华中科技大学
《电子线路设计、测试与实验》实验报告
实验名称： 院（系）： 专业班级： 姓名： 学号： 时间： 地点： 实验成绩： 指导教师：
2016 年 11 月 01 日
集成运算放大器的基本应用 电信系 信卓1501 刘吉光 U201513471 2016.11.01 南一楼东303 王振
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一、实验目的
1、掌握MOSFET的正确使用方法
2、掌握用MOSFET共源级放大电路的安装与测试技术 3、掌握MOSFET的主要性能参数及其测试方法
二、实验元器件
类型 MOSFET 电阻 电容 型号（参数） 2N7000 1kΩ 100kΩ 10kΩ 5.1kΩ 240kΩ 47μf 4.7μf 1μf 数量 1片 1只 1只； 1只； 1只； 1只 1只 1只 1只
三、预习要求
1、复习MOS管的工作原理
2、复习静态工作点和小信号模型以及各参数的计算方法 3、实验之前先计算理论值 4、自拟实验数据表格
四、实验原理及参考电路
本实验采用2N7000金属半导体场效应管和电阻电容等构成基本放大电路
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五、实验内容
1、测试电路的静态工作点 接好电路。安装电路前先用万用表测试电阻值，检查无误后接通电源。用数字万用表的直流电压档测量VG 、VS、VD，计算静态工作点Q，填入表中。 VG/V 2.72 Rg1=98.9kΩ VS/V 1.15 Rg2=99.0kΩ VD/V 6.72 Rd=5.0kΩ IDQ/mA 1.15 Rs=1.0kΩ VGS/V 1.57 VDS/V 5.57 2、测试放大电路的输入输出波形和通带电压增益 检查无误后接通电源。调整信号源，使其输出峰峰值为30mV、频率为1kHz的正弦波，作为放大信号vi。分别用示波器的两个通道同时测试vi和vo，在实验报告上定量画出vi和vo的波形（时间轴上下对齐），分别测试负载开路和RL=5.1kohm两种情况下的vi和vo，填入表中。 负载情况 负载开路 RL=5.1kΩ Vipp/mV 30 30 Vopp/mV 980 540 |Av| 32.7 18.0 输入波形
|Av|理论值 35.2 19.2 相对误差 7% 6% 输出波形
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3、测试放大电路的输入电阻。 采用在输入回路串入已知电阻的方法测量输入电阻。由于MOSFET放大电路的输入电阻较大，所以当测量仪器的输入电阻不够大时，采用如图所示方法可以减小误差。R取值尽量与Ri接近（此处可取51k）。信号源不变，用示波器一个通道始终监视vi波形，另一个通道先后测量开关S闭合和断开时对应的输出电压vo1和vo2，则输入电阻为 Ri=R*vo2/（vo1-vo2）
测量过程要保证不出现失真现象
Vo1=960mV Vo2=600mV R=51kΩ 求得Ri=85kΩ 4、测试放大电路的输出电阻。
采用改变负载的方法测试输出电阻。分别测试负载开路输出电压vo’和接入已知负载RL时的输出电压vo，同样要保证不失真。RL越接近Ro误差越小。 Vo=560mV Vo’=1.02V RL=5.1kΩ Ro=4.19kΩ 5、测试放大电路的通频带
用示波器一个通道始终监视输入信号的峰峰值，保持输入波形峰峰值不变，用另一个通道测出输出波形的峰峰值。逐渐提高信号源的频率，观测输出波形的幅值变化，并相应适时调节示波器水平轴的扫描速率，保证始终能观测到清晰正常的正弦波。持续提高频率，直到输出波形峰峰值降为1kHz时的0.707倍，此时的频率即为上限频率fL，记录。测试过程必须时刻监视输入波形峰峰值，若有变化，需调节信号源幅值 BW=fH-fL f/Hz Vopp/mV |Av|
fL 37.41Hz 696mv 23.2 -- 1kHz 980mv 32.7 fH 241.2kHz 704mv 23.5 欢迎下载 4
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6、两种失真 失真波形 VG\\V VS\\V VD\\V IDQ\\mA VGSQ\\V VDSQ\\V 失真类型 1 ○3.72 1.99 2.16 1.99 1.73 0.17 截止失真 2 ○1.87 0.31 10.49 0.31 1.56 10.18 饱和失真 截止失真 饱和失真
7、使用OrCAD分析共源级放大电路，完成五项指标的仿真分析，并于实验结果进行比较。
静态工作点 Rp(set)=0.35
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输入电压
40mV0V-40mV0sV(VS) Time1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms
输出电压
2.0V0V-2.0V0sV(VL) Time1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms
幅频响应曲线
40(29.552,28.970)16.166,25.622)(6.3668K,31.976)(1.4030M,28.959)200-2010Hz100HzDB(V(RL:2)/V(Vi:+))1.0KHz10KHz100KHz Frequency1.0MHz10MHz100MHz
输入电阻的频率响应
80K(220.362,72.597K)40K(100.000M,609.764)010Hz100HzV(C1:2) / I(C1)1.0KHz10KHz100KHz Frequency1.0MHz10MHz100MHz
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输出电阻的频率响应
8.0K(985.800,5.0998K)4.0K010Hz100HzV(V2:+) / I(V2)1.0KHz10KHz100KHz Frequency1.0MHz10MHz100MHz
相频特征曲线
-100d(1.0145K,-178.432)-200d-300d-400d10Hz100HzP(V(VO)/V(Vi:+))1.0KHz10KHz100KHz Frequency1.0MHz10MHz100MHz
Rp=max 饱和失真
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12.0V(752.846u,11.999)11.8V11.6V(2.2529m,11.488)11.4V0sV(C6:2) Time1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms
Rp=min 截止失真
Vampl=1500mv
2.12V2.08V2.04V0sV(C6:2) Time1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms
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Vampl=2000mv
10V5V0V0sV(C6:2) Time1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms
8、撰写实验报告记录调试过程中出现的问题，分析原因。
（1）在调整静态工作点的时候，VD与VGS之中，二者总是不能同时满足要求，最终我发现VD稍大于6V时，MOS管同样能够正常放大信号，所以我判定当前静态工作点能够使MOS正常工作。
（2）在接入信号发生器时，发现示波器上波形有很多毛刺，并且波形不稳定。经检查后发现是地线没有接好，重新连接地线后波形形状大幅改善。
（3）在测量失真波形的时候，我发现如何调整电位器Rf，都不能出现很好的输出波形，所以我增大了输入信号的幅值，直到出现了比较好的失真波形
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