1)实验目的
(1)熟悉场效应管的特点。
(2)学习场效应管特性曲线的测试方法。
(3)掌握场效应管放大电路静态工作点调试及电路主要参数的测试方法。
2)实验设备
(1)MDS-Ⅴ模拟电路实验系统 一台
(3)函数信号发生器(YB1603P)一台
(4)双踪示波器(YB4320C)一台
(5)晶体管毫伏表(YB2172/2173)一台
(6)指针式万用表(MF-47)一只
(7)晶体管图示仪(YB4812)一台
3)实验原理
场效应管是一种电压控制电流的器件,具有输入电阻高、热稳定性好、抗辐射能力强、噪声系数小等特点,在集成电路中得到了广泛的应用。场效应管按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。结型场效应管分为N沟道和P沟道两种,绝缘栅型场效应管也有N沟道和P沟道之分,而且每一类又分为增强型和耗尽型两种。
与三极管相类似,场效应管有截止区(即夹断区)、恒流区(即放大区)和可变电阻区三个工作区域。在恒流区,可将iD看成受电压uGS控制的受控恒流源。
图3.14 场效应管的偏压电路
如图3.14所示为结型场效应管自偏压放大电路,适用于结型场效应管或耗尽型场效应管,它依靠漏极电流ID在RS、RPS上的电压降提供栅极偏压,即UGS=-ID(RS+RPS)。RD的作用与共射放大电路中RC的作用相同,将漏极电流iD的变化转换成电压uDS的变化,从而实现电压放大。栅极电阻RG用以构成栅源之间的直流通路,若RG太小,会影响放大电路的输入电阻。CS为旁路电容,用以减少RS、RPS对放大倍数的影响,即静态时稳定静态工作点,动态时使电压放大倍数不会下降。
4)实验内容
(1)场效应管特性曲线的测试(www.daowen.com)
本实验系统选用的场效应管为3DJ7,可用YB4812型晶体管特性图示仪测出其饱和漏极电流IDSS和夹断电压UP的值。
(2)静态工作点调试
①在本实验系统上选择“场效应管放大电路”单元,在漏极上串入一直流电流表(可用万用表电流挡,注意极性),检查无误后接通+12 V电源。
②调节RPS使静态无输入信号时的ID=0.5 mA,用万用表(最好为数字式万用表)测量UG、UD、US,完成表3.8,并与理论计算结果进行比较。
表3.8 静态工作点测试
(3)放大倍数的测量
①在输入端接入正弦波信号Ui(f=1 kHz),改变Ui,测出对应的输出电压Uo值,记入表3.9中。并计算Au的平均值,与理论计算结果进行比较。
表3.9 场效应管参数测试表
②调节RPS使静态电流ID=0.6 mA,重复上述过程,并记录数据。
5)预习要求
复习场效应管放大电路的工作特点。
6)实验报告
(1)写出实验步骤,画出测量原理框图。
(2)列写测量结果,并与普通晶体管组成的共射极电路的主要参数相比较,试比较两类器件的特点。
7)思考题
(1)N沟道增强型MOS管能否采用本实验电路图?为什么?
(2)N沟道结型场效应管UGS为正值时会产生什么情况?
(3)在本实验电路图中的隔直电容C1为什么可以选用0.047 μF,而双极型三极管低频放大电路中的Cb1为什么不能选用如此小的电容?
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