场效应管高频电路应用
场效应管的应用越来越广泛,它相比于传统的晶体管有许多独特的优点使其在高频电路中的应用尤期多,本文就其在高频电路的应用中的突出性能进行阐述并且以音响领域为例讲解场效应管在高频电路中的具体应用。
场效应管在高频电路中应用中的突出性能
1.低噪
高频电路中噪音会被放大,而场效应管以其低噪性能颇受关注。关于场效应管的噪音机制的研究由来已久,主要有以下几个方面的来源:沟道电阻产生的热噪声,沟道热噪声通过沟道和栅极电容的耦合作用在栅极上的感应噪声,闪烁噪声。
不同的场效应管其噪音性质也有所不同,我们比较了一下共源、共栅和共漏场效应管的噪音性质,综合起来主要表现为共栅最好,共源次之,共漏最差 ,所以场效应管在高频电路中应用优先使用共栅作为低噪输入级效果更好。
2.自动增益控制特性
自动增益控制( ACG )经常应用于高频电路,场效应管在自动增益控制电路中的应用也很重要, AGC有两种控制方式:
一种是利用增加AGC电压的方式来减小增益的方式叫正向AGC ,反之叫反向AGC .正向AGC控制能力强,所需控制功率大,被控放大级工作点变动范围大,放大器两端阻抗变化也大;反向AGC所需控制功小,控制范围也小。
利用场效应管的特性,改变其栅极的电压,从而改变其漏极和源极之间的电阻,可以改变放大器的增益,达到自动增益控制的目的。由于原理简单且性能优良,自动增益控制效果也比较稳定。
3.功率增益
场效应管是一种电压控制器件,其特性更象电子管，它具有很高的输入阻抗,较大的功率增益。
在高频电路高频晶体管有两大类型:一类是作小信号放大的高频小功率管,对它们的主要要求是高增益和低噪声;另一类为高频功率管,其在高频工作时允许有较大管耗,且输出功率较大,场效应管显然能够很好的满足高频电路的需要。
场效应管在高频电路中的具体应用
现在越来越多的电子电路都在使用场效应管,以音响领域为例,场效应管的失真度低于晶体管且多为偶次谐波失真，听感好,高中低频能量分配适当,声音有密度感,音场较稳,透明感适中,层次感、解析力和定位感均有较好表现,对音乐细节有很好表现。
场效应管的在音响领域选用应注意以下几点。
场效应管的ID的参数按电路要求选取,能满足功耗要求并略有余量即可,不要认为越大越好, ID越大, CGS也越大,对电路的高频响应及失真不利,
如ID为2A的管子, CGS约为80pF ; ID为10A的管子, CGS约为1000pF。使用的可靠性可通过合理的散热设计来保证。
选用VMOS管的源漏极耐压BVDSS不要过高,能达到要求即可。因为BVDSS大的管子饱和压降也大,会影响效率。结型场效应管则要尽可能高些,因为他们本来就不高, 一般BVDSS为30 ~ 50V , BVGSS为20V。
VMOS管的BVGSS尽可能高些,因为VMOS管子栅极很容易被击穿,储存或操作要慎之又慎,防止带静电的物体接触管脚。
在储存中要将引出脚短路,并用金属盒屏蔽包装,以防止外来感应电势将栅极击穿,尤其要注意不能将管子放入塑料盒子或塑料袋中。
为了防止栅极感应击穿,在安装调试中要求一切仪器仪表、电烙铁、电路板以及人体等都必须具有良好的接地效果,在管子接入电路之前,管子的全部引脚都必须保持短接状态,焊接完毕后方可把短接材料拆除。
配对管要求用同厂同批号的,这样参数一致性好。尽量选用孪生配对管,使管子的夹断电压和跨导尽可能保持一致,使配对误差分别小于3%和5%。尽可能选用音响专用管,这样更能适合音频放大电路的要求。
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