什么是FET(場效應(yīng)晶體管)
FET,也稱為單極晶體管,是用于控制器件電性能的晶體管。
FET具有非常高的輸入阻抗(在JFET的情況下為100兆歐姆,在MOSFET的情況下為10 4至10 9兆歐),普通晶體管的主要缺點即輸入阻抗低,從而加載了信號源在FET中。因此,F(xiàn)ET是幾乎在每種可以使用晶體管的應(yīng)用中使用的理想器件。FET由于其高輸入阻抗而被廣泛用作示波器,電子電壓表和其他測量和測試設(shè)備中的輸入放大器。
1. 由于FET芯片與BJT芯片相比占據(jù)非常小的空間,因此FET廣泛用于IC中。
2. FET用作運算放大器(運算放大器)和音調(diào)控制等中的電壓可變電阻器(WR),用于FM和TV接收器以及邏輯電路中的混頻器操作。
3. FET通常用于數(shù)字開關(guān)電路,盡管它們的工作速度較低。
FET - 場效應(yīng)晶體管的應(yīng)用
1. 低噪聲放大器
噪聲是對有用信號施加的不良干擾。噪聲干擾信號中包含的信息; 噪音越大,信息越少。例如,無線電接收器中的噪聲會產(chǎn)生噼啪聲和嘶嘶聲,有時會完全掩蓋聲音或音樂。同樣,電視接收器中的噪聲會在圖像上產(chǎn)生小的白色或黑色斑點; 嚴(yán)重的
噪音可能會消滅圖片。噪聲與信號強(qiáng)度無關(guān),因為它甚至在信號關(guān)閉時也存在。
每個電子設(shè)備都會產(chǎn)生一定的噪音,但FET是一種噪音很小的設(shè)備。這在接收器和其他電子設(shè)備的前端附近尤為重要,因為后續(xù)階段會隨信號放大前端噪聲。如果在前端使用FET,我們在最終輸出時獲得的放大噪聲(干擾)較少。
2.緩沖放大器
緩沖放大器框圖
緩沖放大器是一個放大階段,它將前一階段與后一階段隔離開來。源跟隨者(普通排水)是。用作緩沖放大器。由于高輸入阻抗和低輸出阻抗,F(xiàn)ET可作為優(yōu)秀的緩沖放大器,如圖所示。由于高輸入阻抗,前一級的幾乎所有輸出電壓都出現(xiàn)在緩沖放大器的輸入端,并且由于低輸出阻抗,緩沖放大器的所有輸出電壓都達(dá)到了下一級的輸入,即使可能很小負(fù)載電阻。
3.共源共柵放大器
使用FET的共射共基放大器的電路圖如圖所示。共源極放大器驅(qū)動其中的共柵極放大器。
共源共柵放大器電路
共源共柵放大器具有與共源(CS)放大器相同的電壓增益。共源共柵連接的主要優(yōu)點是其低輸入電容,遠(yuǎn)小于CS放大器的輸入電容。它具有高輸入電阻,這也是一個理想的特性。
4.模擬開關(guān)
FET作為模擬開關(guān)如圖所示。當(dāng)沒有柵極電壓施加到FET,即V GS= 0時,F(xiàn)ET變得飽和并且它表現(xiàn)得像一個通常小于100歐姆的小電阻,因此,輸出電壓變得等于
V OUT = {R DS /(R D + R DS(ON))} * V in
JFET-結(jié)型場效應(yīng)晶體管模擬開關(guān)
由于R D與R DS 0N相比非常大,因此V out可以等于零。
當(dāng)向柵極施加等于V GS(OFF)的負(fù)電壓時,F(xiàn)ET在截止區(qū)域中工作,并且其作用通常為幾兆歐的非常高的電阻。因此輸出電壓幾乎等于輸入電壓。
5.斬波器
通過省去耦合和旁路電容并將每級輸出直接連接到下一級輸入,可以構(gòu)建直接耦合放大器。因此,耦合直流電以及交流電。這種方法的主要缺點是漂移的發(fā)生,供電晶體管產(chǎn)生的最終輸出電壓的緩慢變化以及溫度變化。
通過采用如圖所示的斬波放大器可以克服漂移問題。
斬波放大器
(a).這里輸入的直流電壓由開關(guān)電路截斷。斬波器的輸出為方波交流信號,其峰值與輸入直流電壓V DC相等。這種交流信號可以被傳統(tǒng)的交流放大器放大,沒有任何漂移的問題。放大后的輸出可以“峰值檢測”,以恢復(fù)放大后的直流信號。
方波應(yīng)用于FET模擬開關(guān)的柵極,使其像斬波器一樣工作,如另一幅圖所示。柵極方波是從0 V到至少V GS(關(guān)閉)的負(fù)向擺動- 這交替地使JFET飽和并切斷。該輸出電壓是交替地從+V DC變化到零伏的方波。
如果輸入信號是低頻交流信號,它會被切入交流波形,如上圖(c)所示?,F(xiàn)在可以通過無漂移的交流放大器放大該斬波信號。然后可以對放大的信號進(jìn)行峰值檢測以恢復(fù)原始輸入的低頻交流信號。因此,可以通過使用斬波放大器來放大直流和低頻交流信號。
6. 多路復(fù)用器
FET-場效應(yīng)晶體管多路復(fù)用器
一個模擬多路復(fù)用器,該操縱輸入signalsÂ到輸出線中的一個的電路,示出在圖中。在該電路中,每個JFET都用作單刀單擲開關(guān)。當(dāng)控制信號(V vV 2和V 3)比V GS(0FF)更負(fù)時,所有輸入信號都被阻止。通過使任何控制電壓等于零,可以將其中一個輸入傳輸?shù)捷敵?。例如,?dāng)V x為零時,在輸出端獲得的信號將是正弦的。類似地,當(dāng)V 2為零時,在輸出處獲得的信號將是三角形并且當(dāng)V 3時為零,輸出信號為方波1。通常,只有一個控制信號為零。
7. 限流器
JFET-結(jié)型場效應(yīng)晶體管限流器
JFET限流電路如圖所示。因此,幾乎所有的電源電壓都出現(xiàn)在負(fù)載上。當(dāng)負(fù)載電流試圖增加到過高水平時(可能是由于短路或任何其他原因),過大的負(fù)載電流迫使JFET進(jìn)入有源區(qū),在那里它將電流限制在8mA。JFET現(xiàn)在充當(dāng)電流源并防止過大的負(fù)載電流。
制造商可以將柵極連接到源極并將JFET封裝為雙端子器件。這就是恒流二極管的制造方法。這種二極管也稱為電流調(diào)節(jié)二極管。
8.相移振蕩器
FET-場效應(yīng)晶體管相移振蕩器
JFET可以提供放大動作以及反饋動作。因此,它可以很好地用作相移振蕩器。FET的高輸入阻抗在相移振蕩器中尤其有價值,以便最小化負(fù)載效應(yīng)。采用N溝道JFET的典型相移振蕩器如圖所示。
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