關(guān)于場效應(yīng)管在高頻電路中的應(yīng)用

田霄

【摘要】場效應(yīng)管的應(yīng)用越來越廣泛，它相比于傳統(tǒng)的晶體管有許多獨特的優(yōu)點使其在高頻電路中的應(yīng)用尤其之多，本文介紹了場效應(yīng)管和它的工作原理，就其在高頻電路的應(yīng)用中的突出性能進行了闡述并且以音響領(lǐng)域為例講解了場效應(yīng)管在高頻電路中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】場效應(yīng)管；高頻電路；設(shè)備應(yīng)用

1、場效應(yīng)管在高頻電路中應(yīng)用中的突出性能

1.1低噪

高頻電路中噪音會被放大，而場效應(yīng)管以其低噪性能頗受關(guān)注。關(guān)于場效應(yīng)管的噪音機制的研究由來已久，主要有以下幾個方面的來源： 溝道電阻產(chǎn)生的熱噪聲，溝道熱噪聲通過溝道和柵極電容的耦合作用在柵極上的感應(yīng)噪聲，閃爍噪聲。不同的場效應(yīng)管其噪音性質(zhì)也有所不同，我們比較了一下共源、共柵和共漏場效應(yīng)管的噪音性質(zhì)，其模型如下

圖1 場效應(yīng)管高頻等效電路

圖2 共柵場效應(yīng)管噪聲模型

圖3 共漏場效應(yīng)管噪聲模型

綜合起來主要表現(xiàn)為共柵最好，共源次之，共漏最差，所以場效應(yīng)管在高頻電路中應(yīng)用優(yōu)先使用共柵作為低噪輸入級效果更好。

1.2自動增益控制特性

自動增益控制（ACG）經(jīng)常應(yīng)用于高頻電路，場效應(yīng)管在自動增益控制電路中的應(yīng)用也很重要，AGC有兩種控制方式：一種是利用增加AGC電壓的方式來減小增益的方式叫正向AGC，反之叫反向AGC .正向AGC 控制能力強，所需控制功率大，被控放大級工作點變動范圍大，放大器兩端阻抗變化也大；反向AGC所需控制功率小，控制范圍也小。利用場效應(yīng)管的特性，改變其柵極的電壓，從而改變其漏極和源極之間的電阻，可以改變放大器的增益，達到自動增益控制的目的。由于原理簡單且性能優(yōu)良，自動增益控制效果也比較穩(wěn)定。

1.3功率增益

場效應(yīng)管是一種電壓控制器件，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。在高頻電路高頻晶體管有兩大類型：一類是作小信號放大的高頻小功率管，對它們的主要要求是高增益和低噪聲；另一類為高頻功率管，其在高頻工作時允許有較大管耗，且輸出功率較大，場效應(yīng)管顯然能夠很好的滿足高頻電路的需要。

2、場效應(yīng)管在高頻電路中的具體應(yīng)用

現(xiàn)在越來越多的電子電路都在使用場效應(yīng)管，以音響領(lǐng)域為例，場效應(yīng)管的失真度低于晶體管且多為偶次諧波失真，聽感好，高中低頻能量分配適當，聲音有密度感，音場較穩(wěn)，透明感適中，層次感、解析力和定位感均有較好表現(xiàn)，對音樂細節(jié)有很好表現(xiàn)。

場效應(yīng)管的在音響領(lǐng)域選用應(yīng)注意以下幾點。

場效應(yīng)管的ID的參數(shù)按電路要求選取，能滿足功耗要求并略有余量即可，不要認為越大越好，ID越大，CGS也越大，對電路的高頻響應(yīng)及失真不利，如ID為2A的管子，CGS約為80pF；ID為10A的管子，CGS約為1000pF。使用的可靠性可通過合理的散熱設(shè)計來保證。

選用VMOS管的源漏極耐壓BVDSS不要過高，能達到要求即可。因為BVDSS大的管子飽和壓降也大，會影響效率。結(jié)型場效應(yīng)管則要盡可能高些，因為他們本來就不高，一般BVDSS為30～50V，BVGSS為20V。

VMOS管的BVGSS盡可能高些，因為VMOS管子?xùn)艠O很容易被擊穿，儲存或操作要慎之又慎，防止帶靜電的物體接觸管腳。在儲存中要將引出腳短路，并用金屬盒屏蔽包裝，以防止外來感應(yīng)電勢將柵極擊穿，尤其要注意不能將管子放入塑料盒子或塑料袋中。為了防止柵極感應(yīng)擊穿，在安裝調(diào)試中要求一切儀器儀表、電烙鐵、電路板以及人體等都必須具有良好的接地效果，在管子接入電路之前，管子的全部引腳都必須保持短接狀態(tài)，焊接完畢后方可把短接材料拆除。

配對管 要求用同廠同批號的，這樣參數(shù)一致性好。盡量選用孿生配對管，使管子的夾斷電壓和跨導(dǎo)盡可能保持一致，使配對誤差分別小于3%和5%。

盡可能選用音響專用管，這樣更能適合音頻放大電路的要求。

在安裝場效應(yīng)管時，位置要避免靠近發(fā)熱元件。為了防止管子振動，要將管子緊固起來，管腳引線在彎曲時，應(yīng)當大于根部距離5mm處進行彎曲，以防止彎曲時拆斷管腳或引起漏氣而損壞管子。管子要有良好的散熱條件，必須配置足夠的散熱器，保證管子溫度不超過額定值，確保長期穩(wěn)定可靠工作。

結(jié)論

通過對場效應(yīng)管在高頻電路中應(yīng)用的分析，本文著重介紹了場效應(yīng)管的突出性能及其在生活中的高頻電路的具體應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)場效應(yīng)管的潛力巨大，可應(yīng)用面廣。希望通過本文能夠讓場效應(yīng)管被人們更好的認識并運用從而使人們生活更加方便。

參考文獻

[1]山·烏英.金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管在全固態(tài)中波發(fā)射機中的應(yīng)用[J].電子制作， 2015（02）