Усилитель звука на полевом транзисторе: Усилитель на полевом транзисторе класс А

Содержание

Усилитель на полевом транзисторе класс А

   Этот усилитель достаточно сложный, не смотря на очень простую схему. Усилитель выполнен всего на одном полевом транзисторе, но настройка его достаточно трудная. Вся настройка сводится к подбору полевого транзистора и ограничителя питающего напряжения. Резистор питания подбирается с сопротивлением 22-100 ом. Принципиальная схема:

   Мощность усилителя может достигать до 5 ватт, при использовании мощных полевых транзисторов. В этой схеме можно использовать и биполярные транзисторы, но мощность в таком случае не повысит 0,2-0,5 ватт. 

   Не сказал бы, что схема может быть легко повторена, мною были собраны пять таких УНЧ и все на разных транзисторах (полевых) из них заработало как нужно только 4. Основной недостаток схемы — большое количество постоянного напряжения на выходе. Транзистор открыт во время подачи сигнал, т.е. весь период, следовательно, он будет перегреваться достаточно сильно.

Питается усилитель от однополярного источника 9-14 вольт. Емкость входных и выходных конденсаторов не критичны. На выходе использован неполярный конденсатор от 0,1 до 1 мкФ, выходной от 100 до 3300 мкФ. 

   Особо рассказывать про эту схему нечего. С виду напоминает усилитель НЕЛЬСОНА ПАССА — усилитель без деталей, просто в его случае мощность усилителя повышена, за счет используемого транзистора. В таких схемах пониженное КПД, поскольку больше половины мощности превращается в бесполезное тепло. Из-за большого тепловыделения, транзистор нужно установить на теплоотвод достаточно большой площади. 


Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Усилители на полевых транзисторах — stoom

Усилитель на полевом транзисторе

Усилители низких частот собирают и на полевых транзисторах (далее ПТ). Схемы таких устройств ненамного отличаются от тех, что собираются на биполярных транзисторах.

В качестве примера будет рассмотрен усилитель на полевом транзисторе с изолированным затвором с n-каналом (МДП типа).

К подложке данного транзистора последовательно подключается конденсатор, параллельно – делитель напряжения. К истоку ПТ подключается резистор (можно также использовать параллельное соединение конденсатора и резистора, как описано выше). К стоку подключается ограничительный резистор и питание, а между резистором и стоком создается вывод на нагрузку.

Входной сигнал к усилителям низкой частоты на полевых транзисторах подается на затвор. Осуществляется это также через конденсатор.

Как видно из пояснения, схема простейшего усилителя на полевом транзисторе ничем не отличается от схемы усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе.

Правда, при работе с ПТ стоит учитывать следующие особенности данных элементов:

  1. У ПТ высокое Rвходное = I / Uзатвор-исток. Полевые транзисторы управляются электрическим полем, которое образуется за счет напряжения. Следовательно, ПТ управляются напряжением, а не током.
  2. ПТ почти не потребляют ток, что влечет за собой слабое искажение исходного сигнала.
  3. В полевых транзисторах нет инжекции зарядов, поэтому уровень шумов данных элементов очень низкий.
  4. Они устойчивы к изменению температуры.

Главный недостаток полевых транзисторов – высокая чувствительность к статическому электричеству.

Многим знакома ситуация, когда, казалось бы, нетокопроводящие вещи бьют человека током. Это и есть проявление статического электричества. Если такой импульс подать на один из контактов полевого транзистора, можно вывести элемент из строя.

Таким образом, при работе с ПТ лучше не браться руками за контакты, чтобы случайно не повредить элемент.

ООС в электронике

Первым использовать идею отрицательной обратной связи в электронике предложил Гарольд Блэк (Harold Black) для улучшения линейности усиления для межконтинентальных телекоммуникаций. Суть идеи состоит в том, чтобы пожертвовать частью коэффициента усиления ради улучшения линейности выходного сигнала. Классический электронный усилитель сигнала (электронная лампа, полевой транзистор и др.) вносит нелинейные искажения в форму сигнала. Следовательно, вычитая из входного сигнала долю выходного сигнала, делённую на коэффициент усиления, можно получить форму самих нелинейных искажений. Затем, наложив обратные искажения на входной сигнал можно добиться скомпенсированного сигнала, который, пройдя через усилитель, будет иметь сниженную нелинейность.

Показательный пример использования отрицательной обратной связи — построение усилителя со стабильным коэффициентом усиления на основе операционного усилителя (ОУ).

Пусть дан некоторый ОУ с коэффициентом усиления порядка 106. На основе этого ОУ нужно построить усилитель со входным сопротивлением не менее 5 кОм и коэффициентом усиления 3 (для неинвертирующего усилителя K=1+R2/R1).
Для этого на инвертирующий вход ОУ ставится резистор с сопротивлением чуть больше требуемого входного (допустим, 7 кОм), а в цепь обратной связи — резистор с номиналом в 2 раза больше.
Аналитическая формула показывает, что такой способ построения усилителей является приближённым, однако, в силу большой величины коэффициента усиления, погрешность от применённых допущений оказывается меньше, чем от неточности изготовления элементов.

Обычно ООС позволяет добиться хороших параметров усилителя, однако это справедливо в общем случае только для усиления постоянного тока или низких частот. Поскольку с повышением частоты задержка, вносимая усилителем, начинает давать существенный фазовый сдвиг усиливаемого сигнала, то и ООС работает уже не в соответствии с расчётом. Если и далее повышать частоту, то, когда продолжительность задержки станет порядка полупериода сигнала (то есть порядка 180 градусов по фазе), то ООС превратится в ПОС, а усилитель — в генератор. Для предотвращения этого цепь ООС должна делаться частотно-зависимой.

В СВЧ-усилителях обратная связь неприменима, поэтому стабилизировать усиление СВЧ-каскадов весьма непросто. Однако, если нужно стабилизировать не усиление, а амплитуду (мощность) выходного сигнала, это легко реализовать в виде АРУ.

ООС применяется в стабилизаторах напряжения (не во всех случаях).

5.5. Схема с коллекторной стабилизацией

В схеме с коллекторной стабилизацией в цепи эмиттера отсутствует сопротивление: RЭ = 0, рис. 5.6, а вход схемы и выход соединяются сопротивлением RБ.

Рис. 5.6. Схема с коллекторной стабилизацией

Ток смещения в этой схеме равен:

;

и уменьшается при увеличении (изменение – в общем случае). В этом проявляется ООС; по способу снятия и введения это параллельная ООС. Глубина этой обратной связи равна:

; (5.4)

Данная схема отличается простотой, обеспечивает стабилизацию режима до 30°С, но имеет существенный недостаток – вследствие ООС по переменному току через сопротивление RБ, малый коэффициент усиления. Для этого в цепи базы включают RC – фильтр, устраняющий ООС по переменному току.

Особый случай — высокое входное сопротивление

Теперь об особом случае. Если нам нужно высокое входное сопротивление, то полевой транзистор может оказаться лучшим решением.

Приведенная схема входного усилительного каскада обладает высоким входным сопротивлением и линейна. Эффект зависимости тока стока от напряжения исток — сток устранен за счет применения каскодной схемы включения. Биполярный транзистор стабилизирует напряжение на полевом. Источником опорного напряжения для стабилизатора напряжения на биполярном транзисторе является делитель напряжения на резисторах R2, R3. Выходной сигнал снимается с резистора R4.

Резистор R5 обеспечивает напряжение на затворе равным 0. Его нужно брать возможно большего сопротивления, так как именно сопротивление этого резистора определяет входное сопротивление каскада. Можно взять 10 МОм.

Определим рабочую точку (режим работы полевого транзистора). Выберем ее на линейном участке: напряжение затвор — исток возьмем таким, чтобы ток линейно зависел от этого напряжения. Так как затвор по постоянному току у нас заземлен, то это смещение будет формироваться за счет падения напряжения на резисторе в цепи истока. Рабочая точка выбирается таким образом, чтобы во всем диапазоне входных напряжений полевой транзистор оставался на линейном участке. Выбор рабочей точки осуществляется обычно с использованием графиков зависимости тока стока от напряжения затвор- исток и напряжения сток — исток, которые приводятся в справочнике. В результате получаются [Сила тока стока в рабочей точке], [Напряжение затвор-исток в рабочей точке], [Напряжение сток-исток в рабочей точке] В любом случае потом параметры резисторов приходится немного подбирать.

[Сопротивление резистора R1, кОм] = — [Напряжение затвор-исток в рабочей точке, В] / [Сила тока стока в рабочей точке, мА]

Знак ‘минус’ нужен потому, что напряжение затвор — исток меньше нуля.

[Сопротивление резистора R3, кОм] = [Напряжение питания, В] / [Сила тока стока в рабочей точке, мА] * [Коэффициент передачи тока биполярного транзистора] / 20

[Сопротивление резистора R2, кОм] = [Сопротивление резистора R3, кОм] / ([Напряжение питания, В] / ([Напряжение сток-исток в рабочей точке, В] + [Напряжение насыщения база-эмиттер биполярного транзистора, кОм] — [Напряжение затвор-исток в рабочей точке, В]) — 1)

[Сопротивление резистора R4, кОм] = [Напряжение питания, В] / 2 / [Сила тока стока в рабочей точке, мА]

Приведенный усилитель работает с малыми сигналами. Он не может применяться для усиления больших сигналов, так как сила тока стока должна располагаться в районе 1 мА, чтобы избежать насыщения.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

:: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Транзисторный УМЗЧ высокого качества. Усилитель мощности низкой, звуко…
Высококачественный УМЗЧ на биполярных транзисторах. Схема для сборки своими рука…

Применение полевых транзисторов, МОП, FET, MOSFET. Использование. Схем…
Типичные схемы с полевыми транзисторами. Применение МОП….

Усилитель звука класса D (Д) большой мощности. Звуковой. УМЗЧ. УНЧ. Сх…
УМЗЧ большой мощности класса D. Ключевой режим….

Качественный усилитель мощности звуковой, низкой частоты, звука, нч. В…
Качество усилителей звуковой частоты. Обзор, схемы….

Акустическая система, акустика. Качество звукоусиливающей, звукоусилит…
Акустическая система и качество усилителей звука. Элементная база усилительной а…

Импульсный источник питания. Своими руками. Самодельный. Сделать. Лабо…
Схема импульсного блока питания. Расчет на разные напряжения и токи….

Транзисторный усилительный каскад. Расчет. Схема. Проектирование. Бипо…
Усилительный каскад на биполярном транзисторе. Схема. Расчет….

Расчет теплоотвода (радиатора охлаждения) силового элемента (транзисто…
Как рассчитать систему отвода тепла от силового элемента электронной схемы…

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

Типовые УНЧ, предназначенные для работы на низкоомную нагрузку и имеющие выходную мощность десятки мВт и выше, изображены на рис. 16, 17.

Рис. 16. Простой УНЧ для работы с включением нагрузки с низким сопротивлением.

Электродинамическая головка ВА1 может быть подключена к выходу усилителя, как показано на рис. 16, либо в диагональ моста (рис. 17). Если источник питания выполнен из двух последовательно соединенных батарей (аккумуляторов), правый по схеме вывод головки ВА1 может быть подключен к их средней точки напрямую, без конденсаторов C3, С4.

Рис. 17. Схема усилителя низкой частоты с включением низкоомной нагрузки в диагональ моста.

Если вам нужна схема простого лампового УНЧ то такой усилитель можно собрать даже на одной лампе, смотрите у нас на сайте по электронике в соответствующем разделе.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Исправления в публикации: на рис. 16 и 17 вместо диода Д9 установлена цепочка из диодов.

90 Вт (приведенное сопротивление первичной обмотки транформатора Ra-a = 80 Ом)

Схема (pdf)

Лут печать (pdf)

Монтаж верхней стороны (pdf)

Монтаж нижней стороны (pdf)

Вид собранной платы

Параметры трансформатора на железе ТПК-190 (для варианта 90 Вт):

На каждой катушке 232 (0,7мм) — 217 (1,0мм) — 90 (0,9мм) — 127 (0,7мм) — 232 (0,7мм). 232 — первички, все последовательно. Вторички параллельно. 217 — 4 Ом, 217+90 — 8 Ом, 217+90+127 — 16 Ом

Вид в сборе (2U рэк)

Несколько комментариев к схеме:

Потенциометром «Symmetry» выставляется равенство амплитуд полуволн.

Резисторы R4, R7 (для 40 Вт) и R5,R8 (для 90 Вт) определяют чувствительность усилителя по входу. При их уменьшении чувствительность увеличивается и наоборот.

