实验四场效应管放大电路.doc

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 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。 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 10 9~ 10 12Ω,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 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U GS =0 时的漏极电流称为饱和漏极电流 I DSS 。当 U GS 变化到使 I D≈0 时,相应的 U GS 称为夹断电压 U P 。转移特性曲线的斜率称为跨导 g m ,显然 g m 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。 u i + - + - R g1 C 1 R W T 2 R g C s R d R g 2 R s R L C 2 C 4 R c R b R e1 R e2 C e + + C 3 T 1 μF 200kΩ 1MΩ 47kΩ 10 μF 3kΩ10 μF 10 μF 100 μF 10 μF 100Ω 500Ω 470KΩ 100kΩ 2 kΩ+15V +15V U DD G' u o 9013 2SK246 I D/ mA U DS /V 恒流区(放大区) 击穿区 U GS=0 U GS=- 1V U GS=- 2V U GS=- 3V U GS=- 4V 夹断区 0 I DSS U /V U1 )可变电阻区图 中的予夹断轨迹是各条曲线上,使 U DS=U GS-U P ,即 U GD=U P 的点连接而成的。 U GS 越大, 予夹断时的 U DS 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U GS 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。因此, 在该区域中, 通过改变 U GS 的大小, 可以改变漏源间的电阻阻值。所以把这个区域称为可变电阻区。 2 )恒流区图 中的予夹断轨迹的右边区域为恒流区。当 U DS>U GS-U P ,即 U GD<U P 时,各曲线近似为一组横轴的平行线。漏极电流 I D 基本不随 U DS 而变,故称此区域为恒流区。在恒流区内, 虽然 I D 不随 U