场效应管基本放大电路实验

4.1.2　场效应管基本放大电路实验

1）实验目的

（1）学习共源放大电路静态工作点的测量方法。

（2）学习放大器交流参数的测试方法。

（3）观察电容C_s对电路频率响应的影响。

2）实验原理

实验原理图如图4.1.2所示，该电路为场效应管共源放大电路，绝缘栅场效应管采用2N6755型号的，参数为默认值。图4.1.2电路的各项指标分析如下。

①放大器静态工作点为:

栅极电压U_G

栅—源电压U_GS:U_GS＝U_G－R_sI_D

图4.1.2　场效应管共源放大电路

漏—源电压U_DS:U_DS＝V_DD－I_D（R_s＋R_d）

②放大器动态性能指标为:

电压放大倍数:A_u＝－g_m（R_d∥R_L）

放大器输入电阻:r_i＝R_g＋（R_g1∥R_g2）

放大器输出电阻:r_o≈R_d

3）实验器材

（1）场效应管:增强型N沟道绝缘栅2N6755 1个；

（2）电阻:100kΩ、51kΩ各1个；10kΩ3个；1MΩ2个；

（3）可变电阻:100kΩ1个；

（4）极性电容:47μF 1个；0.1μF 2个；

（5）开关:2个；

（6）直流电压源；

（7）测试仪器仪表:信号发生器、示波器各1台，电压表5只，电流表1只。

4）实验内容及步骤

（1）按图4.1.2所示的连接方式创建电路，设置开关S₁、S₂均闭合，然后将其存盘保存。

（2）接通电源，调节信号发生器使输入正弦交流电:U_i＝10mV，f＝1kHz，用示波器观察输出波形是否失真，在波形不失真的情况下，用电压表V₂、V₃、V₄和电流表A₁测量静态工作点（将4个表各属性中的Value/Mode设置为DC），将结果填入表4.1.6中。

表4.1.6　数据记录表6

（3）用电压表V₁和V₅测量输出、输入电压（将2个表各属性中的Value/Mode设置为AC），将测量数据填入表4.1.7中。

表4.1.7　数据记录表7

4）开关S₂打开，将电阻R＝1MΩ串入电路，信号发生器取Us＝100mV，用表V₅测量Ui，计算输入电阻r_i，将结果填入表4.1.8中。

表4.1.8　数据记录表8

（5）用参数扫描分析法，观察电容C_s对电路频率特性的影响。

在“参数扫描分析”对话栏中，把电容C_s的电容值作为扫描参数，选择:扫描类型:Linear；初始值为5μF；终值为50μF；增量为20μF，其他项采用系统的默认值。对节点13（输出Uo）进行交流频率分析，绘出幅频响应波形。

5）实验报告要求

（1）分析电路工作原理。

（2）整理各项理论和实验数据，分析实验结果，得出结论，并画出相关的曲线图。

（3）将实验数据与理论值比较，分析误差原因，提出改进意见。

（4）回答思考题。

6）思考题

（1）计算栅极电压的理论值，并与步骤（2）中的测量值比较，差别大吗？为什么？如何测量才能使理论值与测量值一致？

（2）根据表4.1.7中的计算结果说明负载对放大器性能的影响。

（3）在步骤（4）中，如何观察得到不同C_s下的下限截止频率？