На резисторы R25 (для 40 Вт) и R1 (для 90 Вт) можно подключить ООС с выходной обмотки трансформатора с использованием регулировки Presence. Необходимо только учесть, что сопротивление этих резисторов 1,6 кОм то есть в 3 раза меньше чем обычно в ламповых схемах (4,7 кОм). Чтобы получить ту же ачх конденсатор, включенный последовательно с регулировкой, нужно увеличить в 3 раза.

Вот схема презенса, которую я использовал:

Усилители с общим истоком

  Усилители на полевых транзисторах (ПТ) обладают большим входным сопротивлением. Обычно такие усилители используются как первые каскады предварительных усилителей, усилителей постоянного тока измерительной и другой радиоэлектронной аппаратуры.
  Применение в первых каскадах усилителей с большим входным сопротивлением позволяет согласовывать источники сигнала с большим внутренним сопротивлением с последующими более мощными усилительными каскадами, имеющими небольшое входное сопротивление. Усилительные каскады на полевых транзисторах чаще всего выполняются по схеме с общим истоком.

  Так как напряжение смещения между затвором и истоком равно нулю, то режим покоя транзистора VT характеризуется положением точки А на сток-затворной характеристике при UЗИ=0 (рис. 15,б).
 В этом случае при поступлении на вход усилителя переменного гармонического (то есть синусоидального) напряжения UЗИ с амплитудой UmЗИ положительный и отрицательный полупериоды этого напряжения будут усиливаться неодинаково: при отрицательном полупериоде входного напряжения UЗИ амплитуда переменной составляющей тока стока I’mc будет больше, чем при положительном полупериоде (I»mc), так как крутизна сток-затворной характеристики на участке АВ больше по сравнению с крутизной на участке АС: Вследствие этого форма переменной составляющей тока стока и создаваемого им переменного напряжения на нагрузке UВЫХ будет отличаться от формы входного напряжения, то есть возникнут искажения усиливаемого сигнала.
Для уменьшения искажений сигнала при его усилении необходимо обеспечить работу полевого транзистора при постоянной крутизне его сток-затворной характеристики, то есть на линейном участке этой характеристики.
 С этой целью в цепь истока включают резистор Rи (рис.16,а).

Протекающий через резистор ток стока IС0 создает на нем напряжение
U=IС0Rи, которое прикладывается между истоком и затвором, включая ЭДП, образованный между областями затвора и истока, в обратном направлении. Это приводит к уменьшению тока стока и режим работы будет характеризоваться в этом случае точкой А’ (рис.16,б).

Чтобы не происходило уменьшения коэффициента усиления, параллельно резистору Rи подключают конденсатор Си большой емкости, который устраняет отрицательную обратную связь по переменному току, образуемую переменным напряжением на резисторе Rи. В режиме, характеризуемом точкой А’, крутизна сток-затворной характеристики при усилении переменного напряжения остается примерно одинаковой при усилении положительных и отрицательных полупериодов входного напряжения, вследствие чего искажения усиливаемых сигналов будут незначительны
(участки A’В’ и А’С’ примерно равны).
  Если в режиме покоя напряжение между затвором и истоком обозначить UЗИО, а протекающий через ПТ ток стока IС0, то сопротивление резистора Rи (в омах) можно рассчитать по формуле:
Rи =1000 UЗИО/IС0,   
в которую ток стока IС0 подставляется в миллиамперах.
  В схеме усилителя, приведенной на рис.15, используется ПТ с управляющим p-n-переходом и каналом р-типа. Если в качестве ПТ применяется аналогичный транзистор, но с каналом n-типа, схема остается прежней, а изменяется лишь полярность подключения источника питания.
    Еще большее входное сопротивление имеют усилители, выполненные на полевых МДП-транзисторах с индуцированным, или встроенным каналом. При постоянном токе входное сопротивление таких усилителей может превышать 100 МОм. Так как напряжения их затвора и стока имеют одинаковую полярность, для обеспечения необходимого напряжения смещения в цепи затвора можно использовать напряжение источника питания GC подключив его к делителю напряжения, включенному на входе транзистора таким образом, как показано на рис.17.

Оконечный усилитель на полевых транзисторах с трансформаторным выходом

В предлагаемых вариантах усилителей используются JFET-ы или латеральные мосфеты так как они имеют передаточные и выходные характеристики практически идентичные пентодным, что позволяет максимально приблизиться к ламповому звучанию. Также они имеют отрицательную зависимость тока стока от температуры, что исключает необходимость термостабилизации. Усилитель построен по классической «ламповой» схеме – фазоинвертор на дифференциальном каскаде и далее двухтактный выходной каскад, нагруженный на выходной трансформатор. Трансформатор позволяет решить две задачи – защита динамиков при выходе из строя выходных транзисторов и согласование с разным сопротивлением динамиков (используя отводы вторичной обмотки)

Также есть еще два немаловажных момента применительно именно к гитарному использованию оконечника.

Первый момент — достаточно высокое выходное сопротивление, соизмеримое с импедансом динамика, что дает возможность гитарному кабинету «дышать» на резонансах. На картинке приведены графики зависимости напряжения на выходе оконечника от частоты сигнала при нагрузке на балластное сопротивление и гитарный кабинет.

Добиться аналогичного эффекта можно на «классическом каменном» оконечнике путем введения токовой ООС. При этом оконечник должен иметь запас по выходному напряжению (мощности), чтобы не влетать в ограничение на пиковых значениях выходного напряжения на резонансах динамика.

Второй момент — подгруз оконечника

Это не очень важно для современного хайгейнового «модернового» звука, так как в нем почти не используется подгруз оконечника. Для винтажных стилей подгруз оконечника составляет чуть ли не половину звука

Например звук маршалловского суперлида невозможно получить без подгруза оконечника.

Предлагаемые варианты полевых оконечников учитывают оба этих момента и высокое выходное сопротивление и «мягкий ламповый» подгруз.

Особенности электровакуумных усилителей

Если сравнить качество одного и того же сигнала, усиленного ламповым устройством и УНЧ на транзисторах, то разница будет видна невооруженным глазом не в пользу последнего.

Любой профессиональный музыкант скажет, что ламповые усилители куда лучше своих продвинутых аналогов.

Электровакуумные приборы давно вышли из массового потребления, им на смену пришли транзисторы и микросхемы, но это неактуально для области воспроизведения звука. За счет температурной стабильности и вакуума внутри ламповые приборы лучше усиливают сигнал.

Единственный недостаток лампового УНЧ – высокая цена, что логично: дорого выпускать элементы, которые не пользуются массовым спросом.

Насыщение выхода инвертирующего усилителя

Давайте представим себе такую ситуацию. У нас входное переменное напряжение амплитудой 1 В. Коэффициент усиления 50. По нашим расчетам на выходе мы должны получить сигнал амплитудой 50 В. Но как мы получим 50 В, если питание нашего усилителя, допустим, +-15 В? Усиленный сигнал, амплитудой больше чем 15 В, мы получить не сможем. Хотя типичное падение напряжения во внутренних цепях реальных ОУ составляет около 0,5-1,5 В. То есть максимальный размах сигнала, который мы можем получить в данном случае на выходе будет 27-29 Вольт.

Хотя в настоящее время есть ОУ, которые все-так позволяют получать на выходе +-Uпит. Такое свойство некоторых ОУ называется Rail-to-Rail. В дословном переводе “от рельса до рельса” или “от шины до шины”. Есть такие параметры, как Rail-to-Rail по входу (Rail-to-Rail input). Здесь на вход мы можем подавать сигналы вплоть до Uпит ОУ. Иногда в даташите оговаривается, с отрицательной или положительной шины питания можно подходить к этому параметру. Есть также есть Rail-to-Rail output. Здесь на выходе мы можем получить напряжение +-Uпит.  Если усиленный сигнал на выходе не вписывается в такой диапазон, то он будет срезаться. Такое свойство ОУ называется насыщением выхода. То есть надо всегда помнить, что  если амплитуда сигнала будет превышать +-Uпит усилителя, то такой сигнал на выходе будет срезан по этому уровню.

Продемонстрируем это в симуляторе Proteus. Итак, давайте на вход подадим синусоидальный сигнал амплитудой в 1 В, а коэффициент усиления сделаем 20, подобрав нужные резисторы. То есть по нашим расчетам мы должны получить синус с амплитудой в 20 Вольт. Смотрим осциллограмму

Подавали на вход синусоиду, а получили на выходе синусоиду с обрезанными верхушками и амплитудой в 14 В. Одна клеточка в данном случае – это 2 В. Как вы видите,сигнал, амплитудой более чем +-Uпит мы получить не сможем. Всегда помните об этом, особенно при конструировании радиоэлектронных устройств.

Схема УНЧ с очень малыми искажениями

Предлагаемый для самостоятельной сборки усилитель ЗЧ построен по классической схеме: входной дифференциальный каскад, питаемый источником тока и нагруженный токовым зеркалом, промежуточный усилитель напряжения и, наконец, выходной усилитель тока, состоящий из двух дополнительных транзисторных сборок. Каждый из каскадов имеет свои особенности для достижения высоких характеристик всего УМЗЧ. Подробнее о его работе читайте в PDF документе

Схема усилителя, смоделированная в Multisim, изображена на рисунке. Показания виртуальных приборов определяют основные параметры процесса моделирования: выходное среднеквадратичное напряжение 14,1 В, соответствующее мощности 50 Вт при нагрузке 4 Ом, частоте сигнала 20 кГц, постоянному току 1,57 А через выходные транзисторы и, наконец, менее 100 дБ полное гармоническое искажение выходного напряжения. Другие детали режимов работы усилителя предоставляются измерительными датчиками, размещенными в разных точках схемы.

Низкое искажение на самых высоких звуковых частотах является показателем превосходной переходной характеристики усилителя, и анализ переходных процессов на выходе усилителя подтверждает это.

Во время теста на вход усилителя подается прямоугольный сигнал 20 кГц с амплитудой 0,5 В и временем нарастания / спада 1 нс. Полученная переходная характеристика изображена на рисунке, где хорошо видно скорость нарастания выходного сигнала усилителя более 20 В / мкс.

Усилитель выдерживает не только перегрузку чрезмерно громкой музыкой, он также ведет себя адекватно даже если на его вход поступают внезапные скачки напряжения. Они могут быть вызваны неправильно выполненными коммутациями и соединениями в предыдущем аудиотракте, во время работы усилителя или, например, если земля входного сигнала будет случайно отключена. Что касается выходных транзисторов, то согласование их параметров вообще не требуется, они могут быть следующих типов: MJ15024-MJ15025, 2SC5200-2SA1943, KT818GM-KT819GM и другие подобные по параметрам.

Конструктивно усилитель собран на одной печатной плате размером 190 х 80 мм, которая также содержит индикацию срабатывания защиты и перегрузки.

На фото готовый двухканальный аудиоусилитель с отдельным источником питания для каждого канала. Так что у него два трансформатора и два блока питания. Трансформаторы по 200VA, 2x 25 В. Под нагрузкой после выпрямительного моста примерно 36 В.

Силовые транзисторы по четыре на канал MJ21194 и MJ21193. Все собрано вместе на большом радиаторе, который также выступает в качестве боковой стенки самого усилителя. Соединение силовых транзисторов с платой идёт жесткими кабелями.

Также оснащён усилитель системой плавного пуска и схемой защиты динамиков.

Усилитель даже без особых настроек показывает изумительное качество сигнала. Здесь нет рокота, шумов и гула. При полном отключении звука на потенциометре достигается идеальная тишина в АС. Просто настраивается — одним потенциометром. Подключаете измеритель к выходу усилителя, а входной сигнал на землю. И вращаете переменник так, чтобы значение на выходе было как можно ближе к нулю. Здесь получилось 0,1 В. Так что практически идеальная тишина.

Затем установил ток покоя примерно 150 мА. И всё что остаётся, это разместить платы в приличном корпусе, чтоб наслаждаться не только звуком, но и приятным видом.

Схемы усилителей

ГИБРИДНЫЙ УНЧ К НАУШНИКАМ
БЕСПРОВОДНОЙ ТЕРМОМЕТР С РАДИОКАНАЛОМ
УСИЛИТЕЛЬ 500 ВТ / 8 ОМ
Оцените статью:

⚡️Усилитель звука на одном транзисторе

На чтение 3 мин Опубликовано Обновлено

Хотя полевые транзисторы с р-n переходом и являются отличными устройствами для недорогих усилителей с высокоимпедансными входами, использование их в подобных схемах затрудняется значительным температурным дрейфом крутизны (Рисунок 1). Проблему можно смягчить, установив ток стока в рабочую точку с нулевым дрейфом во всем диапазоне температур от-55 °С до 125 °С.

