電子技術(shù)實驗報告-實驗5場效應(yīng)管放大器

電子技術(shù)試驗報告—試驗5應(yīng)管放大器電子技術(shù)試驗報告實驗名稱：場效應(yīng)管放大器系別：班號：實驗者姓名：學(xué)號：實驗日期：試驗報告完成日期：名目\l“_TOC_250004“一、試驗?zāi)康?4\l“_TOC_250003“二、試驗原理 4場效應(yīng)管的主要特點 4結(jié)型場效應(yīng)管的特性 4自給偏置場效應(yīng)管放大器 6恒流源負載的場效應(yīng)管放大器 7場效應(yīng)管放大器參數(shù)測試方法 7\l“_TOC_250002“三、試驗儀器 9\l“_TOC_250001“四、試驗內(nèi)容 91.電路搭接 92.靜態(tài)工作點的調(diào)試測量 103.場效應(yīng)管放大參數(shù)測試 11\l“_TOC_250000“五、試驗小結(jié) 12一、試驗?zāi)康膶W(xué)習場效應(yīng)管放大電路設(shè)計和調(diào)試方法；把握場效應(yīng)管根本放大電路的設(shè)計及調(diào)整、測試方法。二、試驗原理場效應(yīng)管的主要特點場效應(yīng)管是一種電壓掌握器件，由于它的輸入阻抗極高〔一般可達上百兆、甚至幾千兆，動態(tài)范圍大，熱穩(wěn)定性好，抗輻射力量強，制造工藝簡潔，便于大規(guī)模集成。因此，場效應(yīng)管的使用越來越廣泛。場效應(yīng)管按構(gòu)造可分為MOS型和結(jié)型，按溝道分為N溝道和P溝道器件，按零柵壓源、漏通斷狀態(tài)分為增加型和耗盡型器件，可依據(jù)需要選用。那么，場效應(yīng)管由于良好接地。結(jié)型場效應(yīng)管的特性轉(zhuǎn)移特性〔掌握特性：反映了管子工作在飽和區(qū)時柵極電壓VS對漏極電流ID－ID對于VS的關(guān)系曲線即為轉(zhuǎn)移特性曲線。如圖1所示。由圖可知。當VGS=0IDSS，也稱為零柵漏電流。使ID=0VGS=VGS(TH)。⑵轉(zhuǎn)移特性可用如下近似公式表示：I ID

DSS

(1 V

)2(當0VGS

V)PGSGS(TH)GSIDSS和VGS(TH)的斜率為：IIVDmGSVD常數(shù)它反映了VGSID的掌握力量，是表征場效應(yīng)管放大作用的重要參數(shù)，稱為跨異。一般為〔。它可以由式1求得：2I V g DSS 1 GS m V V GS(TH) GS(TH)⑶輸出特性〔漏極特性〕反映了漏源電壓VDS對漏極電流ID2N由圖可見，曲線分為三個區(qū)域，即Ⅰ區(qū)〔可變電阻區(qū)，Ⅱ區(qū)〔飽和區(qū)，Ⅲ區(qū)〔截止區(qū)VS增加時ID〔恒流VSD〔受控，IDVDS的依靠程度，可以用動態(tài)電阻rDS表示為：Vr DSVDS I GSD

常數(shù)在一般狀況下，rDS在幾千歐到幾百歐之間。⑶圖示儀測試場效應(yīng)管特性曲線的方法：①連接方法：將場效應(yīng)管G、D、S分別插入圖示儀測試臺的B、C、E。②輸出特性測試：集電極電源為+10v,功耗限制電阻為1kΩ；X軸置集電極電壓1V/度，Y軸置集電極電流0.5mA∕度；與雙極型晶體管測試不同為階梯信號，由于場效0.2V∕度，則可測出場效應(yīng)管的輸出特性，并從特性曲線求出其參數(shù)。X0.2V∕效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性，并從特性曲線求出其參數(shù)。⑷場效應(yīng)管主要參數(shù)測試電路設(shè)計：①依據(jù)轉(zhuǎn)移特性可知，當VGS=0ID=IDSS3②依據(jù)轉(zhuǎn)移特性可知，當ID=0，VGS=VGS(TH)4自給偏置場效應(yīng)管放大器自給偏置N溝道場效應(yīng)管共源根本放大器如圖5所示，該電路與一般雙極型晶體管放大器的偏置不同，它利用漏極電流ID在源極電阻RS上的壓降IDRs即：VGSQ=-IDRSNRs作用。該電路主要參數(shù)為：RL

