实验二由分立元件构成的负反馈放大电路一、实验目的1•了解N沟道结型场效应管的特性和工作原理；2•熟悉两级放大电路的设计和调试方法；3•理解负反馈对放大电路性能的影响。
二、实验任务设计和实现一个由N沟道结型场效应管和NPN型晶体管组成的两级负反馈放大电路。
结型场效应管的型号是2N5486,晶体管的型号是9011。
三、实验内容1.基本要求：利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。
（1）静态和动态参数要求1）放大电路的静态电流I DQ和I CQ均约为2mA结型场效应管的管压降U G DQ< - 4V ，晶体管的管压降U C EQ= 2〜3V;2）开环时，两级放大电路的输入电阻要大于90k Q,以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 >120 ;3）闭环电压放大倍数为A usf二U°,.U s、-10。
（2）参考电路1）电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示，R模拟信号源的内阻；R为反馈电阻，取值为100 k Q oRt图1电压并联负反馈放大电路方框图2）两级放大电路的参考电路如图2所示。
图中％选择910k Q, R1、R2应大于100k Q;G〜G容量为10疔，C e容量为47犷。
考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应，应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R，见图2，理由详见五附录一2”。
i㈡RT井肘成大电谿图2两级放大电路实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。
（3）实验方法与步骤 1）两级放大电路的调试a. 电路图：（具体参数已标明）b. 静态工作点的调试实验方法：用数字万用表进行测量相应的静态工作点，基本的直流电路原理。
第一级电路：调整电阻参数， R^^4.2kQ ，使得静态工作点满足：I D 哟为2mA U G DQ <-4V 。
记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据（I DQ , U G SQ LA ，U S 、U G D Q 。
实验中，静态工作点调整，实际-4k '1第二级电路：通过调节 氐，&2 : 40^ 1 ,使得静态工作点满足：I CQ 约为2mA U C EQ = 2〜 3V 。
记录电路参数及静态工作点的相关数据（| CQ L C EQ ）。
实验中，静态工作点调整，实际R b^41k 11c. 动态参数的调试输入正弦信号 U S ，幅度为 10mV 频率为10kHz ，测量并记录电路的电压放大倍数A1 =U °1 -U s 、A =U o.. U s 、输入电阻R 和输出电阻R °oXSC1Rf1 100k| ?-VCC[12VRf 100k|?VCCRg2 300k| ?Rg3—910k|? Rg1 300k| ?Q22N5486?b22C氷R 3MRF9011LT1_A*?2口R3Rb1 15k| ?h > Re1.2k| ?Ce 47uF测量值7.8mV 10mV -1.57V 0.78 -157输入电阻: 测试电路:开关闭合、打开，分别测输出电压V o1和V °2，代入表达式:V o1V o2R测量值1.57V0.77V96.25kom输出电阻: 测试电路:7R1 -AAAn 100k|? J1 Rg2 300kVCCVCC12VKey = ARg3 910k| ?Q2r2N54864Rb2 41k QRf100k| ?C2-I卜Rc 3.3k|?C3110uFQ1MRF9011LT1_A*Q s k R4Rb1 15k|?Re 1.2k|?Ce * 47uFJR iXFG1XSC1G T10uFC110uFXFG1100k|? J1 Key = AC2 10uF—V1 ——0 V输入正弦信号U S ，幅度为 100mV 频率为 10kHz ,测量并记录闭环电压放大倍数A usf 二U °.U s 、输入电阻R f 和输出电阻Rf 。
实验中，取R=10kom 电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值）U sU oA usf测量值100mV-0.95V-9.5输入电阻: 测试电路:记录此时的输出： V o i =0.79VR o=（学 _1）R 二（旦-1 ） 3^ -2.96k-1V o 0.792）两级放大电路闭环测试在上述两级放大电路中，引入电压并联负反馈。
合理选取电阻 得闭环电压放大倍数的数值约为10。
电路图：R （ 9.4k 「）的阻值，使Rs 4k QRf100k| ?Ce 47uFRg1 300kQ910k| ? 10uF2N5486 64XSC1C2T 卜VCC12VC310uFQ12Rb241k QRc 3.3k|?Re 1.2k|?Rb1 15k|?MRF9011LT1_A丄记录数据:V iV 「R i测量值5.4mV100mV571om输出电阻: 测试电路:-0记录此时的输出：v ol = 0.75V8R1 10k QRg2 300k Q5 Rg3910k| ?Rg1 300k QVCCQ22N5486C2T 卜VCC12V测量原理为:iV/-V iRb2 41k QRc 3.3k|?C3卄10uFQ1MRF9011LT1_ARf100k| ?Rs 4k QRb1 15k|?Re 1.2k|? Ce 47uF(R1此时为10kom )XFG18R1 o- o-Rg2 300k|?VCCQ212V10k|?C1-I卜5 Rg3 910k| ? —占42N5486Rg1 300k|?C2-lb-Rb2 41k|?RcQ1Rs 4k|?Rb1 15k|?C310uFMRF9011LT1_ARe 1.2k|?Ce土 Rf100k| ?R2 1k|?XFG1XSC1G TC1 10uFXSC1-1)R L=(095-1)1^1=267'10.75丄提示1闭环测试时，需将输入端和输出端的等效负载R f断开。