Для описываемой схемы (Рисунок 2) были испытаны различные полевые транзисторы с р-n переходом: Sony 2SK152-2, Interfet I FN 152 и Siliconix/Vishay/ON Semiconductor J309, любой из которых имеет большое усиление и малый ток утечки порядка 100 пА. С этими полевыми транзисторами можно сделать усилитель, имеющий входное сопротивление от 1 МОм до 1 ГОм. Схема хорошо работает до частот, превышающих 100 МГц.


Усилитель звука на транзисторе 2SK152-2 и быстродействующей микросхеме. Одним из достоинств предлагаемой схемы является широкий диапазон рабочих температур (-55 °С … 125 °С) используемого полевого транзистора. Микросхема IC1 не нуждается в специальных условиях и может работать при комнатной температуре, подключенная к транзистору через несколько футов коаксиального кабеля с фторопластовой изоляцией.

Таким образом, полевой транзистор может быть смонтирован в охлаждаемом объеме и иметь минимальный уровень шумов, что и было главной целью разработки. Входной сигнал подается на затвор полевого транзистора Q1, соединенный с «землей» резистором R3, сопротивление которого можно уменьшить, если сигнал поступает от источника тока.

Потенциал истока транзистора смещается инвертирующим преобразователем ток- напряжение, основанным на микросхеме IC1. Опорное напряжение VREF, для большинства полевых транзисторов равное 0… 3 В. управляет напряжением затвор-исток (VGs) в режиме покоя, позволяя выставить ток стока в среднюю точку области нулевого дрейфа крутизны.

Одновременно этим обеспечивается большой динамический диапазон для входного сигнала. Регулируя VREF, мы можем установить ток рабочей точки Q1 равным 7… 10 мА, что будет близко к точке нулевого дрейфа. Рабочий ток необходимо тщательно изучать и индивидуально подбирать для каждого типа транзисторов. Например, для тысячи испытанных транзисторов 2SK152-2 этот ток составил 7.5 ±1 мА.

В качестве IC1 должен использоваться широкополосный усилитель с обратной связью по току. Хорошо показали себя выпускаемые Analog Devices усилители AD812 при напряжении питания от ±12 В до ±15 В и AD8009 при напряжении питания ±5 В. Сопротивление резистора обратной связи R2 можно выбирать из диапазона 500 Ом … 5 кОм. Включенный параллельно с ним конденсатор С1 емкостью 100 пФ подавляет генерацию и выбросы напряжения.

Не забывайте, что выходное напряжение усилителя смещено из-за смещения входного каскада, поэтому лучше всего использовать схему для усиления переменных или импульсных сигналов. При правильном сочетании R2 и С1 можно получить время нарастания от 10 не до 100 не. Усилители с обратной связью по току работают в интервале коэффициентов усиления от 2 до 10, которые задаются резистором R2. При более высоких коэффициентах усиления в схеме начинается генерация.

С помощью резистора R1 организована контрольная точка, предназначенная для измерения тока, протекающего через полевой транзистор. Кроме того, она является источником сигнала с выходным сопротивлением 50 Ом, который можно напрямую подключать к осциллографу. Оба выходных сигнала инвертированы относительно входного и имеют типичный размах ±100 мВ. Для работы с сигналами, имеющими постоянную составляющую, перед затвором следует включить конденсатор емкостью от 1 нФ до 10 нФ.

Автор

Усилитель на полевом транзисторе | Основы электроакустики

Схемотехнические решения, применяемые при построении каскадов на полевых транзисторах, во многом схожи с решениями, используемыми при построении каскадов на биполярных транзисторах. Существующие особенности связаны с отличием собственных свойств этих приборов.         При построении аналоговых усилителей на полевых транзисторах наибольшее распространение получила схема каскада с общим истоком. При этом в ней, как правило, применяются либо полевые транзисторы с управляющим p-n переходом, либо МОП-транзисторы со встроенным каналом. На рис.11.13. приведена типовая схема каскада на полевом транзисторе с управляющим p-n переходом и каналом n-типа.         Начальный режим работы полевого транзистора обеспечивается постоянным током IС0и соответствующим ему постоянным напряжением на стоке UСИ0 (для биполярного транзистора IK0и UКЭ0).         Ток IС0 в выходной (стоковой) цепи устанавливается с помощью источника питания ЕПИТ и начального напряжения смещения на затворе UЗ0 отрицательной полярности (для полевого транзистора с p-каналом – положительной полярности). В свою очередь, напряжение UЗ0 обеспечивается за счет того  же самого тока IС0,  протекающего через резистор в цепи истока RИ, т.е. UЗ0=IC0RИ. Это напряжение через резистор RЗ прикладывается к затвору с полярностью, приоткрывающей транзистор. Изменяя RИ, можно изменять напряжение UЗ0 и ток стока IC0, устанавливая его требуемое значение.

Рис.11.13. Усилитель на полевом транзисторе

         Резистор, кроме функции автоматического смещения на затворе, выполняет функцию термостабилизации режима работы усилителя по постоянному току, стабилизируя IC0. Чтобы на сопротивлении RИ не выделялось напряжение за счет переменной составляющей тока стока IC (это привело бы к ООС по переменному току), его шунтируют конденсатором CИ, емкость которого определяют из условия СИ >> 1/ωRИ, где ω – частота усиливаемого сигнала.         Резистор RЗ, включенный параллельно входному сопротивлению усилителя, которое очень велико (сопротивление p-n перехода исток – затвор), должен иметь соизмеримое с ним сопротивление.         Динамический режим работы полевого транзистора обеспечивается резистором в цепи стока RC, с которого снимается переменный выходной сигнал при наличии входного усиливаемого сигнала. Обычно RC << RЗ; RЗ ≈ RВХ. Коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе в области средних частот определяется равенством 

КU = – SRC~ ,           где S – статическая крутизна характеристики полевого транзистора; RC~ = RCRН / (RС + RН).    

         Знак «–» в выражении 11.11 указывает, что усилительный каскад с ОИ меняет фазу усиливаемого сигнала на 180º (как в усилительном каскаде с ОЭ). В этой схеме можно обеспечить любой из описанных классов усиления, однако наиболее часто она используется в режиме класса А при построении входных каскадов усилителей. Объясняется это следующими преимуществами полевого транзистора перед биполярным: — большее входное сопротивление, что упрощает его согласование с высокоомным источником сигнала;- как правило, меньший коэффициент шума, что делает его более предпочтительным при усилении слабых сигналов; — большая собственная температурная стабильность режима покоя. Вместе с тем каскады на полевых транзисторах обычно обеспечивают получение меньшего коэффициента усиления по напряжению. Из-за схожести выходных ВАХ графический анализ работы усилительного каскада на полевом транзисторе идентичен рассмотренным ранее случаям усилителя на биполярном транзисторе.

Усилитель напряжения на полевом транзисторе

Как и в случае биполярного транзистора, в схеме усилителя напряжения должно иметь место преобразование выходного тока полевого транзистора в выходное напряжение. Для этого требуется резистор нагрузки. На рис. 2.6 показан простейший усилитель напряжения на основе недорогого полевого транзистора общего назначения 2N3819 (аналог КПЗОЗИ. — Примеч. перев.), который является транзистором с р-п-переходом с каналом n-типа. Чтобы получить достаточно большое усиление напряжения, требуется довольно большое значение

RL (22 кОм), а это, в свою очередь, требует большого напряжения питания VDD (18 В). В этой простой схеме управляющий р-n-переход смещен в обратном направлении в результате включения между затвором и истоком батарейки с небольшим напряжением 1,5 В. Это неудобно и является недостатком такой схемы, так как предполагает, что для получения заданного тока стока в любом транзисторе типа 2N3819 требуется точно одно и то же напряжение смещения. На самом деле это далеко не так, и поэтому может случиться, что данная схема не будет работать с некоторыми экземплярами транзисторов.

На рис. 2.7 представлена улучшенная схема с автоматическим смещением затвора. Потенциал истока поддерживается положительным относительно земли за счет резистора Rs, тогда как затвор привязан к земле резистором

Rg (несмотря на большое значение RG, затвор имеет потенциал земли, так как ток, текущий по RG, пренебрежимо мал). В этом случае напряжение на затворе фактически является отрицательным относительно истока. При этом

Рис. 2.6. Простой усилитель напряжения на полевом транзисторе с отдельным источником смещения в цепи затвора.

смещение зависит от тока истока. Если ток истока растет, то напряжение на Rg увеличивается, и смещение, таким образом, растет по абсолютной величине, в результате чего транзистор подзапирается, и это сдерживает увеличение тока истока. Такая схема допускает изменение в широких пределах напряжения смещения для отдельных экземпляров транзисторов типа 2N3819 и всегда оказывается работающей удовлетворительно.

Рис. 2.7. Стандартный усилитель напряжения на полевом транзисторе с резистором в цепи истока, за счет которого возникает необходимое смещение затвора.

Конденсатор большой емкости Cs предотвращает появление переменного сигнала на истоке, которое привело бы к уменьшению усиления за счет отрицательной обратной связи. Коэффициент усиления напряжения в такой схеме обычно оказывается в пределах от 20 до 30.

Если отсоединить резистор RG от затвора и наблюдать напряжение на стоке с помощью вольтметра постоянного тока, непосредственно включенного между стоком и землей, конструкция в целом будет вести себя как неточный, но чувствительный электрометр, регистрирующий электрический заряд на затворе. Это оказывается возможным по той причине, что ток затвора ничтожно мал и потенциал затвора определяется находящимся на нем зарядом.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

УМЗЧ на полевом транзисторе. Схема и описание усилителя

Этот простой усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) на полевом транзисторе можно собрать своими руками буквально за один вечер.  Выходная мощность усилителя составляет 0,25Вт, напряжение питания от 42В до 60В. Сопротивление динамической головки должно быть 4 Ом. Данный усилитель на транзисторах можно использовать в качестве учебной модели для радиокружка.

Описание УЗМЧ на полевом транзисторе

Входной аудио сигнал проходит через переменный резистор R1, далее через резистор R3 и разделительный конденсатор C1 подается на биполярный транзистор VT1. Он включен по схеме с общим эмиттером. Далее с VT1 усиленный сигнал через резистор R10 поступает на полевой транзистор VT2.

Первичная обмотка трансформатора служит нагрузкой для данного транзистора. К вторичной же обмотки подсоединен динамик с сопротивлением 4Ома. От соотношения резисторов R10 и R7 зависит степень усиления по напряжению. Для защиты полевого транзистора в схему введен стабилитрон VD1.

Детали усилителя

Транзистор VT1 — КТ9115Б, КТ6116 или зарубежные аналоги, к примеру, BC640, BF423. Полевой транзистор n-канальный с допустимым напряжением сток-исток не менее 200В и током стока до 9А.  Его можно заменить на IRF635, IRF634, IRF632, IRF630. Для рассевания выделяемого тепла данный транзистор необходимо установить на радиатор.

Трансформатор в УМЗЧ можно применить типа ТВК110ЛМ или ТВК110Л2, от блока кадровой развертки телевизора. Плёночный конденсатор С1 на напряжение более 100В, в частности, К73-17. Керамический конденсатор (маркировка) С2 на напряжение не менее 120В. Электролитические конденсаторы К50-35, К50-68, К50-29 или их зарубежные аналоги.

Стабилитрон VD1 можно заменить на 1N4743A, BZV55C-12 либо аналогичные с напряжением стабилизации 13В и током 1мА. Все постоянные резисторы типа МЛТ,  С1-4. С1-14, С2-23. Если резисторы имеют цветные полосы, то по расшифровке номинала можно прочитать здесь. Переменный резистор СП3-33-32, СП4-1, СП3-4 или СП3-33-20 с выключателем питания. Подстроечный резистор R5 типа РП163 или его аналог.

 Источник: «Радиоконструктор», 07/2012.

Однотактный усилитель Хьюстона класса А на 2SK1058 MOSFET-е. ZCA — усилитель без деталей


Мне захотелось построить усилитель со следующими параметрами:
1. Без ООС, так называемый вариант «0-NFB» (zero negative feed back)
2. Чистый класс А
3. Однотактный
Нельсон Пасс (Nelson Pass) проделал огромную работу в этом направлении при строительстве своего усилителя «Zen», но я решил пойти еще дальше! Я построю «Усилитель Без Деталей» — Zero Component Amplifier (ZCA).