=RD‖RL‖rDSRi≈RG恒流源負載的場效應(yīng)管放大器gm6所示。它利用場效應(yīng)管工作在飽和區(qū)時，靜態(tài)電阻小、動態(tài)電阻較大的特性，在不提高電源電壓的狀況下，可獲得較大的放大倍數(shù)。場效應(yīng)管放大器參數(shù)測試方法⑴靜態(tài)工作點調(diào)試：同單極放大器調(diào)試方法；⑵電壓放大倍數(shù)測量：同單極放大器調(diào)試方法；⑶放大器頻率特性測量：同單極放大器調(diào)試方法；⑷輸入阻抗測量：放大器輸入阻抗為從輸入端向放大器看進去的等效阻抗，即：Ri=Vi/Ii該電阻為動態(tài)電阻，不能用萬用表測量。輸入阻抗Ri7測量圖中，R為測量Ri所串聯(lián)在輸入回路的電阻〔該電阻可依據(jù)理論計算RiRi同數(shù)量級而改由測量電壓進展換算，即：V V V V VI R S i，則：R i i Ri R R

i I V Vi S i上述測量方法僅適用于放大器輸入阻抗遠遠小于測量儀器輸入阻抗條件下。然而，場效應(yīng)管放大器輸入阻抗格外大，上述設(shè)計放大器要求：Ri>500kΩ，而毫伏表Ri約1MΩ，故測量將產(chǎn)生較大的誤差，同時將引入干擾。故不能用毫伏表測量Vi。同時，由于放大器輸出阻抗較小，毫伏表可直接測量。因而承受測量輸出電壓換算求Ri。當電路不串入RVi1=Vs，輸出測量值為：Vo1=Av*Vi1=Av*Vs；i 當電路傳入R時，V R i i2 RR iV Av*V

RAv* i VO2 i2

RR Si由于同一放大電路，其放大倍數(shù)一樣，令上述兩式相除進展整理可得：VVR O2 RVi VO1 O25所示，在輸入回路不串接R假設(shè)輸出回路不并接負載RL，則輸出測量值為：Vo∞；假設(shè)輸出回路并接負載RL，則輸出測量值為：VOLRo。V V V V V R OI

OL

O1RO VO OL

/R V LOL在上述輸入阻抗、輸入阻抗測量時，應(yīng)保證輸出波形不失真。三、試驗儀器示波器 1臺函數(shù)信號發(fā)生器 1臺直流穩(wěn)壓電源 1臺數(shù)字萬用表 1臺1臺溝通毫伏表 1臺四、試驗內(nèi)容電路搭接+12VRs1kΩ電位器。搭接留意事項：①要充分利用面包板的構(gòu)造，使用完量少的導(dǎo)線。特別留意，面包板中間兩排橫排2550。②插入電阻電容器時，要留意不要使它們的腳遇到一起，造成短路，盡量分開來，不要穿插。三極管的三只腳中的E、C，可以先彎曲成豎直再插進小孔。③在搭接前，留意檢查電器件與滑動變阻器的好壞。④留意識別電阻的色環(huán)，不要弄錯。⑤留意檢查電容器的極性是否接反。23。3靜態(tài)工作點設(shè)計、測量測量測量計算靜態(tài)工作點實際測量值〔仿真值〕VDQ6.002VVGQ0.20mVVSQ0.5050VIDQ VDS VGS0.9197mA 5.497V -0.5048V6V1.244mV768.705mV0.881mA5.231V-0.7675V實際值計算過程：(試驗中由萬用表測得)誤差分析：(試驗中由萬用表測得)場效應(yīng)管元器件制造工藝的定位誤差和加工誤差，導(dǎo)致原件試驗中的元器件實際性能與期望性能存在誤差；搭接的試驗電路用到的導(dǎo)線和電容電阻等元器件存在誤差，且測量時電壓值始終不穩(wěn)定，造成較大的測量誤差；所測電壓過小，試驗用的“四位半”數(shù)字表的數(shù)據(jù)存在測量誤差。3.場效應(yīng)管放大參數(shù)測試⑴參照單級放大器參數(shù)測試方法，選擇適宜的輸入信號，自擬試驗步驟測量放大倍數(shù)。⑵參照輸入阻抗測試方法，選擇適宜的串接電阻R，自擬試驗步驟測量輸入阻抗。R=0R=620K試驗值R=0R=620K試驗值Vi=VS107.28mVVo∞ VOL V011.058V 661mV V02336mV仿真值212.123mV 2.557V 1.542V 1.542V772.436mVf=2kHzVP-P=300mV仿真測試電路：仿真計算過程：試