096uA=236.76kῼ电压增益Av=0.733V/0.035V=20.94输出波形如下图所，红色线条为输入波形，绿色线条为输出波形：学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：2、当滑动变阻器R5调到30%时。
学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：用用直流电压表测输入和输出电压，用直流电流表测输入和输出电流。
当其当其输入有交流信号时，根据电压表和电流表所示数据可算出：输入电阻Ri=0.035V/0.992uA=35.28kῼ输出电阻Ro= 0.721V/6.177uA=116.7kῼ电压增益Av=0.721V/0.035V=20.6输出波形如下图所，红色线条为输入波形，绿色线条为输出波形：此外还可利用波特图示仪观察场效应管的幅频特性和想频特性，如下图；学生姓名：杨宝宝学号：6100209170 专业班级：卓越（通信）091班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：二、实验总结本实验对场效应管在共源模式下的放大性能作了简单的测试。
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。
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。
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。
实验四OTL功率放大器一、实验目的1、学习0TL功率放大器的工作点的调试方法；2、学会功放电路输出功率、效率的测试方法3、观察自举电路在OTL电路中的作用。
二、双踪示波器；交流毫伏表；万用电表。
三实验原理1、工作原理图7-1 OTL功率放大电路大原理图如图7-1所示，图中Q2、Q3工作于乙类放大状态，组成功率放大级；Q1组成推动级，工作于甲类放大状态，其作用是为功率放大级提供足够的信号电压。
在功率放大级中，采用了一对参数对称的PNP和NPN型管互补连接。
由于两管的导电极性相反，当推动级输送正弦交流信号时，在一个周期内两管轮流导通，而在负载R L上却能得到完整的正弦信号。
为了保证输出极上、下对称，应调整E点静态电位为V/2，由于R L的数值一般较小，在C2较大的情况下，C2两端的电压在信号的CC整个周期内几乎不变，为。
这样Q2、Q3组成的放大电路相当于两个轮流工作的分别由电源供电的射极输出器。
其放大器的输出功率为7-1 电源提供的功率为7-2 放大器的效率为7-3 四实验电路及实验内容1 实验电路如图8-2。
图7-2 OTL功放实验电路该电路在图8-1电路的基础上作了以下改进。
①引入R W2为Q2、Q3提提供供微小的直流偏置，以消除交越失真。
②采用自举电路以增大输出幅度图7-2电路中的C 3和R 1组成自举电路，其原理如下：静态时，V B = V CC -I CI R 1，而V E = V CC / 2，因此，电容C 3充电到两端电压V C =V B - V CC / 2= V CC / 2- V R ≈ V CC / 2。
由于C 容量大，在交充信号周其内，C 上的压降几乎不变。
当Q 2饱和导通时，，由于C 上直流电压的“抬举”作用，B 点电位被抬举至V B = V C +V E = 3V CC / 2，这时，相当于B 点用了一个3V CC / 2的电源供电，保证有足够的基极电流来推动Q 2、Q 3，使其充分导通，以便得到最大峰值输出电压V om ≈V CC / 2，这种利用R 、C 将B 点电位自动提高的电路称为自举电路。
实验三 场效应管放大器（特别提醒：实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同，实验时应以实验电路板中的为准。
另外，由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致，实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。
有的元器件虽然已经坏了，但仅凭肉眼看不出来。
因此，在每次实验前，应该先对元器件（尤其是电阻、电容、三极管）进行单个元件的测量（注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量）。
并记下元器件的实际数值。
否则，实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。
）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;图3—1交流参数主要有低频跨导常数=∆∆=DS U |GSDm U I g表3—1列出了3DJ6F 的典型参数值及测试条件。
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S D DD g g g g S G GS R I U R R R R U U U ∙-++=-=3211)1(PGSDSS D U U I I -= 中频电压放大倍数 A u =－g m R L ’=－g m R D ‖R L 输入电阻 r i =R G +R g1‖（R g2+ R g3） 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)1(2PGS P DSS m U UU I g --=计算。
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。
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。
3. 测量电压放大倍数调节一个频率为1 kHz、峰-峰值为50 mV的正弦波作为输入信号U i。