Думаете, я пытался найти «Священный Грааль» в усилительной схемотехнике, этакий прямой кусок серебрянного провода, дающий чистое усиление без искажений?

Содержание / Contents

Несомненно, чтобы усилитель назывался усилителем, он должен содержать активные компоненты, обеспечивающие усиление. Меня всегда восхищали однотактные ламповые усилители. Как такое вообще возможно? Посмотрите, одна лампа, пара резисторов и выходной трансформатор. Поэтому я и решил создать усилитель на полевом транзисторе, придерживаясь такой же простоты дизайна.

Один канальный полевой униполярный МОП-транзистор, пригодный для аудио, парочка резисторов и конденсаторов, и конечно же умощненный хорошо «профильтрованный» блок питанния. Схема такого усилителя представлена на рис. 1.


Рис. 1: Схема однотактного усилителя класса A на MOSFET-е

Применен полевик 2SK1058 от Hitachi. Это N-канальный MOSFET. Внутренняя схема и распиновка для 2SK1058 представлена на рис. 2.


Рис. 2: Hitachi 2SK1058 N-Channel MOSFET

Я использовал конденсаторы Sprague Semiconductor Group во входных цепях и большие электролиты на выходе с «бутербродом» из полиэстерного конденсатора на 10 мф. Все резисторы, если не указано иначе, на 0,5 Ватт. Четыре 10-ти Ваттных проволочных резистора работают в качестве нагрузки. Внимание, эти резисторы рассеивают около 30 Ватт и становятся чрезвычайно горячими даже при простое усилителя.

Да, это класс А, а низкий КПД — расплата. Он съедает 60 Ватт, чтобы выдать ок. 5Вт! Мне пришлось использовать мощный и качественный радиатор с эффективным теплоотведением (0.784 °C/Ватт).


Фото 1: Печатная плата усилителя в сбореБлок питания состоит из трансформатора мощностью 160 Ватт, нагруженного на 25-ти Амперный выпрямительный мост, и обеспечивает напряжени ок. 24 Вольт. Используется П-образный фильтр (конденсатор — дроссель — конденсатор) состоящий из электролитов на 10.000 Мф и 5-ти Амперных дросселей индуктивностью 10 мГн.

Рис. 3: Схема блока питания
Фото 2: Усилитель в сборе
Фото 3: Усилитель в сборе, вид сзадиСмещение задаётся резистором на 1 мОм и потенциометром на 100 кОм. Просто установите потенциометром половину напряжения питания в точке соединения MOSFET-а и нагрузочного резистора.Я прослушивал мой усилитель с ламповым предусилителем на 12AU7, т. к. он обеспечивает наиболее чистый звук. Я понятия не имею об коэффициентах искажений этого усилителя и т. п. цифрах, лишь скажу, что у него точная звукопередача и деликатно текстурированный тембральный окрас.

Для работы с усилителем требуется высокочувствительная, эффективная аккустика, т. к. он выдаёт ок. 5 Ватт RMS (и до 15 Ватт на пиках, что я ясно наблюдал на экране осциллографа). Передача басса оказалась значительно лучшей, чем можно было ожидать от такого решения.
Усилитель с легкостью раскачивает мои 12-ти дюймовые трех-полосные колонки.

Усилитель удался. Конечно, не совсем «без деталей», но очень близко! Один 18-ти баксовый полевик надрывает задницу, чтобы подарить Вам офигенное впечатление от прослушивания. Не просите от него больше, чем ожидали.

Усилитель воспроизводит все аккустические инструменты с несравненным натуралистичным качеством.
Простое джазовое трио, классический квартет или нежный мужской/женский вокал показывают то, для чего этот усилитель и был сделан — красоту!

• Чувствительность усилителя по входу низкая, около 2 Вольт. Если такого источника у вас нет, то предусилитель НЕОБХОДИМ. Любой, с выходом 1-2 Вольта.

• Используйте чувствительные АС 5-10 Вт с легкими (бумага, волокна и пр.) диффузорами, как для ламповых усилителей небольшой мощности.

• Оригинальный транзистор 2SK1058 найти нынче практически невозможно. У китайцев сейчас есть предложения по 2SK1058, вот только гарантий, как обычно, нет. Можно получить битые, перемаркированные, отбракованные или вполне здоровые.
Можно и нужно пробовать, но на свой риск.
Обратие внимание на корпус 2SK1058 (см. выше в статье), он очень своеобразный, часть объявлений по фоткам сразу можно исключить.

Пробуйте разные варианты, сравнивая параметры в датащитах, ищите доступный транзистор с подобными параметрами. И даже пробуйте просто на слух.
За неимением 2SK1058, по при большом желании, люди собирают на неподходящих IRF530, IRF540, IRF610 и пр.

Всем Доброй Удачи!
Игорь

Камрад, здесь железо для этого проекта

 

проектирование и изготовление усилителя на полевых транзисторах — для тем и материалов проектов B.Sc, HND и OND

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ УСИЛИТЕЛЯ НА ТРАНЗИСТОРЕ ПОЛЕВОГО ЭФФЕКТА

РЕФЕРАТ

Усилитель

FET — это усилитель, в котором используются один или несколько полевых транзисторов (FET). Основное преимущество полевого транзистора, используемого для усиления, заключается в том, что он имеет очень высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс.Усилитель на полевых транзисторах обеспечивает значительную мощность нагрузки. Усилители мощности звука могут потребоваться для подачи мощности в диапазоне от нескольких ватт в усилителе звука до многих сотен или тысяч ватт на нагрузку (динамик). В аудиоусилителях нагрузка обычно представляет собой динамический импеданс, передаваемый усилителю через громкоговоритель, и его функция заключается в максимальном увеличении мощности, подаваемой на нагрузку в широком диапазоне частот. Усилитель мощности в радиопередатчике работает в относительно узком диапазоне частот с практически постоянным сопротивлением нагрузки.

ГЛАВА ПЕРВАЯ
1.0 ВВЕДЕНИЕ
Полевой транзистор (FET) — это транзистор, который использует электрическое поле для управления формой и, следовательно, электрической проводимостью канала одного типа носителя заряда в полупроводниковом материале. Полевые транзисторы также известны как униполярные транзисторы, поскольку они работают с одной несущей.Полевой транзистор имеет несколько форм, но все они имеют высокое входное сопротивление. В то время как проводимость транзистора без полевого транзистора регулируется входным током (ток между эмиттером и базой) и поэтому имеет низкий входной импеданс, проводимость полевого транзистора регулируется напряжением, подаваемым на клемму (затвор), которая изолирована от Устройство. Приложенное напряжение затвора создает электрическое поле в устройстве, которое, в свою очередь, притягивает или отталкивает носители заряда в или из области между выводом истока и выводом стока.Плотность носителей заряда, в свою очередь, влияет на проводимость между истоком и стоком. В усилителе
FET используется один или несколько полевых транзисторов (FET). Основное преимущество полевого транзистора, используемого для усиления, заключается в том, что он имеет очень высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс. Это две желательные особенности усилителя.

1.2 ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
Основная цель данной работы — разработать и сконструировать усилитель мощности звука, использующий полевой транзистор в качестве силового транзистора.

1.3 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЕКТА
Важные области применения включают системы громкой связи, театральные и концертные системы звукоусиления, а также домашние системы, такие как стереосистема или домашний кинотеатр. В инструментальных усилителях, включая гитарные усилители и усилители электрических клавишных, также используются усилители мощности звука. В некоторых случаях усилитель мощности для инструмента интегрируется в единую «головку» усилителя, которая содержит предусилитель, регуляторы тембра и электронные эффекты.В других случаях музыканты могут создать установку с отдельными предусилителями для монтажа в стойку, эквалайзерами и усилителем мощности в отдельном шасси.

1.4 ЗНАЧЕНИЕ ПРОЕКТА
Усилители на полевых транзисторах менее шумны по сравнению с усилителями BJT, так как работа устройства зависит от большинства несущих и для его работы не требуются рекомбинационные токи.
Усилитель имеет высокое входное сопротивление, обычно порядка мегом.В JFET это происходит из-за обратного смещения обоих переходов JFET, что резко снижает проводимость канала. В MOSFET это усугубляется наличием слоя диоксида кремния на выводе затвора, что является наиболее важным преимуществом полевого транзистора перед BJT.

1.4 ОГРАНИЧЕНИЯ ПРОЕКТА

1. Усилители на полевых транзисторах теоретически являются идеальными усилителями напряжения с высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением.Но он редко используется в схемах усилителя из-за низкого коэффициента усиления по сравнению с биполярными переходными транзисторами.
2. Более быстрое время переключения может быть достигнуто в усилителе BJT по сравнению с усилителем на полевых транзисторах за счет предотвращения перехода устройств в режим жесткого насыщения. Емкость внутреннего перехода полевого транзистора приводит к увеличению времени задержки.
3. Характеристики полевого транзистора ухудшаются с увеличением частоты из-за обратной связи по внутренней емкости.

1.5 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ПРОЕКТА
Различные этапы разработки этого проекта были должным образом разделены на пять глав, чтобы облегчить всестороннее и краткое чтение.В этом тезисе проекта проект организован последовательно следующим образом:
Первая глава этой работы посвящена введению в исследование. В этой главе обсуждались предыстория, значение, цель, ограничения и проблема исследования.
Глава вторая посвящена обзору литературы по этому исследованию. В этой главе была рассмотрена вся литература, относящаяся к этой работе.
Глава третья посвящена методологии проектирования. В этой главе обсуждались все методы, задействованные во время проектирования и строительства.
Глава четвертая посвящена анализу тестирования. Были проанализированы все тесты, которые привели к точной функциональности.
Глава пятая содержит заключение, рекомендации и ссылки.


Этот материал представляет собой полный и хорошо проработанный проектный материал строго для академических целей, который был одобрен разными преподавателями из разных высших учебных заведений. Мы делаем аннотацию и первую главу видимыми для всех.

Все темы проекта на этом сайте состоят из 5 (пяти) глав.Каждый Материал проекта включает: Аннотация + Введение + и т. Д. + Обзор литературы + методология + и т. Д. + Заключение + Рекомендация + Ссылки / Библиография.

На « СКАЧАТЬ » полный материал по данной теме выше нажмите «ЗДЕСЬ»

Вам нужны наши Банковские счета ? пожалуйста, нажмите ЗДЕСЬ

Для просмотра других связанных тем щелкните ЗДЕСЬ

К « САММИТ » новых тем, разработайте новую тему ИЛИ вы не видели свою тему на нашем сайте, но хотите подтвердить ее доступность нажмите ЗДЕСЬ

Хотите, чтобы мы провели исследований по вашей новой теме? если да, нажмите « ЗДЕСЬ »

У вас есть вопросы по поводу нашей почты / услуг? нажмите ЗДЕСЬ , чтобы получить ответы на свои вопросы

Вы также можете посетить нашу страницу в Facebook по адресу fb.me / hyclas , чтобы просмотреть еще наши родственные строительные (или дизайнерские) фото


Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами любым из следующих способов:

Мобильный номер: +2348146561114 или +23470153

[Mr. Невинный]

Адрес электронной почты : [email protected]

Watsapp № : +2348146561114

Чтобы увидеть наш дизайн Pix: Вы также можете посетить нашу страницу в facebook по адресу fb.me / hyclas за наши дизайнерские фотографии / картинки.


ЕСЛИ ВЫ УДОВЛЕТВОРЕНЫ НАШИ УСЛУГАМИ, ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ЗАБЫВАЙТЕ ПРИГЛАШАТЬ ДРУЗЕЙ И КУРСОВ НА НАШУ СТРАНИЦУ.

FET Applications-JFET Applications-Chopper, Cascode, Buffer Amplifiers, Multiplexer

Что такое полевой транзистор (полевой транзистор)

FET, также называемый униполярным транзистором, — это транзистор, используемый для управления электрическим поведением устройства.

FET имеет очень высокий входной импеданс (100 МОм в случае JFET и 10 4 до 10 9 Мегаом в случае MOSFET), основные недостатки обычного транзистора i.е. низкий входной импеданс с последующей загрузкой источника сигнала устранен в полевом транзисторе. Следовательно, полевой транзистор — идеальное устройство для использования почти во всех приложениях, в которых могут использоваться транзисторы. Полевые транзисторы широко используются в качестве входных усилителей в осциллографах, электронных вольтметрах и другом измерительном и испытательном оборудовании из-за их высокого входного сопротивления.

