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  • 場效應管-晶體管電子濾波器解析
    • 發布時間:2022-08-12 19:14:08
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    場效應管-晶體管電子濾波器解析
    晶體管電子濾波器
    在很多電子電路中,特別是一些小信號放大電路,其電源往往會加入一級晶體管電子濾波器,其電路結構如圖J1,設圖的右邊是一個與電子濾波效果一樣的普通RC濾波電路,則它們有以下關系:
    圖的左邊 Uec=Ib*R1+Ueb=Ib*R1
    因為Iec=β*Ib (β為晶體管的直流放大系數)
    場效應管 晶體管 電子濾波器
    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.打個比方設晶體管的直流放大系數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。
    場效應管
    場效應管 晶體管 電子濾波器
    現在越來越多的電子電路都在使用場效應管,特別是在音響領域更是如此,場效應管與晶體管不同,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,其結構簡圖如圖C-a。
    場效應管是一種單極型晶體管,它只有一個P-N結,在零偏壓的狀態下,它是導通的,如果在其柵極(G)和源極(S)之間加上一個反向偏壓(稱柵極偏壓)在反向電場作用下P-N變厚(稱耗盡區)溝道變窄,其漏極電流將變小,(如圖C1-b),反向偏壓達到一定時,耗盡區將完全溝道"夾斷",此時,場效應管進入截止狀態如圖C-c,此時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的絕對值。
    在制造場效應管時,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,場效應管可工作在正的偏置狀態,我們稱這種場效應管為絕緣柵型場效應管,又稱MOS場效應管,所以場效應管有兩種類型,一種是絕緣柵型場效應管,它可工作在反向偏置,零偏置和正向偏置狀態,一種是結型柵型效應管,它只能工作在反向偏置狀態。
    絕緣柵型場效應管又分為增強型和耗盡型兩種,我們稱在正常情況下導通的為耗盡型場效應管,在正常情況下斷開的稱增強型效應管。
    增強型場效應管特點:當Vgs=0時Id(漏極電流)=0,只有當Vgs增加到某一個值時才開始導通,有漏極電流產生.并稱開始出現漏極電流時的柵源電壓Vgs為開啟電壓。
    耗盡型場效應管的特點,它可以在正或負的柵源電壓(正或負偏壓)下工作,而且柵極上基本無柵流(非常高的輸入電阻)。
    結型柵場效應管應用的電路可以使用絕緣柵型場效應管,但絕緣柵增強型場效管應用的電路不能用結型 柵場效應管代替。
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