场效应管放大电路及分析方法

一、偏置电路

有自生偏置和混合偏置两种方法，表1电路I利用漏极电ID通过Rs所产生的IdRs作为生偏置电压，即Ugs=-IdRso可以稳定工作点。|IdRs|越大，稳定性能越好，但过负的偏置电压，会使管子进入夹断而不能工作。若采用如表2和表3混合偏置电路就可以克服上述缺陷。它们是由自生偏压和外加偏置组成的混合偏置，由于外加偏压EdRp（Rp为分压系数）提高了栅极电位，以便于选用更大的IdRs来稳定工作点，电路2、3中Rg的作用是提高电路输入电阻

二、图解法

图解法求电路的静态工作点如下：

表一常用场效应管放大电路

1 2 3 电路

图解法

等效电路

（1）写出直流负载线的方程为：Uds=Ed-Id(Rd Rs)=15-3.2Id

令ID=0，则UDS=15伏，在横坐标上标出N点，又令UDS=0，得ID=4.7毫安，在纵坐标上标出M点，将M、连接成直线，则MN就是直流负载线。

（2）画栅漏特性（转移特性）：根据负载线与各条漏极特性曲线的交点坐标，画出如下图B左边所示的ID=f(UGS)曲线称为栅漏特性。

（3）通过栅漏特性坐标原点作Tga=1/Rs的栅极回路负载线，它与栅漏特性相交于Q，再过Q点作横轴平行线，与栅漏负载线相交于Q’。由静态工作点Q和Q’读出：IDQ=2.5毫安，UGSQ=-3伏，UDSG=7伏，表1中的图解法与此相同。

三、等效电路分析法

场效应管的微变等电路示于下图，由场效应管放大电路写成等效电路的具体例子可参阅表一。根据等到效电路求电压放大倍数及输入，输出电阻的方法与晶体管电路相同。

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第二篇：场效应管放大器

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3－1所示为N沟道结

图3－1 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IDSS，夹断电压UP等；交流参数主要有低频跨导

　 

表3－1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。

表3－1

　　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

　　　　　　

中频电压放大倍数　　AV＝－gmRL＇＝－gmRD // RL

　　输入电阻　　　　　　Ri＝RG＋Rg1 // Rg2

　　输出电阻 RO≈RD

式中跨导gm可由特性曲线用作图法求得，或用公式

计算。但要注意，计算时UGS要用静态工作点处之数值。

图3－2 结型场效应管共源级放大器

　　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3－3所示。

图3－3 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U01＝AVUS；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AV和US保持不变，故

 由此可以求出

式中R和Ri不要相差太大，本实验可取R＝100～200KΩ。

　　三、实验设备与器件

　　1、＋12V直流电源　　　　2、函数信号发生器

　　3、双踪示波器　　　　　 4、交流毫伏表

　　5、直流电压表 　　 　6、结型场效应管3DJ6F×1

电阻器、电容器若干。

　　四、实验内容

　　1、静态工作点的测量和调整

1) 接图3－2连接电路，令ui＝0，接通＋12V电源，用直流电压表测量UG、US和UD。检查静态工作点是否在特性曲线放大区的中间部分。如合适则把结果记入表3－2。

2) 若不合适，则适当调整Rg2和RS，调好后，再测量UG、US和UD 记入表

3－2。

表3－2

　　2、电压放大倍数AV、输入电阻Ri和输出电阻RO的测量

　　1)　AV和RO的测量

在放大器的输入端加入f＝1KHz的正弦信号Ui（≈50～100mV），并用示波器监视输出电压u0的波形。在输出电压u0没有失真的条件下，用交流毫伏表分别测量RL＝∞和RL＝10KΩ时的输出电压UO（注意：保持 Ui幅值不变），记入表3－3。

表3－3

　　用示波器同时观察ui和uO的波形，描绘出来并分析它们的相位关系。

　　2)　Ri的测量

按图3－3改接实验电路，选择合适大小的输入电压US（约50－100mV），将开关K掷向“1”，测出R＝0时的输出电压U01，然后将开关掷向“2”，（接入R），保持US不变，再测出U02，根据公式

 求出 Ri，记入表3－4。

　　 　表3－4

　

　五、实验总结

　　1、整理实验数据，将测得的AV、Ri、Ro和理论计算值进行比较。

　　2、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。

　　3、分析测试中的问题，总结实验收获。

　　六、预习要求

　　1、复习有关场效应管部分内容，并分别用图解法与计算法估算管子的静态工作点（根据实验电路参数），求出工作点处的跨导gm。

2、场效应管放大器输入回路的电容C1为什么可以取得小一些（可以取

C1=0.1μF）？

　　3、在测量场效应管静态工作电压UGS时， 能否用直流电压表直接并在G、S两端测量？为什么？

　　4、为什么测量场效应管输入电阻时要用测量输出电压的方法？