CN111162765B - 一种实验用mosfet管和bjt管级联电压放大电路 - Google Patents

一种实验用mosfet管和bjt管级联电压放大电路 Download PDF

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Abstract

本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，包括MOSFET管Q1、BJT管Q2、偏置电位器RW1和RW2、第一和第二电源正、电源地和电源正；MOSFET管Q1的漏极经负载电阻R4接于第一电源正上，源极依次经电阻R5和电阻R6接于电源地上，栅极依次经电容E2和电阻R1接于输入信号端in上；BJT管Q2的集电极经负载电阻R10接于第二电源正上，发射极依次经交直流负反馈电阻R11、直流反馈电阻R12接于电源地上，基极经电阻R9接于偏置电位器RW2的可变电阻端。本发明的电压放大电路，调节RW1和RW2可观察MOSFET管和BJT管的单管或级联放大状态，有利于学生充分理解和掌握MOSFET管和BJT管的工作特性，有益效果显著，适于应用推广。

Description

一种实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路
技术领域
本发明涉及一种电压放大电路，更具体的说，尤其涉及一种实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路。
背景技术
金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor, MOSFET），是一种广泛应用于模拟电路和数字电路中的场效应晶体管，BJT是双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor）的缩写，又称为双载子晶体管。MOSFET和BJT均可工作于饱和失真、截止失真和正常放大三种工作状态之一，在实验教学过程中，需要学生认识和掌握MOSFET和BJT的工作原理，以便日后进行应用。但目前还没有一种可实现MOSFET管单管放大、BJT管单管放大以及两者级联放大的实验电路和实验设备。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路。
本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，包括MOSFET管Q1、BJT管Q2、偏置电位器RW1、偏置电位器RW2、第一电源正、第二电源正、电源地和电源正；其特征在于：所述MOSFET管Q1的漏极经负载电阻R4接于第一电源正上，Q1的源极依次经交直流负反馈电阻R5和直流反馈电阻R6接于电源地上，电阻R6的两端并联有交流旁路电容E3，Q1的栅极依次经输入隔直电容E2和电阻R1接于输入信号端in上；Q1的栅极经输入隔离电阻R3接于偏置电位器RW1的可变电阻端，RW1的两端分别接于第一电源正和电源地上，第一电源正与电源地之间连接有滤波电容E1；Q1的漏极上连接有输出隔直电容E4，电容E4依次经针座JP2和Q1的交流负载电阻R7接于电源地上；
BJT管Q2的集电极经负载电阻R10接于第二电源正上，Q2的发射极依次经交直流负反馈电阻R11、直流反馈电阻R12接于电源地上，电阻R12的两端并联有交流旁路电容E9，Q2的基极经输入隔离电阻R9接于偏置电位器RW2的可变电阻端，RW2的两端分别接于第二电源正和电源地上，第二电源正与电源地之间连接有滤波电容E6；Q2的集电极端连接有输出隔直电容E8，电容E8依次经针座JP7和交流负载电阻R13接于电源地上；Q2的基极连接有隔直电容E7；
电容E4经针座JP3与电容E7相连接，Q1的源极依次经交流负反馈支路电容E5、针座JP4、级联反馈电阻R8与Q2的集电极相连接；电源正与第一电源正、第二电源正之间分别串联有针座JP6、针座JP5。
