在電子產(chǎn)品里面,器件替換是很常見的情況。芯片停產(chǎn)、性能提升、成本供貨期都會成為替代原有器件的原因。這里不討論其他原因,只從開發(fā)設(shè)計的角度來說一說。說到器件替換,最直接最有效的方法無非是龍生龍鳳生鳳,老鼠生來會打洞,那怕是BJT被MOSFET代替也算是遠親代替緊鄰。這里討論的有些不一樣,根本不是一類東西,當然比較夸張的是射頻電路里的微帶線來代替電感、電容等。今先討論的是JFET代替電阻的一個例子。 提到FET管最先想到的可定是MOSFET,而同時出現(xiàn)在模擬電路課本上的JFET就顯得很尷尬了。我在這行也工作了快10年了,算上大學學習7年,用到的JFET還真不多。當然很多大家肯定不同意,那只怪電子這行業(yè)太廣,沒法面面俱到,想想有時候跟大蛇丸似的,成為了“電子癡”,想學的太多,都還沒成家,扯遠了,有興趣的同仁可以看《晶體管電路設(shè)計》——大師之作。JFET的另外一個外號——恒流二極管(應(yīng)該是一個功能的稱呼),即Vgs=0時,在不超過功率的情況下,Id為恒定的,就相當于恒流源似的。
在一些簡單的線性降壓電路里,會用穩(wěn)壓管做電平參考,為了限流,穩(wěn)壓管會串接一個電阻。電路圖如下。
前面模擬50Hz工頻交流信號,經(jīng)過二極管電橋整流之后經(jīng)過22uF電容濾波,用NPN作為調(diào)整管,5.6V穩(wěn)壓二極管,設(shè)計一個簡單的線性電源,為什么沒有后面的電容,為什么濾波電容不用220uF,就是為了顯示JFET比電阻R2好的穩(wěn)壓作用,如果用大電容就看不出來了。從圖中可以看出,輸出的紋波在5個格左右,輸出電壓5V,流過R2電容為6.7mA。
下面將R2換為JFET,同時將G與S短接,變成恒流二極管。電路圖如下。
可見輸出電壓還是5V ,流過恒流二極管的電流也是6.5mA,也差不多。但是紋波就變?yōu)?格,足足小了一般還多。看來用恒流二極管代替電阻來配合穩(wěn)壓二極管是有效的。
原理也很簡單,經(jīng)過整流的電平依然存在紋波,雖然有穩(wěn)壓二極管對電平進行了穩(wěn)壓,但是電流的變化依然會隨著電阻改變調(diào)整管Q1的基極,BJT本來就是電流控電流源,基極的變化會影響輸出的變化,自然紋波就會大些。而恒流二極管的電流為恒定的(不同的JFET的Id雖然有差異化,但都還是穩(wěn)定的),對調(diào)整管Q1的影響就很小,所以輸出就有很小的變化。再就是恒流源阻抗大(恒流源相當于開路),負載影響小,自然會比R2d 300ohm變得穩(wěn)定許多。如有條件的話,跟穩(wěn)壓二極管搭檔可以換成JFET。
多說一句,市面上賣的恒流二極管還真有2腳的,其實也是JFET的變形,原理一樣的。
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