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高频JFET的偏置效率低?只需两个红外LED就能改进

2024-05-22 17:04:19 PETER DEMCHENKO 阅读:
JFET通常需要在栅极端子上施加一定的反向偏置,在HF/UHF应用中,这通常使用电阻器Rs两端的电压来提供···

结型场效应晶体管(JFET)通常需要向栅极端子施加一定的反向偏置电压。c8Mednc

在HF(高频)和UHF(超高频)应用中,通常使用源电阻器Rs两端的电压来提供这种偏置(图1)。c8Mednc

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图1:JFET通常需要在栅极端子上施加一定的反向偏置,在HF/UHF应用中,这通常使用电阻器Rs两端的电压来提供。c8Mednc

除了明显缺乏效率之外,这种方法还有其他缺点:c8Mednc

  • 漏极电流具有统计离散性,因此为了获得电流的目标值,需要对电路进行一些调整。
  • 漏极电流可能取决于温度或功率波动。
  • 为了实现可接受的低源阻抗,必须使用多个电容器Cs。
  • 为了保持相同的余量,需要更高的电源电压。
  • 与地平面缺乏直接接触意味着晶体管的冷却效果更差,而这对功率应用至关重要。

图2中的电路不存在这些问题。它由一个控制回路组成,为n沟道JFET放大器产生负极性控制电压。c8Mednc

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图2:为HF和UHF应用中的n沟道JFET放大器产生负极性控制电压的控制回路。c8Mednc

该电路在自制的光耦合器中使用了两个红外LED IR333C(直径5mm)。将两个这样的LED面对面放置在一个大约12mm长的适当PVC管中,仅此而已。一个这样的器件可在Iled<4mA时产生0.81V的电压,这对于HEMT FHX35LG来说已经足够了。c8Mednc

当然,如果需要更高的电压,可以级联几个这样的设备。c8Mednc

回路中的主要放大作用由JFET本身完成。其值约为gm*R1,其中gm是Q1的跨导。c8Mednc

晶体管对Q2和Q3与电阻器R1和R2上的压降进行比较,使它们相等。因此,通过改变R2:R3的比例,就可以设置所需的工作点:c8Mednc

Id = Vdd * R2 / ((R2 + R3) * R1)c8Mednc

我们可以看到,漏极电流(Id)仍然取决于电源电压(Vdd)。为了避免这种依赖性,我们可以用一个齐纳二极管代替电阻器R2,然后:c8Mednc

Id = Vz / R1c8Mednc

(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Bias for HF JFET,由Ricardo Xie编译)c8Mednc

责编:Ricardo
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