本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，包括由二极管D1、发光二极管D2和电阻R14组成的电源反接报警保护电路，二极管D1的阴极与针座JP6和针座JP5相连接，阳极与电源正相连接；发光二极管D2的阴极接于电源正上，阳极经电阻R14接于电源地上。
本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，包括由稳压二极管DZ2、电阻R15和发光二极管D3组成的超压报警电路，稳压二极管DZ2的阴极接于电源正上，DZ2的阳极经电阻R15接于发光二极管D3的阳极，D3的阴极接于电源地上。
本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，包括由发光二极管LD1和发光二极管LD2组成的放大指示电路，LD1的阳极接于第一电源正上，LD1的阴极经电阻R16接于电源地上，LD2的阳极接于第二电源正上，LD2的阴极经电阻R17接于电源地上。
本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，所述电阻R1与输入隔直电容E2的连接处依次经针座JP1和电阻R2接于电源地上，电阻R2与电阻R1的比值为1:100。
本发明的有益效果是：本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，通过对第一、第二电源正进行单独或者同时供电，可实现MOSFET管的单管放大、BJT管的单管放大或者两者的级联放大，便于根据教学需要带领学生进行相应的实验；MOSFET单管放大实验时，将针座JP2短接后并外接示波器，通过调节偏置电位器RW1可改变MOSFET管栅极的电压大小，通过示波器可观察MOSFET管的饱和失真、截止失真和正常放大状态；在BJT单管放大时，将针座JP7短接并外接示波器，通过调节偏置电位器RW2可改变BJT基极的电压大小，通过示波器可观察BJT管的饱和失真、截止失真和正常放大状态；级联放大时，JP2断开、JP7短接并外接示波器，调节RW1和RW2可观察MOSFET管和BJT管的级联放大状态，有利于学生充分理解和掌握MOSFET管和BJT管的工作特性，有益效果显著，适于应用推广。
附图说明
图1为本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路的电路图。
图中：1 MOSFET管Q1，2 BJT管Q2，3第一电源正，4第二电源正，5电源地，6电源正。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路的电路图，其包括MOSFET管Q1（1）、BJT管Q2（2）、第一电源正3、第二电源正4、偏置电位器RW1、偏置电位器RW2、电源地5、电源正6，电源正6分别经针座JP6和针座JP5与第一电源正3和第二电源正4相连接，JP6和JP5均采用两针的针座，只有将短接块插在针座上时其所在回路才可导通。这样，在针座JP6和JP5上选择性地插入短接块，可实现电源正6对第一电源正3和第二电源正4的单独或者同时供电，进而实现MOSFET管和BJT管的单管放大或者级联放大。
MOSFET管Q1的漏极经Q1的负载电阻R4接于第一电源正3上，Q1的源极依次经交直流负反馈电阻R5和直流反馈电阻R6接于电源地5上，电阻R6的两端并联有交流旁路电容E3，以实现Q1输出端的交流和直流的负反馈。Q1的栅极经输入隔离电阻R3接于偏置电位器RW1的可变电阻端，RW1的两端接于第一电源正3和电源地5上，这样，通过调节电位器RW1可改变MOSFET管Q1栅极的电压大小，使其工作于饱和失真、截止失真和正常放大工作状态。
Q1的栅极经输入隔直电容E2、电阻R1与输入信号in相连接，Q1的栅极与电源地5之间连接有稳压管DZ1，DZ1的阴极与Q1的栅极相连接，DZ1的阳极接于电源地5上，稳压管DZ1实现对MOSFET管Q1的保护作用，当Q1栅极端的电压过高时，稳压管DZ1被反向击穿，避免Q1栅极端的电压过高。电阻R1与电容E2的连接处还经针座JP1、电阻R2与电源地相连接，图中电阻R2与R1的比值为1:100，当JP1短接，通过 R1、R2的作用使输入信号衰减100倍，如果要求提供给Q1在JP2断开时相同幅度的输入信号，就必须将经R1引入的信号的幅度提高100倍，这样大大增强了系统的抗干扰能力。
