MOS晶体管小信号放大电路 |
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MOS晶体管小信号放大电路
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▌01 MOS放大电路 虽然现在有很多性能优越的OPAMP完成信号的放大，但是在信号频率比较高，或者信号动态范围比较大，信噪比要求比较特殊的情况下，还需要通过以晶体管为为核心进行信号调整电路的设计。 1.实验背景在 N-MOS 2N7002晶体管 中简单研究了如下图所示的小型号放大电路。它的信号增益在20 ~ 40左右。 前面电路实验具有以极点需要改进： 它的工作点取决于T1的导通电压，没有办法进行调整；它的增益还较小；这个电路的频率增益特性是什么呢？在信号大的时候，信号会出现失真。这主要是因为MOS的跨到之间是呈现平方关系，而不是线性关系。
下面通过将上述MOS信号小型号放大电路进行改进，通过实验研究一下它的相关的特性。
▌02 实验数据 1.测量Vg，Vd 简要的测量电路：
根据Rd=470Ω，Vdd=9V，可以计算出对应的Id ~ Vgs的关系：
取 1.25V ~ 1.85V之内的 Vgs,Id数据拟合如下函数： I d = a ⋅ ( V − V t ) 2 I_d = a \cdot \left( {V - V_t } \right)^2 Id=a⋅(V−Vt)2 数据你和之后，得到的表达式为： I d = 120.443 × ( V d − 1.518 ) I_d = 120.443 \times \left( {Vd - 1.518} \right) Id=120.443×(Vd−1.518)
输入电压：Vpp=0.1V，对应的有效值：0.0354V
可以计算出增益曲线变为： ▌结论 通过测试，基于2N7002的小信号放大电路的の放大能力。可以看到在高频段，基于2N2007的增益要远远大于一些小型的OPAMP。 ※ 附件 1.拟合MOS的Vgs，Id的曲线 #!/usr/local/bin/python # -*- coding: gbk -*- #============================================================ # DRAW1.PY -- by Dr. ZhuoQing 2021-02-17 # # Note: #============================================================ from headm import * from scipy.optimize import curve_fit #------------------------------------------------------------ setv, vdim = tspload('measure', 'setv', 'vdim') vcc = 9 rd = 470 printf(vdim) idim = [(vcc-v[0])/rd * 1000 for v in vdim] N=80 #------------------------------------------------------------ def linefun(x, a, b): bb = [a*(xx-b)**2 if xx>b else 0 for xx in x] return bb x = setv[:N] y = idim[:N] param = (100, 1.3) param, conv = curve_fit(linefun, x,y, p0=param) printf(param) yfit = linefun(x, *param) #------------------------------------------------------------ plt.plot(setv[:N], idim[:N], label='Origin') plt.plot(setv[:N], yfit, label='Fit') plt.xlabel("Vgs(V)") plt.ylabel("Ids(mA)") plt.grid(True) plt.legend(loc='upper left') plt.tight_layout() plt.show() #------------------------------------------------------------ # END OF FILE : DRAW1.PY #============================================================ 2.对于MOS进行扫频测量 #!/usr/local/bin/python # -*- coding: gbk -*- #============================================================ # TEST2.PY -- by Dr. ZhuoQing 2021-02-17 # # Note: #============================================================ from headm import * from tsmodule.tsvisa import * dm3068open() dg1062open() fdim = linspace(1000,1000000, 100) gifid = 8 textid = 9 acdim=[] tspgiffirst(gifid) for f in fdim: dg1062freq(1, f) time.sleep(1) acv = dm3068vac() printff(f, acv) acdim.append(acv) tspsave("measf", fdim=fdim, acdim=acdim) tspsettext(textid, 'F=%5.1f Hz'%f) tspgifrecord(gifid) plt.plot(fdim, acdim) plt.xlabel("Frequency(Hz)") plt.ylabel("Vout(V)") plt.grid(True) plt.tight_layout() plt.show() #------------------------------------------------------------ # END OF FILE : TEST2.PY #============================================================ SOT23转接板的AD工程文件:AD\Test\2021\SOT23Carrier\SOT23Carrier.PcbDoc ↩︎ |
在面包板上搭建测试电路：
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