場效應(yīng)管高頻電路應(yīng)用
場效應(yīng)管的應(yīng)用越來越廣泛,它相比于傳統(tǒng)的晶體管有許多獨特的優(yōu)點使其在高頻電路中的應(yīng)用尤期多,本文就其在高頻電路的應(yīng)用中的突出性能進行闡述并且以音響領(lǐng)域為例講解場效應(yīng)管在高頻電路中的具體應(yīng)用。
場效應(yīng)管在高頻電路中應(yīng)用中的突出性能
1.低噪
高頻電路中噪音會被放大,而場效應(yīng)管以其低噪性能頗受關(guān)注。關(guān)于場效應(yīng)管的噪音機制的研究由來已久,主要有以下幾個方面的來源:溝道電阻產(chǎn)生的熱噪聲,溝道熱噪聲通過溝道和柵極電容的耦合作用在柵極上的感應(yīng)噪聲,閃爍噪聲。
不同的場效應(yīng)管其噪音性質(zhì)也有所不同,我們比較了一下共源、共柵和共漏場效應(yīng)管的噪音性質(zhì),綜合起來主要表現(xiàn)為共柵最好,共源次之,共漏最差 ,所以場效應(yīng)管在高頻電路中應(yīng)用優(yōu)先使用共柵作為低噪輸入級效果更好。
2.自動增益控制特性
自動增益控制( ACG )經(jīng)常應(yīng)用于高頻電路,場效應(yīng)管在自動增益控制電路中的應(yīng)用也很重要, AGC有兩種控制方式:
一種是利用增加AGC電壓的方式來減小增益的方式叫正向AGC ,反之叫反向AGC .正向AGC控制能力強,所需控制功率大,被控放大級工作點變動范圍大,放大器兩端阻抗變化也大;反向AGC所需控制功小,控制范圍也小。
利用場效應(yīng)管的特性,改變其柵極的電壓,從而改變其漏極和源極之間的電阻,可以改變放大器的增益,達到自動增益控制的目的。由于原理簡單且性能優(yōu)良,自動增益控制效果也比較穩(wěn)定。
3.功率增益
場效應(yīng)管是一種電壓控制器件,其特性更象電子管，它具有很高的輸入阻抗,較大的功率增益。
在高頻電路高頻晶體管有兩大類型:一類是作小信號放大的高頻小功率管,對它們的主要要求是高增益和低噪聲;另一類為高頻功率管,其在高頻工作時允許有較大管耗,且輸出功率較大,場效應(yīng)管顯然能夠很好的滿足高頻電路的需要。
場效應(yīng)管在高頻電路中的具體應(yīng)用
現(xiàn)在越來越多的電子電路都在使用場效應(yīng)管,以音響領(lǐng)域為例,場效應(yīng)管的失真度低于晶體管且多為偶次諧波失真，聽感好,高中低頻能量分配適當,聲音有密度感,音場較穩(wěn),透明感適中,層次感、解析力和定位感均有較好表現(xiàn),對音樂細節(jié)有很好表現(xiàn)。
場效應(yīng)管的在音響領(lǐng)域選用應(yīng)注意以下幾點。
場效應(yīng)管的ID的參數(shù)按電路要求選取,能滿足功耗要求并略有余量即可,不要認為越大越好, ID越大, CGS也越大,對電路的高頻響應(yīng)及失真不利,
如ID為2A的管子, CGS約為80pF ; ID為10A的管子, CGS約為1000pF。使用的可靠性可通過合理的散熱設(shè)計來保證。
選用VMOS管的源漏極耐壓BVDSS不要過高,能達到要求即可。因為BVDSS大的管子飽和壓降也大,會影響效率。結(jié)型場效應(yīng)管則要盡可能高些,因為他們本來就不高, 一般BVDSS為30 ~ 50V , BVGSS為20V。
VMOS管的BVGSS盡可能高些,因為VMOS管子柵極很容易被擊穿,儲存或操作要慎之又慎,防止帶靜電的物體接觸管腳。
在儲存中要將引出腳短路,并用金屬盒屏蔽包裝,以防止外來感應(yīng)電勢將柵極擊穿,尤其要注意不能將管子放入塑料盒子或塑料袋中。
為了防止柵極感應(yīng)擊穿,在安裝調(diào)試中要求一切儀器儀表、電烙鐵、電路板以及人體等都必須具有良好的接地效果,在管子接入電路之前,管子的全部引腳都必須保持短接狀態(tài),焊接完畢后方可把短接材料拆除。
配對管要求用同廠同批號的,這樣參數(shù)一致性好。盡量選用孿生配對管,使管子的夾斷電壓和跨導盡可能保持一致,使配對誤差分別小于3%和5%。盡可能選用音響專用管,這樣更能適合音頻放大電路的要求。
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