FET Praktische DC-Analyseprobleme

Question

FET Praktische DC-Analyseprobleme

Voreingenommenheit
jfet
Physik
Steilheit

Keno

Ich bin gerade mit dem theoretischen Verständnis der Prinzipien von FET-Transistoren usw. fertig.

Gleich danach habe ich versucht, eine einfache Schaltung mit Common-Source mit FET und MOSFET zu machen, die Probleme traten nacheinander auf.

Ich könnte mit JFET (n-Kanal) für den Anfang beginnen:

Idss (bei Vds = 15 V) = 6 mA
Vgss (aus) (wenn Vds = 15 V und Id = 10 nA) = von -0,5 V bis -8 V
Unterschiedliche Zulassungen bei Vgs = 0 und ich weiß nicht, welche ich zur Berechnung von Id wählen soll

Alles, was ich wollte, war, den FET vorzuspannen, so dass Vds = Vdd/2, also in der Mitte der Lastleitung (für den Anfang). Vdd wäre 20 V und Id wäre 5 mA > Vds wäre dann 10 V, richtig?

Ich kann keine geeigneten Vgs finden und weiß auch nicht, wie ich den Gate-Widerstand (seriell oder parallel) anschließen soll. + Ich kann seinen Wert nicht berechnen, da der Gate-Strom nicht berechnet werden kann und / oder praktisch nicht verwendbar ist (vernachlässigt).

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Datenblatt des Transistors: www.mouser.com/ds/2/149/bf244a-292510.pdf

Das Photon

Vgg liegt irgendwo zwischen 0 und -8 V, um Id = 5 mA zu erreichen. Der benötigte Wert variiert von Gerät zu Gerät. Rgs wird nicht benötigt, solange Vgg immer negativ ist. Rgs in Reihe mit dem Gate kann wünschenswert sein, um Schäden zu verhindern, falls Vgg positiv wird.

Keno

Wie soll ich dann die richtige Spannung für bekannte Id, Idss und Vds berechnen oder abholen?

Keno

Welche dieser Admittanzen ist die Admittanz, wenn Vgs null ist: Vorwärtsübertragungsadmittanz, Rückwärtsübertragungsadmittanz und Ausgangsadmittanz? Wenn der gm bei Vgs = 0 bekannt ist und auch der gewünschte Drainstrom, dann könnte der benötigte Vgs berechnet werden, richtig?

Das Photon

Keine, Weiterleitungszulassung sollte sein

i_{d} / v_{g}

$i_d/v_g$ ; Rückübertragungszulassung Ich bin mir nicht sicher, könnte es aber sein

i_{g} / v_{d}

$i_g/v_d$ . Die Eingangsadmittanz sollte unter typischen Betriebsbedingungen ungefähr sein

j ω C_{i s s}

$j\omega C_{iss}$ . Vorbehalt: Ich verwende JFETs nicht regelmäßig in der realen Welt. Wenn also jemand dem widerspricht, glauben Sie ihm vor mir.

Das Photon

Sie können Vgs für eine bestimmte ID nicht berechnen, bis Sie ein bestimmtes Gerät gemessen und seine Vgs (off) gefunden haben. Und selbst dann könnten Sie sich Sorgen machen, dass sich die Temperatur ändert. Wenn Sie eine feste ID wünschen, müssen Sie wahrscheinlich eine Rückkopplungsschaltung einrichten, um Vgs entsprechend den Bedingungen anzupassen.

Keno

@ThePhoton: Unipolare Transistoren sind also im Vergleich zu bipolaren Transistoren ernsthaft kompliziert, wenn Werte für die Vorspannung berechnet werden, oder?

Das Photon

JFETs benötigen im Allgemeinen eine Gate-Spannung außerhalb des Spannungsbereichs zwischen Drain und Source, was dazu führen kann, dass zwei Netzteile verwendet werden, wenn Sie das meinen – ein Grund dafür, warum sie nur verwendet werden, wenn ihre anderen Vorteile wirklich benötigt werden. Aber (Enhancement-Mode) MOSFETs haben diese Anforderung nicht.

Antworten (1)

