场效应管
结型场效应管共源放大电路
一、实验目的
1.了解结型场效应管的可变电阻特性。
2.掌握共源放大电路的特点。
二、实验仪器设备
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名 称 |
参考型号 |
数量 |
用 途 |
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低频信号发生器 |
XD2 |
1 |
作信号源 |
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万用表 |
MF50型或DT890B型数字万用表 |
1 |
测量放大器静态值等 |
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晶体管毫伏表 |
DA16B |
1 |
测Vi和Vo |
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稳压电源 |
HH1713型 |
1 |
直流电源 |
三、实验原理
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图2.4.1结型场效应管的输出特性 |
图2.4.2测量rds的实验参考电路 |
1、.结型场效应管用作可变电阻
N沟道结型场效应管的输出特性如图2.4.1所示。由图可见，在预夹断前，若UGS不变，曲线的上升部分基本上为过原点的一条直线，故可以将场效应管d、S之间看为一电阻
(2.4.1)
显然，改变 GS值，可以得到不同的rds值。预夹断后曲线近于水平，这就是饱和区。场效应管作放大器用时通常就工作在这个区域。测量rds的实验参考电路如图2.4.2所示。图中 为1kHZ的交流电压，VGG为直流电源。 考虑到d、S间的回路电流
(2.4.2)
2、分压式自偏压共源放大电路
分压式自偏压共源放大电路如图2.4.3所示。静态时
(2.4.3)
考虑到图2.4.4所示的转移特性,可用下式表示
(2.4.4)
和
(2.4.5)
将式(2.4.3)和(2.4.4)联立求解,即可求出静态工作点。
图2.4.3所示共源放大电路的电压放大倍数为
(2.4.6)
输入电阻
(2.4.7)
输出电阻
（2.4.8）
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图2.4.3 分压式自偏压共源放大电路 |
图2.4.4 场效应管转移特性 |
四、实验内容及方法
1、测量场效应管的可变电阻
(1) 按图2.4.2接线,Rd用100 kΩ电位器或电阻箱。
(2) 令VGS = 0，调节Vi在0～100mV范围内变化，读出V2和V1值，按式（2.4.2）算出rds之值，并将数据填入表2.4.1中。
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Vi(mV) |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
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VGS=0 |
V2 |
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V1 |
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rds |
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VGS= Vp/4 |
V2 |
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V1 |
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rds |
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VGS= Vp/2 |
V2 |
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V1 |
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rds |
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VGS=3Vp/4 |
V2 |
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V1 |
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rds |
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(3) 令VGS=Vp/4、Vp/2和3Vp/4，重复实验步骤(2)
2、共源放大电路
（1）按图2.4.3接线。
（2）测量静态工作点。
接通电源VDD，使Vi = 0（输入端接地），测量VG、VS、VD，算出VDS和ID[=VS/(RS1+RS2)]，填入表2.4.2中。
（3）测量电压放大倍数。 输入 1KHZ，有效值为0.2V的正弦电压，测出输出电压Vo，并计算出A ，填入表2.4.3中。
（4）测量输出电阻Ro。 将RL开路，测量对应的输出电压， ,填入表2.4.3中，并根据实验步骤（3）和（4）的结果及
计算出Ro，填入表2.4.3中。
表2.4.2
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VG(V) |
VS(V) |
VD(V) |
VDS(V) |
ID(mA) |
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表2.4.3
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Vi(V) |
Uo(V)(RL=10kΩ) |
Uo'(V)(RL=∞) |
Ro(kΩ) |
Au( RL=10kΩ) |
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五、实验报告
1、根据实验内容1中Vi=40mV测得的数据，以rds为纵坐标，以 为横坐标，做出rds＝f （uGS ）关系曲线。
2、计算出 由0变化到3Vp/4时，rds如何变化？
3、比较实测静态工作点与根据实际的结型场效应管参数,用式(2.4.3)和(2.4.4)联立求解所得值之间的误差，分析产生误差原因。
4、将Au 、Ro的实验值与根据实际的结型场效应管参数和图2.4.3所示电路计算的理论值进行比较。
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