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  • 場效應(yīng)管知識-場效應(yīng)管恒流源電路圖分享
    • 發(fā)布時間:2020-11-11 17:17:39
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    場效應(yīng)管知識-場效應(yīng)管恒流源電路圖分享
    場效應(yīng)管的恒流源
    恒流源在現(xiàn)代計量測試領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,文獻(xiàn)有提到使用恒流源供電可提高標(biāo)準(zhǔn)燈的穩(wěn)定性;文獻(xiàn)中提到用恒流源測電阻比用伏安法精度更高。恒流源按照恒流器件不同可分為晶體管恒流源集成電路恒流源、場效應(yīng)管恒流源。
    晶體管恒流源的電流控制器件穩(wěn)流精度不高;集成電路恒流源適合小電流恒流但很難做大;場效應(yīng)管是一種電壓控制器件,它的輸人電阻非常高。柵極幾乎不取電流,非常適合作恒流源的調(diào)整管。本設(shè)計用P溝道增強型場效應(yīng)管設(shè)計的恒流源精度優(yōu)于0.5%。
    恒流原理
    場效應(yīng)管恒流源電路圖
    圖1是場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性。從轉(zhuǎn)移特性曲線上,我們知道場效應(yīng)管的漏源電流I由它的柵源電壓決定;在輸出特性曲線上,場效應(yīng)管工作可以分為四個區(qū):可變電阻區(qū)、恒流區(qū)(放大區(qū))、擊穿區(qū)、夾斷區(qū)。
    在可變電阻區(qū)漏源電流隨漏源電壓、柵源電壓的增大而增加;在恒流區(qū)漏源電流為恒定值,其大小由柵源電壓控制,隨著漏源電壓的繼續(xù)增大場效應(yīng)管進(jìn)入擊穿區(qū),管子會損壞,當(dāng)柵源電壓低于管子的開啟電壓時,管子進(jìn)入夾斷區(qū),漏極源極上幾乎沒有電流流過。因此只要讓管子工作在恒流區(qū),就能實現(xiàn)恒流,并且改變柵源電壓就能改變恒流的大小。
    場效應(yīng)管恒流源電路圖一
    如圖,其中分壓電阻和穩(wěn)壓管為場效應(yīng)管的柵極提供一個固定的基準(zhǔn)電壓。
    場效應(yīng)管恒流源電路圖
    場效應(yīng)管恒流源電路圖二
    基于場效應(yīng)管的恒流源電路原理圖如下圖所示,電流經(jīng)過采樣電阻轉(zhuǎn)換為采樣電壓。采樣電壓經(jīng)運放A2反向放大后作為反饋電壓VF送入運放A1的同相端,與基準(zhǔn)電壓VR進(jìn)行比較,對柵極電壓進(jìn)行調(diào)整,從而對輸出電流進(jìn)行調(diào)整,使整個閉環(huán)反饋系統(tǒng)處于動態(tài)平衡中,以達(dá)到穩(wěn)定輸出電流的目的。
    如果輸出電流增大,則采樣電阻上的采樣電壓隨之增大,反饋電壓VF也增大,運放A1同相端電壓增大,而基準(zhǔn)電壓不變,運放A1的輸出電壓為(VF-VR)K(K為運放A1的開環(huán)增益),因此運放A1的輸出電壓降低,柵極電壓下降從而使輸出電流下降,使輸出電流保持穩(wěn)定。
    場效應(yīng)管恒流源電路圖
    場效應(yīng)管恒流源電路圖三
    場效應(yīng)管恒流源電路圖
    場效應(yīng)管屬于電壓控制元件,這一點類似于電子管的三極管,但它的構(gòu)造與工作原理和電子管是截然不同的,與雙極型晶體管相比,場效應(yīng)晶體管具有如下特點:
    (1)場效應(yīng)管是電壓控制器件,它通過UGS來控制ID;
    (2)場效應(yīng)管的輸入端電流極小,因此它的輸入電阻很大。
    (3)它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,因此它的溫度穩(wěn)定性較好;
    (4)它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù);
    (5)場效應(yīng)管的抗輻射能力強;
    (6)由于不存在雜亂運動的少子擴散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。
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