場(chǎng)效應(yīng)管-晶體管電子濾波器分析-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-05-21
在很多電子電路中,特別是一些小信號(hào)放大電路,其電源往往會(huì)加入一級(jí)晶體管電子濾波器,其電路結(jié)構(gòu)如圖J1,設(shè)圖的右邊是一個(gè)與電子濾波效果一樣的普通RC濾波電路,則它們有以下關(guān)系:
圖的左邊 Uec=Ib*R1+Ueb=Ib*R1
因?yàn)镮ec=β*Ib (β為晶體管的直流放大系數(shù))
所以有Uec=(Iec/β)*R1
圖的右邊Uec=Rec*Iec 由于左右圖互相等效所以有：
Rec*Iec=(Iec/β)*R1得Rec=R1/β
兩濾波器的濾波性能一般用R與C的乘積來(lái)衡量,所以有：
R1*C1=Rec*C1'=(R1/β)*C1'
C1=C1'/β
由上式可知,電子濾波器所需的電容C1比一般RC濾波器所需電容少β倍.打個(gè)比方設(shè)晶體管的直流放大系數(shù)β=100,如果用一般RC濾波器所需電容容量為1000μF,如采用電子濾波器那么電容只需要10μF就滿足要求了。
現(xiàn)在越來(lái)越多的電子電路都在使用場(chǎng)效應(yīng)管,特別是在音響領(lǐng)域更是如此,場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管不同,它是一種電壓控制器件(晶體管是電流控制器件),其特性更象電子管,它具有很高的輸入阻抗,較大的功率增益,由于是電壓控制器件所以噪聲小,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖C-a。
場(chǎng)效應(yīng)管是一種單極型晶體管,它只有一個(gè)P-N結(jié),在零偏壓的狀態(tài)下,它是導(dǎo)通的,如果在其柵極(G)和源極(S)之間加上一個(gè)反向偏壓(稱柵極偏壓)在反向電場(chǎng)作用下P-N變厚(稱耗盡區(qū))溝道變窄,其漏極電流將變小,(如圖C1-b),反向偏壓達(dá)到一定時(shí),耗盡區(qū)將完全溝道"夾斷",此時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)如圖C-c,此時(shí)的反向偏壓我們稱之為夾斷電壓,用Vpo表示,它與柵極電壓Vgs和漏源電壓Vds之間可近以表示為Vpo=Vps+|Vgs|,這里|Vgs|是Vgs的絕對(duì)值。
在制造場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),如果在柵極材料加入之前,在溝道上先加上一層很薄的絕緣層的話,則將會(huì)大大地減小柵極電流,也大大地增加其輸入阻抗,由于這一絕緣層的存在,場(chǎng)效應(yīng)管可工作在正的偏置狀態(tài),我們稱這種場(chǎng)效應(yīng)管為絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,又稱MOS場(chǎng)效應(yīng)管,所以場(chǎng)效應(yīng)管有兩種類型,一種是絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,它可工作在反向偏置,零偏置和正向偏置狀態(tài),一種是結(jié)型柵型效應(yīng)管,它只能工作在反向偏置狀態(tài)。
絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管又分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種,我們稱在正常情況下導(dǎo)通的為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管,在正常情況下斷開(kāi)的稱增強(qiáng)型效應(yīng)管。
增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn):當(dāng)Vgs=0時(shí)Id(漏極電流)=0,只有當(dāng)Vgs增加到某一個(gè)值時(shí)才開(kāi)始導(dǎo)通,有漏極電流產(chǎn)生.并稱開(kāi)始出現(xiàn)漏極電流時(shí)的柵源電壓Vgs為開(kāi)啟電壓。
耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn),它可以在正或負(fù)的柵源電壓(正或負(fù)偏壓)下工作,而且柵極上基本無(wú)柵流(非常高的輸入電阻)。
結(jié)型柵場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)用的電路可以使用絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,但絕緣柵增強(qiáng)型場(chǎng)效管應(yīng)用的電路不能用結(jié)型 柵場(chǎng)效應(yīng)管代替。
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