MOSFET管Q1的漏极依次经输出隔直电容E4、针座JP2和Q1的交流负载电阻R7与电源地5相连接，电容E4实现Q1输出端的隔离直流输出交流信号的作用，在MOSFET管Q1单管放大时，将针座JP2短接。所示第一电源正3与电源地5之间设置有由发光二极管LD1和电阻R16组成的放大指示电路，放光二极管LD1的阳极接于第一电源正3上，阴极经电阻R16接于电源地5上，这样，当针座JP6短接后，电源正6与第一电源正3之间的连接接通，放光二极管LD1通电发光，表征MOSFET管Q1的放大电路工作。第一电源正3与电源地5之间连接有滤波电容E1，以保证第一电源正3的电压稳定。
所示BJT管Q2的集电极经Q2的负载电阻R10接于第二电源正4上，Q2的发射极依次经交直流负反馈电阻R11、直流反馈电阻R12接于电源地5上，电阻R12的两端并联有交流旁路电容E9，以实现Q2输出端的直流和交流反馈。Q2的基极经输入隔离电阻R9接于偏置电位器RW2的可变电阻端，RW2的两端分别接于第二电源正4和电源地5上，这样，通过调节电位器RW2可改变BJT管Q2基极的电压大小，使其工作于饱和失真、截止失真和正常放大工作状态。Q2的基极还经输入隔直电容E7和针座JP3与输出隔直电容E4相连接，在MOSFET管Q1和BJT管Q2级联放大时，将针座JP3短接，可实现输入信号的二级放大。
所示BJT管Q2的集电极依次经输出隔直电容E8、针座JP7和Q2的交流负载电阻R13接于电源地5上，在BJT管单管放大或者BJT管和MOSFET管级联放大时，将针座JP7短接，实现交流放大信号的输出。所示Q2的集电极依次经级联反馈电阻8、针座JP4、交流负反馈支路电容E5与Q1的源极相连接，在BJT管和MOSFET管级联放大时将针座JP4短接，以实现的交流负反馈。所示第二电源正4与电源地5之间连接有滤波电容E6，以保证第二电源正4端电压的稳定性。第二电源正4与电源地6之间还设置有由发光二极管LD2和电阻R17组成的放大指示电路，发光二极管LD2的阳极接于第二电源正4上，LD2的阴极经电阻R17接于电源地5上，在BJT管Q2单管放大或者Q1和Q2级联放大时，针座JP5经短接块短节，电源正6与第二电源正4接通，LD2发光，用于表征Q2所在的放大电路处于工作状态。
所示的二极管D1、发光二极管D2和电阻R14组成了电源反接报警保护电路；二极管D1的阳极接于电源正6上，阴极与针座JP6和JP5均相连接，这样，当电源反接接时，二极管D1不导通，起到了对Q1所在放大电路和Q2所在放大电路的保护作用。二极管D2的阴极接于电源正6上，阳极经电阻R14接于电源地5上，这样，当电源反接后，二极管D2导通，实现发光报警。所示的稳压二极管DZ2、电阻R15和发光二极管D3组成了超压报警电路，稳压二极管DZ2的阴极接于电源正6上，DZ2的阳极经电阻R15接于发光二极管D3的阳极，D3的阴极接于电源地5上，当电压超过13V时，稳压二极管DZ2，发光二极管D3点亮，实现超压报警。
MOSFET管Q1单管放大时：仅插座JP6、JP2短接，其余插座处于断开状态，输入信号in接于R1上，JP2接示波器，以观察放大输出的信号；通过调节偏置电位器RW1可使Q1工作于饱和失真、截止失真和正常放大工作状态。单管放大时，JP1仅在放大倍数较大时需短接。
BJT管Q2单管放大时：仅插座JP5、JP7短接，其余插座处于断开状态，输入信号经插座JP3右侧的针接入，JP7接示波器，以观察放大输出的信号；通过调节偏置电位器RW2可使Q2工作于饱和失真、截止失真和正常放大工作状态。单管放大时，JP1仅在放大倍数较大时需短接。
Q1和Q2级联放大时：JP3、JP4、JP5、JP6和JP7均短接，JP2断开，JP1短接时可以提高抗干扰能力，输入信号in接于R1上，JP7接示波器，以观察放大输出的信号；通过调节偏置电位器RW1、偏置电位器RW2对Q1和Q2的放大状态分别调节。单管放大时，JP1仅在放大倍数较大时需短接。