  • Поскольку микросхема полевого транзистора занимает очень мало места по сравнению с микросхемой BJT, полевые транзисторы широко используются в интегральных схемах.
  • Полевые транзисторы
  • используются в качестве резисторов с переменным напряжением (WR) в операционных усилителях (операционных усилителях), регуляторах тембра и т. Д., Для работы микшера на FM- и ТВ-приемниках и в логических схемах.
  • Полевые транзисторы
  • обычно используются в схемах цифровой коммутации, хотя их скорость работы ниже.

Применение полевого транзистора

1. Малошумящий усилитель

Шум — это нежелательное нарушение, наложенное на полезный сигнал. Шум мешает информации, содержащейся в сигнале; чем больше шум, тем меньше информации. Например, шум в радиоприемниках проявляет потрескивание и шипение, которое иногда полностью маскирует голос или музыку.Точно так же шум в телевизионных приемниках создает на изображении небольшие белые или черные точки; Сильный шум
может стереть изображение. Шум не зависит от мощности сигнала, потому что он существует даже при выключенном сигнале.

Каждое электронное устройство производит определенное количество шума, но полевой транзистор — это устройство, которое производит очень мало шума. Это особенно важно вблизи входных каскадов приемников и другого электронного оборудования, поскольку последующие каскады усиливают входной шум вместе с сигналом.Если на входе используется полевой транзистор, мы получаем меньше усиленного шума (помех) на конечном выходе.

2. Буферный усилитель

Буферный усилитель — это каскад усиления, который изолирует предыдущий каскад от следующего. Последователь источника (общий сток) есть. используется как буферный усилитель. Из-за высокого входного сопротивления и низкого выходного сопротивления полевой транзистор действует как превосходный буферный усилитель, как показано на рисунке. Из-за высокого входного импеданса почти все выходное напряжение предыдущего каскада появляется на входе буферного усилителя, а из-за низкого выходного сопротивления все выходное напряжение буферного усилителя достигает входа следующего каскада, даже может быть небольшое сопротивление нагрузки.

3. Каскодный усилитель

Принципиальная схема каскодного усилителя на полевом транзисторе показана на рисунке. Усилитель с общим истоком управляет в нем усилителем с общим затвором.

Схема каскодного усилителя

Каскодный усилитель имеет такое же усиление по напряжению, что и усилитель с общим источником (CS). Основным преимуществом каскодного подключения является его низкая входная емкость, которая значительно меньше входной емкости CS-усилителя. Он имеет высокое входное сопротивление, что также является желательной характеристикой.

4. Аналоговый переключатель

FET в качестве аналогового переключателя показан на рисунке. Когда на полевой транзистор не подается напряжение затвора, то есть В GS = 0, полевой транзистор становится насыщенным и ведет себя как небольшое сопротивление, обычно со значением менее 100 Ом, и, следовательно, выходное напряжение становится равным

.

V OUT = {R DS / (R D + R DS (ON) )} * V дюйм

JFET-аналоговый переключатель

Так как R D очень велик по сравнению с R DS 0N ), поэтому V out можно принять равным нулю.

Когда на затвор подается отрицательное напряжение, равное V GS (OFF) , полевой транзистор работает в области отсечки и действует как очень высокое сопротивление, обычно несколько мегаом. Следовательно, выходное напряжение становится почти равным входному напряжению.

5. Измельчитель

Усилитель с прямой связью можно построить, исключив конденсаторы связи и байпас и подключив выход каждого каскада непосредственно к входу следующего каскада. Таким образом связывается постоянный ток, а также переменный ток.Основным недостатком этого метода является дрейф, медленный сдвиг конечного выходного напряжения, создаваемого транзистором питания, и колебания температуры.

Проблему дрейфа можно решить, используя прерыватель-усилитель, как показано на рисунке.

Усилитель прерывателя

(а). Здесь входное постоянное напряжение прерывается схемой переключения. Выходной сигнал прерывателя представляет собой прямоугольный сигнал переменного тока с пиковым значением, равным значению входного постоянного напряжения, V DC . Этот сигнал переменного тока может быть усилен обычным усилителем переменного тока без каких-либо проблем с дрейфом.Затем усиленный выходной сигнал может быть «обнаружен пик» для восстановления усиленного сигнала постоянного тока.

Прямоугольная волна подается на затвор аналогового переключателя на полевых транзисторах, чтобы заставить его работать как прерыватель, как показано на другом рисунке . Прямоугольная волна затвора представляет собой отрицательное колебание от 0 В до минимум V GS ( выкл.) — Это поочередно насыщает и отключает JFET. Это выходное напряжение представляет собой прямоугольную волну, меняющуюся от + V DC до нуля вольт поочередно.

Если входной сигнал является низкочастотным сигналом переменного тока, он прерывается в форму волны переменного тока, как показано на последнем рисунке (c).Этот прерванный сигнал теперь может быть усилен усилителем переменного тока без дрейфа. Затем усиленный сигнал может быть обнаружен пиковым значением, чтобы восстановить исходный входной низкочастотный сигнал переменного тока. Таким образом, сигналы постоянного и низкочастотного переменного тока могут быть усилены с помощью прерывателя-усилителя.

6. Мультиплексор Мультиплексор на полевых транзисторах

Аналоговый мультиплексор , схема , которая направляет один из входных сигналов на выходную линию, показан на рисунке. В этой схеме каждый полевой транзистор действует как однополюсный однопозиционный переключатель.Когда управляющие сигналы (V v V 2 и V 3 ) более отрицательны, чем V GS (0FF) , все входные сигналы блокируются. Сделав любое управляющее напряжение равным нулю, один из входов может быть передан на выход. Например, когда V x равно нулю, сигнал, полученный на выходе, будет синусоидальным. Точно так же, когда V 2 равно нулю, сигнал, полученный на выходе, будет треугольным, а когда V 3 равен нулю, выходной сигнал будет прямоугольным.Обычно только один из управляющих сигналов равен нулю.

7. Ограничитель тока

Схема ограничения тока на полевом транзисторе

показана на рисунке. Таким образом, почти все напряжение питания возникает через нагрузку. Когда ток нагрузки пытается увеличиться до чрезмерного уровня (может быть из-за короткого замыкания или по любой другой причине), чрезмерный ток нагрузки вынуждает полевой транзистор перейти в активную область, где он ограничивает ток до 8 мА.JFET теперь действует как источник тока и предотвращает чрезмерный ток нагрузки.

Производитель может привязать затвор к источнику и упаковать JFET в виде двух оконечного устройства. Так изготавливаются диоды постоянного тока . Такие диоды еще называют диодами-стабилизаторами тока.

8. Генераторы фазового сдвига Генератор с фазовым сдвигом на полевых транзисторах

JFET может включать как усиливающее действие, так и действие обратной связи. Следовательно, он хорошо работает как генератор сдвига фазы.Высокое входное сопротивление полевого транзистора особенно важно в генераторах со сдвигом фазы, чтобы минимизировать эффект нагрузки. Типичный генератор фазового сдвига, использующий N-канальный JFET, показан на рисунке.

Что такое полевые транзисторы и какова их роль в конструкции микрофона? — Мой новый микрофон

При просмотре каталогов конденсаторных микрофонов довольно часто можно встретить термины FET или твердотельные, используемые для описания микрофона. Многие конденсаторы, представленные сегодня на рынке, имеют в своей конструкции полевые или полевые транзисторы.

Что такое полевые транзисторы и какова их роль в конструкции микрофона? полевые транзисторы (полевые транзисторы) представляют собой активные электрические устройства, которые используют электрическое поле от микрофонного капсюля для управления потоком тока, который в конечном итоге становится микрофонным сигналом. Полевые транзисторы принимают сигнал с высоким импедансом от микрофонных капсюлей и выдают полезный и пропорциональный сигнал с низким импедансом.

В этой статье мы более подробно опишем микрофонные полевые транзисторы и обсудим микрофоны, которые в них нуждаются, а также микрофоны, которым они не нужны.


Что такое полевой транзистор?

Полевой транзистор (FET) — это тип транзистора, который использует электрическое поле для управления током. Проще говоря, полевой транзистор использует входной сигнал для модуляции выходного сигнала.

Давайте вернемся немного назад и опишем, что такое транзистор, прежде чем углубляться в полевые транзисторы.

Транзистор — это активное полупроводниковое устройство, используемое для усиления (псевдоусиления) или переключения электрических сигналов и электроэнергии.

Во многих случаях транзисторы используются для включения / выключения и необходимы для двоичной цифровой обработки (единицы и нули). Так обстоит дело со многими цифровыми аудиоустройствами. В случае аналоговых микрофонов на полевых транзисторах транзистор преобразует импеданс сигнала и усиливает сигнал (хотя это не настоящее усиление).

Чтобы узнать больше о микрофонах и их роли в аналоговом и цифровом аудио, прочтите мою статью «Микрофоны аналоговые или цифровые устройства?» (Конструкция микрофонного выхода).

Транзисторы состоят из полупроводникового материала (обычно кремния) с как минимум тремя выводами, которые подключаются к внешней цепи.

Подача напряжения или тока на одну пару выводов транзистора будет управлять током через другую пару выводов. Таким образом, мы можем взять «входной» сигнал на одной паре клемм и использовать его для модуляции «выходного» сигнала с большим напряжением и / или меньшим импедансом (псевдоусиление).

Микрофоны, в которых используются полевые транзисторы, обычно используют полевые транзисторы JFET или полевые транзисторы с переходным затвором.

JFET, возможно, является самой простой конструкцией полевого транзистора и выполняет описанную выше задачу. Его «входной» сигнал (напряжение между затвором и истоком) модулирует пропорциональный «выходной» сигнал (напряжение между стоком и истоком). Таким образом, с помощью полевого транзистора мы можем взять сигнал низкого уровня на входе и превратить его в сигнал высокого уровня на выходе.

Вход и выход полевого транзистора называются клеммами. Каждый JFET имеет 3 терминала, которые называются:

Вот простая схема полевого транзистора с переходным затвором и затвором микрофона:

Когда мы прикладываем напряжение между затвором и истоком (некоторые называют это входом) полевого транзистора, транзистор изменяет проводимость между стоком и истоком.При правильном напряжении смещения постоянного тока мы получаем выходное напряжение между стоком и истоком, пропорциональное входному сигналу на затворе / истоке.

Таким образом, выходной сигнал капсулы с высоким импедансом поступает на выводы затвора и истока и эффективно модулирует сигнал с низким импедансом (а часто и более высоким напряжением) между выводами стока и истока.


Для чего используются полевые транзисторы в микрофонах?

Полевые транзисторы

используются в основном как преобразователи импеданса в конденсаторных микрофонах.

Капсюль конденсаторного микрофона работает как преобразователь, преобразуя звуковые волны (энергию механических волн) в звуковые сигналы (электрическую энергию). Электрические аудиосигналы (напряжение переменного тока) на выходах конденсаторного капсюля имеют невероятно высокие импедансы и практически не пропускают ток.

Для получения дополнительной информации о микрофонных капсюлях ознакомьтесь с моей статьей Что такое микрофонный капсюль? (Плюс топ-3 самых популярных капсул).

Здесь вступает в игру полевой транзистор, преобразующий импеданс.

Полевые транзисторы

по своей конструкции имеют чрезвычайно высокий входной импеданс на затворе. Однако сопротивление на стоке намного ниже и фактически позволяет току течь.

Таким образом, выходной сигнал капсулы отправляется непосредственно на затвор полевого транзистора. Этот сигнал переменного тока изменяет проводимость между выводами стока и истока и, следовательно, изменяет ток на стоке и, в конечном итоге, «выходное» напряжение полевого транзистора.

Другими словами, полевой транзистор принимает сигнал с высоким импедансом на своем входе и использует его для модуляции сигнала с низким сопротивлением на своем выходе.Этот выходной сигнал затем может проходить через остальную схему микрофона, микрофонный выход и через микрофонный кабель к микрофонному предусилителю.

Вот простая схема конденсаторного микрофона на полевых транзисторах:

Как видно из этой простой схемы, для работы полевого транзистора требуется некоторое напряжение смещения постоянного тока от источника питания.

Обратите внимание, что капсулы «настоящих» конденсаторов также требуют внешнего питания для поляризации.

Полевой транзистор принимает сигнал с высоким импедансом от капсюля и понижает импеданс до приемлемого уровня, прежде чем сигнал будет отправлен на выход микрофона.