断开DTP5接地的线，把输入信号连接到DTP5，同时用双踪示波器观察放大器输入电压U i（DTP5处）和输出电压U o（DTP25处）的波形，在U o波形不失真的条件下用毫伏表测量下述三种情况下：①不变实验电路时；②把DTP32和DTP33用连接线相连时；③断开DTP32和DTP33连接线，DTP25连接到DTP52时的U o值（DTP25处），并用双踪示波器观察U o和U i的相位关系，记入表2.2中。
表2.2 I C＝2.0 mA，U i＝mV（有效值）R C/k R L/k U o/V A u观察记录一组U o和U i波形2.41.22.4 2.4注意：由于晶体管元件参数的分散性，定量分析时所给U i为50 mV不一定适合，具体情况需要根据实际给适当的U i值，以后不再说明。
由于U o所测的值为有效值，故峰-峰值U i需要转化为有效值或用毫伏表测得的U i来计算A u值。
切记万用表、毫伏表测量都是有效值，而示波器观察的都是峰峰值。
4. 观察静态工作点对电压放大倍数的影响在步骤3的R C＝2.4 kΩ，R L＝∞连线条件下，调节一个频率为1 kHz、峰-峰值为50 mV 的正弦波作为输入信号U i连到DTP5。
调节R W，用示波器监视输出电压波形，在u o不失真的条件下，测量数组I C和U o的值，记入表2.3中。
测量I C时，要使U i＝0（断开输入信号U i，DTP5接地）。
表2.3 R C＝2.4 k ，R L＝ ，U i＝mV（有效值）I C/mA 2.0U o/VA u5. 观察静态工作点对输出波形失真的影响在步骤3的R C＝2.4 kΩ、R L＝∞连线条件下，使u i＝0，调节R W使I C＝2.0 mA（参见实验内容步骤2），测出U CE值。
调节一个频率为1 kHz、峰-峰值为50 mV的正弦波作为输入信号U i连到DTP5，再逐步加大输入信号，使输出电压U o足够大但不失真。
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4－1所示为N 沟道结型场效应管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IDSS ，夹断电压UP 等；交流参数主要有低频跨导：
常数U △U △I g DS GS
D
m ==
3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线：
3DJ6F 的典型参数值及测试条件：
2、场效应管放大器性能分析
下图为结型场效应管组成的共源级放大电路：
（1）其静态工作点
（2）电压放大倍数
A V ＝－gmRL' ＝－gmRD // RL （3）输入电阻
Ri ＝RG ＋R1 // Rw1
（4）输出电阻
RO≈RD=R3+Rw2
式中跨导gm 可由特性曲线用作图法求得，或用以下公式计算。
)U U
(1U 2I g P GS P DSS m --
=
但要注意，计算时UGS 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，与实验四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，也可采用实验四中所述方法，但由于场效应管的Ri 比较大，如直接测输入电压US 和Ui ，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UO 来计算输入电阻。
测量电路如图所示：
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U01＝A VUS ；保持US 不变，再把K 掷向2（即接入R ），测量放大器的输出电压U02。
由于两次测量中A V 和US 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 02O102
i -=
式中R 和Ri 不要相差太大，本实验可取R 为5.1KΩ。
三、实验内容
1、静态工作点的测量和调整
关闭系统电源，按图连接电路。
调节信号源使其输出频率为1KHz 、峰峰值为200mv 的正弦信号Ui ，并用示波器同时检测Uo 和Ui 的波形，如波形正常放大未失真，则断开信号源，测量Ug 、Us 和Ud ，把结果记入下表中。
若不合适，
2、电压放大倍数A V 和输出电阻Ro 的测量
关闭系统电源，按图连接电路。
在放大器的输入端加入频率为1KHz 、峰峰值为500mv 的正弦信号Ui ，并用示波器同时观察输入电压Ui 输出电压UO 的波形。
在输出电压UO 没有失真的条件下，用交流毫伏表分别测量RL ＝∞和RL ＝4.7KΩ时的输出电压UO （注意：保持 Ui 幅值不变），记入下表。
3、Ri 的测量（测量方法同实验五）
按图4-2连接实验电路，选择合适大小的输入电压US （约50－100mV ），使输出电压不失真，测出输出电压Uo1，然后关闭系统电源，在输入端串入5.1K 电阻（本电阻数量级应为场效应管输入阻抗在同一数量级，以避免量化误差，此处5.1K 较小，但无法更改），测出输出电压Uo2，根据公式
R
U U U R 020102
i -=
求出 Ri ，记入下表中。
Uo1(V) Uo2(V) Ri(KΩ )
四、实验过程
1、按照电路图连接实际电路。
2、操作试验箱同时用万用表测出输入端和输出端电压，验证电路图逻辑是否正确。
3、观察波形图，并保存。
4、整理实验数据，将测得的A V 、Ri 、Ro 和理论计算值进行比较。
5、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。
五、实验结果及数据分析
3、Ri的测量
Uo1(V) Uo2(V) Ri(KΩ )
0.08210 0.07620 65.87
六、实验总结
通过此次实验我更加了解了结型场效应管的性能和特点，进一步熟悉了放大器动态参数的测试方法。
场效应管由于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。