Claims (5)

1.一种实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，包括MOSFET管Q1（1）、BJT管Q2（2）、偏置电位器RW1、偏置电位器RW2、第一电源正（3）、第二电源正（4）、电源地（5）和电源正（6）；其特征在于：所述MOSFET管Q1的漏极经负载电阻R4接于第一电源正上，Q1的源极依次经交直流负反馈电阻R5和直流反馈电阻R6接于电源地上，电阻R6的两端并联有交流旁路电容E3，Q1的栅极依次经输入隔直电容E2和电阻R1接于输入信号端in上；Q1的栅极经输入隔离电阻R3接于偏置电位器RW1的可变电阻端，RW1的两端分别接于第一电源正和电源地上，第一电源正与电源地之间连接有滤波电容E1；Q1的漏极上连接有输出隔直电容E4，电容E4依次经针座JP2和Q1的交流负载电阻R7接于电源地上；
BJT管Q2的集电极经负载电阻R10接于第二电源正上，Q2的发射极依次经交直流负反馈电阻R11、直流反馈电阻R12接于电源地上，电阻R12的两端并联有交流旁路电容E9，Q2的基极经输入隔离电阻R9接于偏置电位器RW2的可变电阻端，RW2的两端分别接于第二电源正和电源地上，第二电源正与电源地之间连接有滤波电容E6；Q2的集电极端连接有输出隔直电容E8，电容E8依次经针座JP7和交流负载电阻R13接于电源地上；Q2的基极连接有隔直电容E7；
电容E4经针座JP3与电容E7相连接，Q1的源极依次经交流负反馈支路电容E5、针座JP4、级联反馈电阻R8与Q2的集电极相连接；电源正（6）与第一电源正（3）、第二电源正（4）之间分别串联有针座JP6、针座JP5；
MOSFET管Q1单管放大时：仅插座JP6、JP2短接，其余插座处于断开状态，输入信号in接于R1上，JP2接示波器，以观察放大输出的信号；通过调节偏置电位器RW1可使Q1工作于饱和失真、截止失真和正常放大工作状态；
BJT管Q2单管放大时：仅插座JP5、JP7短接，其余插座处于断开状态，输入信号经插座JP3右侧的针接入，JP7接示波器，以观察放大输出的信号；通过调节偏置电位器RW2可使Q2工作于饱和失真、截止失真和正常放大工作状态；
Q1和Q2级联放大时：JP3、JP4、JP5、JP6和JP7均短接，JP2断开，JP1短接，输入信号in接于R1上，JP7接示波器，以显示放大输出的信号；通过调节偏置电位器RW1、偏置电位器RW2对Q1和Q2的放大状态分别调节。
2.根据权利要求1所述的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，其特征在于：包括由二极管D1、发光二极管D2和电阻R14组成的电源反接报警保护电路，二极管D1的阴极与针座JP6和针座JP5相连接，阳极与电源正（6）相连接；发光二极管D2的阴极接于电源正上，阳极经电阻R14接于电源地上。
3.根据权利要求1或2所述的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，其特征在于：包括由稳压二极管DZ2、电阻R15和发光二极管D3组成的超压报警电路，稳压二极管DZ2的阴极接于电源正（6）上，DZ2的阳极经电阻R15接于发光二极管D3的阳极，D3的阴极接于电源地（5）上。
4.根据权利要求1或2所述的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，其特征在于：包括由发光二极管LD1和发光二极管LD2组成的放大指示电路，LD1的阳极接于第一电源正（3）上，LD1的阴极经电阻R16接于电源地上，LD2的阳极接于第二电源正（4）上，LD2的阴极经电阻R17接于电源地上。
5.根据权利要求1或2所述的实验用MOSFET管和BJT管级联电压放大电路，其特征在于：所述电阻R1与输入隔直电容E2的连接处依次经针座JP1和电阻R2接于电源地（5）上，电阻R2与电阻R1的比值为1:100。
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