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
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参数名称 |
饱和漏极电流
IDSS（mA） |
夹断电压
UP（V） |
跨 导
gm（µA/V） |
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测试条件 |
UDS＝10V
UGS＝0V |
UDS＝10V
IDS＝50µA |
UDS＝10V
IDS＝3mA
f＝1KHz |
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参数值 |
1～3.5 |
＜｜－9｜ |
＞100 |
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
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测量值 |
计算值 |
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UG（V） |
US（V） |
UD（V） |
UDS（V） |
UGS（V） |
ID（mA） |
UDS（V） |
UGS（V） |
ID（mA） |
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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
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测 量 值 |
计 算 值 |
ui和uO波形 |
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Ui（V） |
UO（V） |
AV |
RO（KΩ） |
AV |
RO（KΩ） |
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