В большинстве случаев, включая микрофоны, роль полевого транзистора раньше выполняли электронные лампы. Транзисторы, как правило, намного меньше по размеру, требуют меньше энергии для работы (фантомное питание или смещение постоянного тока, а не выделенные источники питания) и менее дороги в производстве и внедрении.

Чтобы узнать больше о правильном питании микрофонов, ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:
• Требуется ли питание для микрофонов для правильной работы?
• Требуется ли фантомное питание для правильной работы микрофонов?
• Может ли фантомное питание повредить мой ленточный микрофон?

Хотя есть различия в звучании полевых транзисторов и электронных ламп (аудиофилы определенно возразят), в настоящее время микрофоны на полевых транзисторах и ламповые микрофоны могут производиться с одинаковыми стандартами качества.

Также важно отметить, что полевые транзисторы стали стандартом для конденсаторных микрофонов. Я имею в виду, что если у конденсаторного микрофона есть трубка, он будет называться «ламповый конденсатор», тогда как конденсатор на полевых транзисторах обычно будет называться просто «конденсаторным микрофоном». То есть, если только префикс «FET» не отличает микрофон от ламповой версии того же микрофона.

Чтобы подробно узнать о различиях между ламповыми и ламповыми микрофонами, ознакомьтесь с моей статьей В чем разница между ламповыми и полевыми микрофонами?


Какие микрофоны не требуют полевых транзисторов?

Не для всех микрофонов требуются полевые транзисторы.Фактически, полевые транзисторы действительно используются только в определенных конструкциях конденсаторных микрофонов, а иногда и в активных ленточных микрофонах.

Давайте посмотрим на типы микрофонов, для которых не требуются полевые транзисторы.

Пассивные микрофоны

полевых транзистора — активные устройства. Для правильной работы им требуется смещение постоянного тока. Следовательно, согласно простому определению пассивности, пассивные микрофоны не имеют полевых транзисторов в своей конструкции. Давайте посмотрим на типы динамических и ленточных микрофонов, оба из которых работают на принципах пассивной электрической энергии.

Динамические микрофоны

Динамические микрофоны с подвижной катушкой работают на электромагнитной индукции и не требуют каких-либо активных компонентов.

Их выходные сигналы капсулы (картриджа) имеют низкий импеданс и могут быть отправлены непосредственно на выходное соединение микрофона (хотя часто они сначала отправляются через выходной трансформатор).

Чтобы узнать больше о динамических микрофонах с подвижной катушкой, прочитайте мою статью Динамические микрофоны с подвижной катушкой: подробное руководство.

Ленточные микрофоны

Ленточные микрофоны также преобразуют звук в звук с помощью электромагнитной индукции.

Их «капсулы» (известные как ленточные элементы или перегородки) выводят сигналы с низким импедансом, которые не требуют полевого транзистора с преобразованием импеданса. Ленточные микрофоны разработаны с трансформаторами, чтобы защитить их хрупкие ленточные диафрагмы от короткого замыкания постоянного напряжения.

Для получения дополнительной информации о трансформаторах микрофонов, ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:
• Что такое трансформаторы микрофонов и какова их роль?
• Все ли микрофоны имеют трансформаторы и транзисторы? (+ Примеры микрофонов)

Активные ленточные микрофоны потенциально могут иметь в своей конструкции полевые транзисторы.Эти конструкции будут иметь повышающие трансформаторы с высоким коэффициентом передачи между ленточной перегородкой и полевым транзистором для повышения относительно низкого напряжения на выходе ленты.

Эти повышающие трансформаторы также увеличивают импеданс сигналов, поэтому полевые транзисторы иногда полезны для понижения импеданса до полезных уровней без снижения мощности сигнала.

Чтобы узнать больше о ленточных микрофонах, прочитайте мою статью «Динамические ленточные микрофоны: подробное руководство».

Ламповые микрофоны

Вакуумные лампы по существу выполняют ту же роль, что и полевые транзисторы в микрофонах.То есть они преобразуют импеданс из сигналов капсулы с высоким импедансом и действуют как псевдоусилители.

Давайте быстро взглянем на схему триодной вакуумной лампы (простейшей лампы для микрофона) и перечислим ее компоненты:

  • H — нагреватель
  • K — катод
  • A — анод
  • G — сетка

Источник питания нагревает нагреватель, который затем вызывает устойчивый поток электронов (электрический ток) от отрицательно заряженный катод к положительно заряженному аноду.Это похоже на ток, протекающий между выводами истока и стока полевого транзистора.

Выход высокоомного капсюля подключен к высокоомной сетке (входу) триодной вакуумной лампы. Напряжение переменного тока на сетке трубки модулирует поток электронов между катодом и анодом. Другими словами, входной сигнал с высоким импедансом в сети управляет сигналом с низким импедансом (и часто более высоким напряжением) на выходе лампы. Это несколько аналогично клемме затвора полевого транзистора.

Таким образом, хотя лампы сильно отличаются от транзисторов, их можно рассматривать как аналог полевых транзисторов следующим образом:

  • Нагреватель = цепь смещения постоянного тока
  • Катод = клемма истока
  • Анод = клемма стока
  • Сеть = клемма затвора

Фактически, ранние конденсаторные микрофоны требовали вакуумных ламп для преобразования сигналов с высоким сопротивлением от их капсул. Транзистор был изобретен только в 1947 году, а полевые транзисторы / полевые транзисторы дебютировали в коммерческой микрофонной технологии только в 1964 году.

Чтобы узнать больше об истории микрофонов и технологических достижениях, сделавших возможными современные микрофоны, ознакомьтесь с моей статьей История микрофонов: кто и когда изобрел каждый тип микрофона?


Что такое микрофонный капсюль? Капсюль микрофона отвечает за преобразование звуковых волн в сигналы микрофона. Капсулы всегда имеют диафрагму (и) и корпус для этих диафрагм. Капсула в целом действует как преобразователь микрофона, превращая звук в звук.

Что измеряет микрофон? Микрофон по существу измеряет колебания звукового давления на своей диафрагме в диапазоне слышимых частот. Поскольку звуковые волны вызывают переменное давление вокруг диафрагмы микрофона, микрофон производит совпадающий электрический звуковой сигнал.

Для получения дополнительной информации о микрофонах, звуке и звуке ознакомьтесь с моей статьей «Что и как измеряют микрофоны?»


Эта статья была одобрена в соответствии с редакционной политикой «Мой новый микрофон».

Применение полевых транзисторов для измерения очень малых постоянных токов

  • 1.

    А. Н. Кармазинский, ПТЭ, № 3 (1965).

  • 2.

    Голубь С.Г., Шульман Б.Р., Измерит. техн., № 11 (1966).

  • 3.

    W. Шокли и Г. Пирсон, «Модуляция проводимости тонких пленок полупроводников поверхностными зарядами», Phys. Ред., 74 (1948).

  • 4.

    В. Шокли, «Униполярные полевые транзисторы», Proc.IRE, 40 (ноябрь 1952 г.), стр. 1365–1367.

    Google ученый

  • 5.

    К. Дейси и И. Росс, «Полевой транзистор», Bell System Tech. J., 34 (ноябрь 1955 г.).

  • 6.

    Дж. Л. Севин, Полевые транзисторы, McGraw-Hill Book Co. (1965).

  • 7.

    А. Ван дер Зил, «Тепловой шум в полевых транзисторах», Proc. IRE, 50 (август 1962 г.).

  • 8.

    А. Б. Кауфман, «Полевой транзистор под действием ядерного излучения», Electronic Ind, 23 , № 3 (1964).

  • 9.

    Берд Р. М. Твердотельный усилитель электрометра. and Control Systems, 36 (сентябрь 1963 г.).

  • 10.

    Бартон К. Полевой транзистор, используемый в качестве прерывателя низкого уровня, Электрон. Engng., 37 , No. 444 (1965), также EI KIG No. 15, ref 90, (1965).

  • 11.

    Х. Фейн, «Твердотельные электрометры, нейтрализация входной емкости», IEEE Trans on BME, 11 , No.1–2 (1964).

  • 12.

    К. Гулд, «Катодный повторитель и отрицательная емкость как цепи с высоким входным импедансом», Proc. IRE, 50 (сентябрь 1962 г.).

  • 13.

    W. H. Evans, «Новое устройство для измерения статических электрических полей», Geophys. Res., 70 , № 16 (1965).

  • 14.

    Дж. Х. Маккуэйд, «Рециркулирующий интегратор для измерения наноамперных токов», RSI, 36 , № 5 (1965).

  • 15.

    Хейман и С.Р. Хофштейн, «Полевой транзистор с изолированным затвором», представленный на встрече Electron Devices в Вашингтоне (октябрь 1962 г.).

  • 16.

    Д. М. Грисволд, «Понимание и использование МОП-транзистора», Электроника, 37 , № 31 (1964).

  • 17.

    Х. А. Дунг, «Оцифрованный электрометр с линейным откликом на шесть декад», IEEE Trans. по ядерной науке, № 5–12, № 4 (1965).

  • 18.

    Дж. Б. МакКослин, «Электрометр для ионизационных камер на МОП-транзисторах», RST, 35 , No.11 (1964).

  • Разница между BJT и FET: работа и их характеристики

    BJT и FET — это два разных типа транзисторов, также известные как активные полупроводниковые устройства. Аббревиатура BJT — Bipolar Junction Transistor, а FET — это полевой транзистор. BJTS и FETS доступны в различных пакетах в зависимости от рабочей частоты, тока, напряжения и номинальной мощности. Эти типы устройств позволяют лучше контролировать их работу.BJTS и полевые транзисторы могут использоваться в качестве переключателей и усилителей в электрических и электронных схемах. Основное различие между BJT и FET заключается в том, что в полевом транзисторе течет только основной заряд, тогда как в BJT текут как основные, так и неосновные носители заряда.


    Разница между BJT и FET

    Основное различие между BJT и FET обсуждается ниже, в том числе, что такое BJT и FET, конструкция и работа BJT и FET.

    Что такое BJT?

    BJT — это один из типов транзисторов, в котором используются как основные, так и неосновные носители заряда.Эти полупроводниковые устройства доступны в двух типах, таких как PNP и NPN. Основная функция этого транзистора — усиление тока. Эти транзисторы можно использовать как переключатели и усилители. Приложения BJT включают широкий спектр электронных устройств, таких как телевизоры, мобильные телефоны, компьютеры, радиопередатчики, усилители звука и промышленное управление.

    Биполярный переходной транзистор

    Конструкция BJT

    Биполярный транзистор состоит из двух p-n-переходов. В зависимости от структуры BJT они подразделяются на два типа, такие как PNP и NPN.В NPN-транзисторе слаболегированный полупроводник P-типа помещен между двумя сильно легированными полупроводниками N-типа. Точно так же транзистор PNP формируется путем размещения полупроводника N-типа между полупроводниками P-типа. Конструкция BJT показана ниже. Выводы эмиттера и коллектора в приведенной ниже структуре называются полупроводниками n-типа и p-типа, которые обозначаются буквами «E» и «C». В то время как оставшийся вывод коллектора называется полупроводником p-типа и обозначается буквой «B».

    Конструкция BJT

    Когда высокое напряжение подключено в режиме обратного смещения как к клеммам базы, так и к клеммам коллектора.Это приводит к образованию зоны с высоким обеднением, которая образуется поперек соединения BE, с сильным электрическим полем, которое останавливает отверстия от B-терминала до C-терминала. Всякий раз, когда клеммы E и B подключаются с прямым смещением, поток электронов будет направлен от клеммы эмиттера к клемме базы.

    В базовом выводе некоторые электроны рекомбинируют с дырками, но электрическое поле через переход B-C притягивает электроны. Большинство электронов в конечном итоге перетекают в клемму коллектора, создавая сильный ток.Поскольку протеканием сильного тока через вывод коллектора можно управлять с помощью небольшого тока через вывод эмиттера.

    Если разность потенциалов на переходе BE не велика, электроны не могут попасть в вывод коллектора, поэтому ток через вывод коллектора не протекает. По этой причине в качестве переключателя также используется биполярный переходной транзистор. Переход PNP также работает по тому же принципу, но клемма базы сделана из материала N-типа, а большинство носителей заряда в транзисторе PNP представляют собой дырки.

    Районы БЮТ

    BJT может работать в трех областях, таких как активная, отсечка и насыщение. Эти регионы обсуждаются ниже.

    Транзистор включен в активной области, ток коллектора является сравнительным и управляется током базы, как IC = βIC. Он сравнительно нечувствителен к VCE. В этом регионе он работает как усилитель.

