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确定JFET特性的简单电路

2012-6-29 18:56| 发布者: lfcx| 查看: 732| 评论: 0|来自: 网络

摘要: 当使用分立的JFET时,设计者可能需要将大量可变的器件参数与某个给定的晶体管型号相适应。一般会使用平方律方程,作为JFET漏极电流特性的一个近似模型:ID=β(VGS-VP)2,其中,ID是漏极电流,VGS是栅源电压,β是跨 ...

 

 

当使用分立的JFET时,设计者可能需要将大量可变的器件参数与某个给定的晶体管型号相适应。一般会使用平方律方程,作为JFET漏极电流特性的一个近似模型:ID=β(VGS-VP)2,其中,ID是漏极电流,VGS是栅源电压,β是跨导参数,而VP是栅极的截止电压。与此近似,用下式可得栅源电压为0V时的零漂移漏极电压:IDSS=βVP2,其中IDSS是零漂移漏极电流。

图1是N沟道JFET的特性图,图中显示了一组器件可能的差异。例如,2N4416A数据表列出的截止电压为-2.5V~-6V,零漂漏极电流可以从5mA~15mA。对一些器件样品做观察,可发现这两个参数之间有相关性。图中靠外的曲线就表示出了这些极端情况,而中间的曲线则可能表示一个-4V截止电压和8mA零漂漏极电流的典型情况。

图1,不同N沟道JFET器件的I 串联电感,则可能需62 D-VGS特性可以有很大的差异。
图1,不同N沟道JFET器件的I 串联电感,则可能需62 D-VGS特性可以有很大的差异。

对于量产电路,虽然可以在某些器件差异之内做设计,有时也需要一个工具来快速地确定一组分立器件的特性。这种工具能够挑选出一只最适合于某个电路的器件,或者找到参数匹配相当理想的一对器件。

图2是用于此目的一个简单测试电路。尽管图中显示的JFET是N沟道器件,但通过开关S1的选择, DUT(待测器件)可以有两种极性。外接电压表连在右侧的端子上。开关S2选择两种测量模式,一种是测截止电压,另一个是测零漂漏极电流。在截止电压模式下,外接电表直接读出截止电压值;而在零漂漏极电流模式,测得的电压是一个100Ω视在电阻上面的零漂漏极电流。

图2,在DUT源极电阻R1和R2之间做选择,可以测量出截止电压和零漂漏极电流。
图2,在DUT源极电阻R1和R2之间做选择,可以测量出截止电压和零漂漏极电流。

S2在截止电压模式时,R1使数微安的漏极电流流入待测JFET 器件,而源极电压是负截止电压值的高度近似。运放用作一个单位增益缓冲器,通过R3做负反馈,因此可以用外接电表直接读出负的截止电压值。

而在零漂漏极电流模式下,JFET源极到地的电阻只有10Ω,因此漏极电流是零漂漏极电流的一个高度近似。运放的反馈也转换到增益为10的配置, 反馈分压器包含了R4和R5。这个增益使电压表能够方便地读出R2上的小电压, 读数值就是零漂漏极电流乘以100Ω。例如,如果电压表读数是1 V,则这个电压相当于10mA的零漂漏极电流。

对于N沟道器件,两个读数都是正的;对于P沟道器件, 电路功能相同,区别只是电压读数为负值。如果用测试线和夹子将待测JFET与电路相连,这两者都有一些寄生串联电感,则可能需要增加一个C1,以抑制产生任何高频振荡的趋势。R6将运放反馈回路与电压表及其引线的任何寄生电容隔离开来,保证了回路的稳定性。R7用于防止意外短路,可以用一只1.1kΩ电阻替代R4和R5。但你可能更愿意按图中所示值,使用手边的电阻。

从一组JFET中取一只样品,通过开关转换就可以快速地找到两个参数,并确定每个JFET的参数落入图1所示的哪个区间,从而选出可获得最佳电路性能的器件。

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