提示2：输入电阻R f指放大电路的输入电阻，不含R。
2.提高要求：电流并联负反馈放大电路参考实验电路如图3所示，其中第一级为N沟道结型场效应管组成的共源放大电路；第二级为NPN型晶体管组成的共射放大电路。
输入正弦信号U S,幅度为100mV频率为10kHz,测量并记录闭环电压放大倍数A usf -U^ U S、输入电阻R f和输出电阻R Of。
otm ItoV12V >Rd>Rbln输入电阻: 测试电路:C2-I卜LOuF^LOkOhi47i±F>Plj2>L5kaJiii.JU2 C4DrOha 土旳店RC-AAA-%0ha-C5—-II-lottur图3电流并联负反馈放大电路U s U o A usf 测量值100mV0.919.1电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值）记录数据:V iV 「R f测量值7.9mV100mV257om输出电阻： 测试电路：记录此时的输出：V ol = 0.50VXFG1心IJ V ii 訂fRg 910k|I VCCRd I3.6k| ?' C2<HI ——-Rb2 40k|? |Q210uF2N5486 6测量原理为:Rs 1.2k|?C3 47uFRb1 15k|?VCC12VRc 3.3k|?Q1e1R002Re2 1k|?MRF9011LT1100uFC4 47uFRf 2k|?VCC12VVCCR1 3k| ? C119{I- 4110uFRg 910k| ?Rd 3.6k| ?C2?b2oklR4CRc 3.3k|?C6Q2 10uF2N5486 6Rs 1.2k| ?C3 47uF?Rb11Q110uFMRF9011LT1_A C5 -II-100uF10 Re1 200|?Re2 1k|?C4丰 47uFRf 2k|?11R2 4k|?0.917R L F-1) 4 k 1 1 3.28k 1 1XSC1XFG1四、负反馈对电路性能的影响电压放大倍数：负反馈电路可以稳定放大倍数，因为其放大倍数仅决定于反馈网络，但是相比开环放大电路,负反馈电路会减小电压放大倍数。
改变输入电阻：串联负反馈增大输入电阻；并联负反馈减小输入电阻。
改变输出电阻：电压负反馈减小输出电阻；电流负反馈增大输出电阻。
频率响应：负反馈电路可以展宽频带。
五、思考题1.在图2中，为了使场效应管放大电路的静态工作电流为应该在什么范围内取值？请结合仿真结果进行分析。
答：仿真结果如下:1.5mA~2.5mA,源极电阻R£夢Grapher View £ile Edit yiew ToolsCircuit!Device Parameter Sweep:则为了使场效应管放大电路的静态工作电流为1.5mA~2.5mA 源极电阻R 取值范围是：3.2~5.7k 「2•已知实验室配备的万用表内阻约为1M Q,实验中调试图2所示共漏放大电路的静态工作点时，为什么通过测量 A 点电位来得到栅极电位，而不直接测栅极电位？ 答：因为当内阻约为1M Q 的万用表接在场效应管的栅源之间时，其内阻与场效应管的输入电阻 (很大)可比，因此输入电流会部分流过万用表而改变场效应管的静态工作点，因此会改变其栅极电位，使测量结果错误。
而测量 A 点电位时，因旁路电阻仅为 150 左右，大部分 电流仍流过旁边的支路，因此并上万用表不会影响其工作状态。
六、附录1. N 沟道结型场效应管型号和主要参数实验中采用的2N5486为N 沟道结型场效应管，参数典型值为: U G S (off ) =一 3〜一 4V , I DSS = 8 〜14mA2N5486采用TO-92封装，俯视图如图 4所示。
2•反馈网络的负载效应在图1所示电路中，反馈电阻R 的电流/ U i-U o U i ( U o ) I R f 一。
- (~)说明：R 的电流既取自于输入信号，又取自于输出信号；即表明反馈网络对负反馈放大电路 的基本放大电file Edit yiew Tools□ s? H需噩届匚 吳匡］脸⑥1(*1). rrs resi5tarce*S755.11.48478 m ITS resistarc&=5S1€.331.47024 m I ：v1). ns resi5tarce=5S77.551.45600 m I v1 , rra resi5tarce=533B.T B1.44202 m Ifv1). n? re3tstarce=6KK )142832 m42 Parameter SweepI(v1). ITS rssigtance=5510-2 IR1 . rra resi5tarce=5571.43Ifvl). ns resistance=5€32 65 1.54533 m1.5302Dm151475m |45~ l(v1X ms resi5tarce-5693 881 49961 m Selected Diagram:Device Parameter Sweep:图4 2N5486俯视图路具有负载效应。