    Транзистор выключен в области отсечки, поэтому нет передачи между двумя выводами, такими как коллектор и эмиттер, поэтому IB = 0, поэтому IC = 0.

    Транзистор включен в области насыщения, поэтому ток коллектора изменяется в меньшей степени из-за изменения тока базы. VCE небольшой, а ток коллектора в основном зависит от VCE, в отличие от активной области.

    BJT Характеристики

    Характеристики BJT включают следующее.

    • Сопротивление i / p BJT низкое, тогда как сопротивление o / p высокое.
    • BJT представляет собой компонент с шумом из-за наличия неосновных носителей заряда
    • BJT — биполярное устройство, потому что ток будет протекать через оба носителя заряда.
    • Теплоемкость BJT мала, потому что в противном случае ток утечки меняет на противоположный ток насыщения.
    • Допирование на выводе эмиттера максимальное, тогда как на выводе базы низкое
    • Площадь коллекторного вывода в BJT большая по сравнению с FET

    Типы БЮТ

    Классификация BJT может быть сделана на основе их конструкции, например, PNP и NPN.

    Транзистор PNP

    В транзисторе PNP между двумя полупроводниковыми слоями p-типа зажат только полупроводниковый слой n-типа.

    Транзистор NPN

    В транзисторе NPN между двумя полупроводниковыми слоями N-типа зажат только полупроводниковый слой p-типа.

    Что такое полевой транзистор?

    Термин FET означает полевой транзистор, также его называют униполярным транзистором. Полевой транзистор — это один из типов транзисторов, в котором ток в прямом / обратном направлении регулируется электрическими полями. Основной тип полевого транзистора совершенно не похож на биполярный транзистор. Полевой транзистор состоит из трех выводов: истока, стока и затвора.Носителями заряда этого транзистора являются дырки или электроны, которые текут от вывода истока к выводу стока через активный канал. Этот поток носителей заряда можно контролировать с помощью напряжения, приложенного к клеммам истока и затвора.

    Полевой транзистор

    Конструкция полевого транзистора

    Полевые транзисторы подразделяются на два типа, такие как JFET и MOSFET. Эти два транзистора имеют схожие принципы. Конструкция p-канального JFET показана ниже.В полевом транзисторе с p-каналом большая часть носителей заряда течет от истока к стоку. Клеммы истока и стока обозначены буквами S и D.

    Конструкция полевого транзистора

    Вывод затвора подключен в режиме обратного смещения к источнику напряжения, так что слой обеднения может быть сформирован в областях затвора и канала, по которым протекают заряды. Каждый раз, когда обратное напряжение на выводе затвора увеличивается, слой обеднения увеличивается. Таким образом, он может остановить поток тока от вывода истока к выводу стока.Таким образом, изменяя напряжение на выводе затвора, можно управлять потоком тока от вывода истока к выводу стока.

    Области полевого транзистора

    полевых транзисторов работали в трех областях, таких как область отсечки, активная и омическая область.

    Транзистор будет выключен в области отсечки. Таким образом, нет проводимости между истоком и стоком, когда напряжение затвор-исток выше по сравнению с напряжением отсечки. (ID = 0 для VGS> VGS, выкл.)

    Активная область также известна как область насыщенности.В этой области транзистор включен. Управление током стока может быть выполнено через VGS (напряжение затвор-исток) и сравнительно нечувствительно к VDS. Итак, в этой области транзистор работает как усилитель.

    Итак, ID = IDSS = (1- VGS / VGS, выкл.) 2

    Транзистор активирован в омической области; однако он работает как видеомагнитофон (резистор, управляемый напряжением). Как только VDS становится низким по сравнению с активной областью, ток стока приблизительно сравним с напряжением исток-сток и регулируется через напряжение затвора.Итак, ID = IDSS

    [2 (1- VGS / VGS, выкл.) (VDS / -VDS, выкл.) — (VDS / -VGS, выкл.) 2]

    В этом регионе

    RDS = VGS, выкл. / 2IDss (VGS- VGS, выкл) = 1 / г

    Типы полевых транзисторов

    Существует два основных типа переходных полевых транзисторов, как показано ниже.

    JFET — Переходный полевой транзистор

    IGBT — полевой транзистор с изолированным затвором, более известный как MOSFET — полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника)

    Характеристики полевого транзистора

    Характеристики полевого транзистора включают следующее.

    • Входное сопротивление полевого транзистора высокое, например 100 МОм
    • Когда полевой транзистор используется в качестве переключателя, он не имеет напряжения смещения
    • FET сравнительно защищен от излучения
    • FET — устройство большинства операторов связи.
    • Это униполярный компонент, обеспечивающий высокую термическую стабильность
    • Он имеет низкий уровень шума и больше подходит для входных каскадов усилителей низкого уровня.
    • Обеспечивает высокую термическую стабильность по сравнению с BJT.

    Разница между BJT и FET

    Разница между BJT и FET представлена ​​в следующей табличной форме.

    БЮТ

    полевой транзистор

    BJT обозначает биполярный переходной транзистор, поэтому это биполярный компонент FET обозначает полевой транзистор, поэтому это однопереходный транзистор
    BJT имеет три клеммы, такие как база, эмиттер и коллектор FET имеет три клеммы, такие как сток, источник и затвор
    Работа BJT в основном зависит как от носителей заряда, таких как большинство, так и меньшинства Работа полевого транзистора в основном зависит от основных носителей заряда — дырок или электронов
    Входное сопротивление этого BJT находится в диапазоне от 1 кОм до 3 кОм, поэтому оно намного меньше Входное сопротивление полевого транзистора очень велико
    BJT — устройство с управлением по току FET — устройство, управляемое напряжением
    BJT имеет шум FET имеет меньше шума
    Изменение частоты BJT повлияет на его работу Его частотная характеристика высокая
    Зависит от температуры Его термостойкость лучше
    Это низкая стоимость Дорого
    Размер BJT больше, чем у FET Размер полевого транзистора низкий
    Имеет напряжение смещения Нет напряжения смещения
    BJT прирост больше Коэффициент усиления полевого транзистора меньше
    Его выходной импеданс высокий из-за высокого усиления Его выходное сопротивление низкое из-за низкого усиления
    По сравнению с выводом эмиттера, оба вывода BJT, такие как база и коллектор, более положительны.

    Его вывод стока положительный, а вывод затвора отрицательный по сравнению с источником.
    Его базовый вывод отрицательный по отношению к выводу эмиттера. Его вывод затвора более отрицательный по сравнению с выводом истока.
    Имеет высокий коэффициент усиления по напряжению Имеет низкий коэффициент усиления по напряжению
    Имеет меньшее усиление по току Имеет высокий коэффициент усиления по току
    Время переключения BJT среднее Время переключения полевого транзистора быстрое
    Смещение БЮТ простое Смещение полевого транзистора затруднено
    BJT использует меньшее количество тока полевые транзисторы используют меньшее количество напряжения
    BJT подходят для слаботочных приложений. FET применимы для приложений низкого напряжения.
    BJT потребляют большую мощность полевые транзисторы потребляют малую мощность
    БЮТ имеют отрицательный температурный коэффициент БЮТ имеют положительный температурный коэффициент

    Ключевое различие между BJT и FET

    • Транзисторы с биполярным переходом — это биполярные устройства, в этом транзисторе есть поток как основных, так и неосновных носителей заряда.
    • Полевые транзисторы являются униполярными устройствами, в этом транзисторе протекает только большинство носителей заряда.
    • Биполярные транзисторы с управлением по току.
    • Полевые транзисторы управляются напряжением.
    • Во многих приложениях используются полевые транзисторы, а не биполярные переходные транзисторы.
    • Транзисторы с биполярным переходом состоят из трех выводов: эмиттера, базы и коллектора. Эти клеммы обозначены буквами E, B и C.
    • Полевой транзистор состоит из трех выводов: истока, стока и затвора.Эти клеммы обозначаются буквами S, D и G.
    • Входное сопротивление полевых транзисторов выше по сравнению с транзисторами с биполярным переходом.
    • Производство полевых транзисторов может быть очень маленьким, чтобы сделать их более эффективными при проектировании коммерческих схем. В основном полевые транзисторы доступны в небольших размерах и занимают мало места на кристалле. Устройства меньшего размера удобнее и удобнее в использовании. Биполярные транзисторы больше, чем полевые транзисторы.
    • Полевые транзисторы
    • , в частности, полевые МОП-транзисторы, являются более дорогостоящими в разработке по сравнению с BJT.
    • Полевые транзисторы
    • более широко используются в различных приложениях, они могут изготавливаться небольшого размера и потреблять меньше энергии. BJT применимы в электронике для хобби, бытовой электронике и приносят большую прибыль.
    • Полевые транзисторы
    • предоставляют несколько преимуществ для коммерческих устройств в крупных отраслях промышленности. Когда они используются в потребительских устройствах, они предпочтительнее из-за их размера, высокого импеданса i / p и других факторов.
    • Одна из крупнейших компаний-разработчиков микросхем, такая как Intel, использует полевые транзисторы для питания миллиардов устройств по всему миру.
    • BJT требуется небольшой ток для включения транзистора. Тепло, рассеиваемое при биполярном режиме, останавливает общее количество транзисторов, которые могут быть изготовлены на кристалле.
    • Когда клемма «G» полевого транзистора заряжена, больше не требуется тока, чтобы транзистор оставался включенным.
    • BJT отвечает за перегрев из-за отрицательного температурного коэффициента.
    • FET имеет температурный коэффициент + Ve для предотвращения перегрева.
    • BJT применимы для слаботочных приложений.
    • FETS применимы для приложений низкого напряжения.
    • полевые транзисторы имеют коэффициент усиления от низкого до среднего.
    • BJT имеют более высокую максимальную частоту и более высокую частоту среза.
    Почему FET предпочтительнее BJT?
    • Полевые транзисторы обеспечивают высокий входной импеданс по сравнению с биполярными транзисторами. Коэффициент усиления полевых транзисторов меньше, чем у биполярных транзисторов.
    • FET генерирует меньше шума
    • Радиационный эффект полевого транзистора меньше.
    • Напряжение смещения полевого транзистора равно нулю при нулевом токе стока, поэтому он является отличным прерывателем сигнала.
    • полевые транзисторы более устойчивы к температуре.
    • Это устройства, чувствительные к напряжению, с высоким входным сопротивлением.
    • Входное сопротивление полевого транзистора выше, поэтому его предпочтительно использовать как ступень i / p для многокаскадного усилителя.
    • Полевой транзистор одного класса производит меньше шума
    • Изготовление полевого транзистора несложно
    • FET реагирует как регулируемый по напряжению переменный резистор на крошечные значения напряжения сток-исток.
    • Они нечувствительны к радиации.
    • Полевые транзисторы
    • рассеивают большую мощность, а также могут коммутировать большие токи.
    Что быстрее BJT или FET?
    • Для управления маломощными светодиодами и тех же устройств от MCU (Micro Controllers Unit), BJT очень подходят, потому что BJT могут переключаться быстрее по сравнению с MOSFET из-за низкой емкости на управляющем контакте.
    • MOSFET используются в приложениях большой мощности; поскольку они могут переключаться быстрее, чем BJT.
    • В полевых МОП-транзисторах
    • используются небольшие катушки индуктивности в импульсных источниках питания для повышения эффективности.

    Таким образом, это все о сравнении между BJT и FET, включая, что такое BJT и FET, конструкция BJT, конструкция FET, различия между BJT и FET. Оба транзистора, такие как BJT и FET, были разработаны с использованием различных полупроводниковых материалов, таких как P-тип, а также N-тип. Они используются в конструкции переключателей, усилителей, а также генераторов. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые вопросы относительно этой концепции или проектов электроники, пожалуйста, комментируйте в разделе комментариев ниже.Вот вам вопрос, каковы применения BJT и FET?