FET Praktische DC-Analyseprobleme

Vgg liegt irgendwo zwischen 0 und -8 V, um Id = 5 mA zu erreichen. Der benötigte Wert variiert von Gerät zu Gerät. Rgs wird nicht benötigt, solange Vgg immer negativ ist. Rgs in Reihe mit dem Gate kann wünschenswert sein, um Schäden zu verhindern, falls Vgg positiv wird.
Wie soll ich dann die richtige Spannung für bekannte Id, Idss und Vds berechnen oder abholen?
Welche dieser Admittanzen ist die Admittanz, wenn Vgs null ist: Vorwärtsübertragungsadmittanz, Rückwärtsübertragungsadmittanz und Ausgangsadmittanz? Wenn der gm bei Vgs = 0 bekannt ist und auch der gewünschte Drainstrom, dann könnte der benötigte Vgs berechnet werden, richtig?
Keine, Weiterleitungszulassung sollte sein $i_d/v_g$ ; Rückübertragungszulassung Ich bin mir nicht sicher, könnte es aber sein $i_g/v_d$ . Die Eingangsadmittanz sollte unter typischen Betriebsbedingungen ungefähr sein $j\omega C_{iss}$ . Vorbehalt: Ich verwende JFETs nicht regelmäßig in der realen Welt. Wenn also jemand dem widerspricht, glauben Sie ihm vor mir.
Sie können Vgs für eine bestimmte ID nicht berechnen, bis Sie ein bestimmtes Gerät gemessen und seine Vgs (off) gefunden haben. Und selbst dann könnten Sie sich Sorgen machen, dass sich die Temperatur ändert. Wenn Sie eine feste ID wünschen, müssen Sie wahrscheinlich eine Rückkopplungsschaltung einrichten, um Vgs entsprechend den Bedingungen anzupassen.
@ThePhoton: Unipolare Transistoren sind also im Vergleich zu bipolaren Transistoren ernsthaft kompliziert, wenn Werte für die Vorspannung berechnet werden, oder?
JFETs benötigen im Allgemeinen eine Gate-Spannung außerhalb des Spannungsbereichs zwischen Drain und Source, was dazu führen kann, dass zwei Netzteile verwendet werden, wenn Sie das meinen – ein Grund dafür, warum sie nur verwendet werden, wenn ihre anderen Vorteile wirklich benötigt werden. Aber (Enhancement-Mode) MOSFETs haben diese Anforderung nicht.

G36 · Answer 1

Wenn Sie einen oder mehrere JFETs zur Verfügung haben, können Sie versuchen, sie zu messen.

Sie können dieses Setup verwenden:

Wie Sie sehen können, können Sie ein Voltmeter verwenden, um Vgs (aus) und ein Amperemeter zu messen, um Idss gleichzeitig zu messen. Alles, was Sie brauchen, ist, Ihr Multimeter zwischen Voltmeter / Amperemeter umzuschalten.

Und Sie kennen Vgs(off) und Idss, die Sie für Vgs auflösen können :

v_{G S} = v G S (Ö F F) * (1 - \sqrt{\frac{{ICH}_{D}}{{ICH}_{D S S}}})

$V_{GS} = Vgs(off)* \left(1 - \sqrt{\frac{I_D}{I_{DSS}}} \right)$

Ich habe zwei JFET in meiner Werkbank. Der erste ist BF245A und ich habe ihn gemessen und bekommen

Vgs(aus) = - 1,9 V und Idss = 5 mA

Und BF245C :

Vgs(aus) = -4,8 V und Idss = 15 mA

(Die im Datenblatt angegebenen typischen Werte sind -5,6 V/17 mA).

Also, wenn ich Id = 5mA will , würde ich BF245C verwenden .

Und Rd = 10 V/5 mA = 2,2 kΩ

G_{M 0} = \frac{2 * {ICH}_{D S S}}{| v_{G S} (Ö F F) |} = \frac{30 M A}{4.8 v} = 6.25 M S

$g_{m0} = \frac{2*I_{DSS}}{|V_{GS}(off)|} = \frac{30mA}{4.8V} = 6.25mS$

Daher ist die maximal zulässige Verstärkung für einen bestimmten Drain-Widerstand $R_D = 2.2kΩ$ Ist:

$Av = g_{m0}R_D = 13.75 \; V/V$ (ohne RS)

Für die automatische Vorspannung müssen Sie nun auswählen $R_S$ Widerstand

v_{G S} = v G S (Ö F F) * (1 - \sqrt{\frac{{ICH}_{D}}{{ICH}_{D S S}}}) = - 4.8 v * (1 - \sqrt{\frac{5 M A}{15 M A}}) = - 2 v

$V_{GS} = Vgs(off)* \left(1 - \sqrt{\frac{I_D}{I_{DSS}}} \right) = -4.8V*\left(1 - \sqrt{\frac{5mA}{15mA}} \right) = -2V$

R_{S} = \frac{2 v}{5 M A} = 400 Ω = 390 Ω

$R_S = \frac{2V}{5mA} = 400Ω = 390Ω$

schematisch

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Und jetzt können wir die Schaltung auf der Werkbank testen.

Großartig! Das einzige, was mich stört, ist, dass Vgs(off) tatsächlich gemessen werden muss, damit ein Designer einen genauen Wert hat.
@Keno Deshalb verwenden wir fast nie einen einstufigen Verstärker. Wir sind gezwungen, eine fortschrittlichere Schaltung mit negativer Rückkopplung zu verwenden. Hier haben Sie das Beispiel obrazki.elektroda.net/18_1263575503.jpg

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