    Фото:

    Новый 200 Вт 220 В усилитель высокой мощности Полевой транзистор Передний и задний каскад Hi-Fi Плата усилителя мощности: Электроника


    В настоящее время недоступен.
    Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
    • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
    • Качество продукции хорошее.
    • Расчетное время доставки в развитые страны: 7-20 дней по специальной линии. 10-30 дней для других стран. Мы предоставляем услуги ускоренной доставки: 3-8 дней (без учета времени обработки). Если сумма заказа превышает 150 долларов США, мы бесплатно воспользуемся услугами ускоренной доставки.
    • Мы являемся профессиональным производителем электронных компонентов и модулей. Вы можете искать ключевые слова в нашем магазине. Я верю, что вы сможете найти нужный вам товар.
    • Если товар неудовлетворителен, просто отправьте мне запрос на возврат, и мы полностью вернем деньги.
    ]]>
    Характеристики
    Фирменное наименование DIYЭлектроника
    Ean 6011978024565
    Номер детали diy_EC_10340
    Код UNSPSC 32000000

    Графеновые распределенные усилители: создание желаемого усиления для графеновых полевых транзисторов

    Графеновые полевые транзисторы

    Изготовлены

    GFET-транзисторы со скрытым затвором.Поперечное сечение и виды сверху структуры GFET с длиной затвора 400 нм показаны на рис. 1a, b, соответственно. Процесс химико-механической планаризации (CMP) сглаживает поверхность пластины, что гарантирует успешность последующего процесса переноса графена. Поперечный разрез, сделанный с помощью сфокусированного ионного пучка (FIB), показал толщину затвора 600 нм. Такая толщина эффективно снижает последовательное сопротивление затвора, что является благоприятным с точки зрения f max .В GFET-транзисторах используется структура с двумя пальцами, ширина каждого из которых составляет 6 мкм. В качестве диэлектрика затвора использовался HfO 2 с эквивалентной толщиной оксида (EOT) 2 нм, сформированный непосредственно на скрытом затворе. Графен был синтезирован методом CVD и перенесен методом «барботирования», как сообщалось ранее (подробности в методе) 27,28 . Канал GFET определялся контактной фотолитографией, а контакты — электронно-лучевой фотолитографией (EBL). Контакты были 40 нм Pt (подробности в методе).

    Рис. 1

    Изображения GFET, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа и оптического микроскопа.

    Поперечное сечение ( a ) и вид сверху ( b ) GFET с помощью SEM. Масштабные линейки: 2 мкм. ( c ) Изображение оптического микроскопа GFET с контактными площадками.

    Зондирующие площадки имели размер 80 мкм × 80 мкм с шагом 100 мкм в схеме «земля-сигнал-земля» (GSG), как показано на рис. 1c. Для удобства не все устройства прошли стадию пассивации. В нескольких отчетах показаны различные диэлектрики, такие как Si 3 N 4 29 , BN 30 , Al 2 O 3 31 и т. Д., может эффективно защитить графеновые устройства. В будущих работах следует рассмотреть возможность пассивации для повышения стабильности и надежности графеновых устройств. S-параметры были измерены на микросхеме до 40 ГГц в окружающей атмосфере с помощью анализатора цепей Agilent N8230C. Четыре GFET, помеченные как GFET # 1 ~ 4, имели длину затвора 300 нм, 500 нм, 500 нм и 400 нм соответственно и продемонстрировали f T / f max 8,2 ГГц / 16 ГГц, 8.4 ГГц / 12,5 ГГц, 9,1 ГГц / 12,4 ГГц, 10,6 ГГц / 16,6 ГГц, соответственно, как показано на рис. 2. Эти результаты были без деэмбедирования. Затем устройства были вырезаны из микросхемы с помощью контактных площадок, что позволило выполнить соединение проводов в следующих работах.

    Рисунок 2

    Характеристики RF GFET.

    f T и f max GFET # 1 ( a ), GFET # 2 ( b ), GFET # 3 ( c 4) и GFET ( д ).

    Распределенные усилители

    На рисунке 3 показана схема четырехкаскадного графенового распределенного усилителя. Искусственные линии передачи, образованные сосредоточенными элементами, периодически нагружаются выводами затвора и стока GFET, образуя так называемые линии передачи затвора и стока. Радиочастотный сигнал, подаваемый на входной конец линии затвора, проходит вниз к другому концу, где он поглощается оконечным сопротивлением. Сигналы, отобранные затвором GFET в другом месте с разными фазами, передаются на линию стока.Две линии передачи затвора и стока имеют одинаковую фазовую скорость. Следовательно, коэффициенты усиления каждой ступени объединяются в направлении движения вперед. Обратный сигнал на дренажной линии поглощается на граничном конце. Пока коэффициент усиления на секцию превышает соответствующие потери, общий коэффициент усиления распределенного усилителя можно увеличивать даже без ограничений. В то время как усиление обычных каскадных усилителей является продуктом каждого каскада, распределенные усилители увеличивают усиление пропорционально количеству каскадов, что особенно привлекательно для графена, поскольку в противном случае умножение не могло бы обеспечить удовлетворительный выигрыш.Четыре GFET-транзистора на схеме обозначены как T1 ~ 4. Пассивные компоненты, C d , C g , L d и L g , составляют искусственные линии затвора и стока. R 1 и R 2 образуют два оконечных сопротивления.

    Рисунок 3

    Схема четырехкаскадного графенового распределенного усилителя.

    Моделирование схемы на основе измеренных S-параметров GFET было выполнено в стандартном имитаторе схемы Agilent Advanced Design System (ADS).В моделировании №1 все от T1 до T4 использовали GFET №4, что соответствует идеальным ситуациям, когда GFET полностью идентичны. Оптимизация проводилась с тремя целями: 1) S21> 5 дБ; 2) S11 <−10 дБ; 3) S22 <−10 дБ. Переменными были оконечные сопротивления, R 1 , R 2 и сосредоточенные пассивные компоненты, C g , C d , L g , L d (подробности в методе). Импедансы источника и нагрузки были установлены как R 1 и R 2 , соответственно.В моделировании №1 было получено значение S21 примерно 4 дБ и ширины полосы 3,5 ГГц, как показано на рисунке 4a. Варианты пассивных компонентов показаны в таблице 1. R 1 , R 2 , C g , C d , L g и L d дали 1,28 кОм, 78,5 Ом, 0,01 пФ , 0,7 пФ, 105 нГн и 7,6 нГн соответственно. Моделирование №1 представляет ситуации, когда GFET-транзисторы в точности идентичны (T1 ~ 4: GFET №4). После демонстрации высокоэффективных отдельных GFET во многих лабораторных работах, усилия в обществе графеновой электроники должны теперь сделать упор на воспроизводимость и надежность для поддержки потенциального массового производства.

    Таблица 1 Переменные в моделировании №1 и №2. Рисунок 4

    Результаты моделирования.

    Величина S-параметров моделирования № 1 ( a ) и № 2 ( b ).

    Еще одна симуляция, Simulation # 2, была запущена ближе к реальным обстоятельствам. GFET №1–4 были назначены на T1 – T4 соответственно. Установка была такой же, как и в Simulation # 1, в котором S21 генерировался с шириной полосы 3 дБ и полосой 3,5 ГГц, как показано на рис. 4b. Переменные R 1 , R 2 , C g , C d , L g и L d привели к 1.28 кОм, 58 Ом, 0,01 пФ, 1,2 пФ, 86 нГн и 7,2 нГн соответственно, как показано в таблице 2, что очень близко к моделированию №1.

    Таблица 2 Переменные в моделировании №3 и №4.

    Simulation # 1 и # 2 впервые в литературе продемонстрировали широкополосные графеновые усилители. Оба моделирования были основаны на измеренных S-параметрах полевых транзисторов GFET, что демонстрирует возможность создания широкополосных графеновых усилителей с современными полевыми транзисторами средней производительности. Пассивный компонент был подвергнут следующему уравнению, которое гарантирует требование фазовой синхронизации:

    , где C и L представляют собой емкость и индуктивность в каждом узле.Для моделирования № 1 C g , C d , L g и L d составляли 0,01 пФ, 0,7 пФ, 105 нГн и 7,6 нГн соответственно. Эффекты Миллера заслоняли сток C , а емкость оксида затвора составляла примерно 0,08 пФ, рассчитанная в соответствии с размером и диэлектриком затвора 400-нм GFET. С вентиль был дополнительно уменьшен из-за эффекта квантовой емкости 32,33 , поэтому квалифицируем уравнение (1). В этих симуляциях предполагалось, что использовались широкополосные согласующие участки: импеданс истока и нагрузки был установлен как R 1 и R 2 , что примерно равнялось характеристическим импедансам линий передачи затвора и стока, соответственно, рассчитанных как.Полоса пропускания распределенного усилителя определяется частотой среза искусственной линии передачи, 26 . Следующие работы должны реализовать эти конструкции с помощью технологии IC, которая имеет точный контроль паразитных параметров и моделей активных и пассивных компонентов.

    С другой стороны, в этой работе были предприняты усилия по реализации распределенного графенового усилителя на уровне печатной платы, который решает такие проблемы, как точные модели GFET, выбор дискретных пассивных компонентов с сосредоточенными параметрами и соединительных проводов.Любые изменения могут нарушить фазовую синхронизацию между линиями передачи затвора и стока, особенно когда значения любого из пассивных компонентов слишком малы, например, C g в Моделировании №1 и №2.

    Во-первых, малые значения для любого из C g , C d , L g , L d избегаются в симуляциях, Simulation # 3 и # 4. В частности, для C g было установлено значение 1 пФ (то есть минимальное значение для емкостей дикрета в корпусе 0805).Оба оконечных сопротивления были установлены на 50 Ом. В модели № 3 использовалось C g = C d = 1 пФ и R 1 = R 2 = 50 Ом. Результат моделирования показан на рисунке 5a, а значения переменных — в таблице 2. Из-за большого C g коэффициент усиления снизился до -10 ~ -5 дБ, а полоса пропускания осталась на уровне 3 ГГц. В моделировании № 4 также удалось избежать согласования секций на входных и выходных клеммах за счет использования источника 50 Ом и сопротивления нагрузки. C g и C d были 1 пФ, а L g и L d 10 нГн, которые являются обычными дискретными устройствами.Результат моделирования показан на рис. 5б. В этом моделировании использовались чрезвычайно большие емкости, поскольку в противном случае любые изменения могли бы легко нарушить требование фазовой синхронизации. В свою очередь, он пожертвовал прибылью.

    Рисунок 5

    Результаты моделирования.

    Величина S-параметров моделирования № 3 ( a ) и № 4 ( b ).

    Распределенный усилитель на уровне графена на уровне печатной платы был изготовлен в соответствии с Симуляцией № 4, размер которой составлял приблизительно 5 см × 3 см, как показано на рис.6а. Использован ламинат FR4. Конденсаторы и катушки индуктивности были в корпусе 0805. Отдельные GFET-транзисторы были вырезаны из микросхемы и прикреплены к печатной плате. Длина соединительных проводов была ограничена примерно 2 мм, что приводило к паразитным эффектам примерно 1 нГн / мм. После калибровки с помощью процесса короткого замыкания-открытия-сквозной нагрузки (SOLT) для устранения паразитных эффектов проводки анализатор цепей Agilent N8230C использовался для определения характеристик образца распределенного усилителя до 10 ГГц. Линия стока была смещена на 1 В, а напряжение на затворе изменялось от 0.От 8 В до 1,2 В. Смещения постоянного тока индуцировались через индукторы блока переменного тока.

    Рисунок 6

    Распределенный усилитель на печатной плате с графеном.

    ( a ) Фотография графенового распределенного усилителя. ( b ) Измеренные S-параметры.

    Результаты испытаний показаны на рис. 6б. Были получены максимальное усиление −20 дБ и полоса пропускания 1,5 ГГц. Несмотря на то, что существуют большие расхождения, результаты измерений повторно собирают моделирование №4. S21 зависит от смещения затвора V g .Он увеличивается с каждой крутизной GFET. Характерные сопротивления искусственных линий передачи приблизительно равны 50 Ом и, следовательно, уменьшают возвратные потери на выводах истока и стока. По нескольким причинам производительность ухудшается по сравнению с результатами моделирования. Эффект распределения имел место на частотах ГГц, учитывая, что размер ламината печатной платы сравним с соответствующей длиной волны. Кроме того, соединительные провода еще не учитывались при моделировании.

    Даже несмотря на то, что сфабрикованная работа в некоторой степени воссоздает реальный усилитель, будущие графеновые распределенные усилители должны быть реализованы в технологиях IC, где должны быть рассмотрены точные модели GFET и пассивных компонентов. Кроме того, можно рассмотреть возможность использования встроенных волноводов для замены искусственных линий передачи. Они могут еще больше снизить потери.

    Распределенные усилители за последние десятилетия успешно применялись в полупроводниковых технологиях и КМОП-технологиях 23,24,25,26 .Особенно многообещающим является их применение в графене, кандидате в полупроводниковую технологию следующего поколения. Он решает давнюю проблему графена, заключающуюся в том, что его трудно получить.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.