具有场效应的晶体管开关电路

正如在各种电子设备中双极晶体管以共发射极、共集电极或共基极开关操作一样, 场效应晶体管 在许多情况下,它可以类似地用于包括:公共源极、公共漏极或公共栅极。

区别在于控制方式:双极晶体管受基极电流控制,场效应管受栅极电荷控制。

具有场效应的晶体管开关电路

在控制功耗方面,场效应管控制一般比双极晶体管控制更经济。这是解释场效应晶体管当前流行的因素之一。但是,请笼统地考虑 FET 的典型开关电路。

通用源切换

通用源切换

用于开启共源 FET 的电路类似于双极晶体管的共发射极电路。由于能够在漏极电路的电压相位反转时显着增加功率和电流,因此这种包含非常普遍。

直接结源的输入电阻达到数百兆欧,尽管可以通过在栅极和源极之间添加一个电阻以将栅极电拉至公共线(保护 FET 免受拾取)来降低输入电阻。

选择此电阻器 Rz 的值(通常为 1 至 3 MΩ),以便不会大大偏置栅极 - 源极电阻,同时防止反向偏置控制节点电流产生过压。

共源电路中场效应管的显着输入电阻是场效应管用于电压、电流和功率放大电路时的一个重要优势,因为漏极电路中的电阻Rc通常不会超过几千欧。

场效应晶体管

使用普通电源打开

与公共排水系统连接

共漏极(源极跟随器)FET 的开关电路类似于双极晶体管(发射极跟随器)的共集电极电路。这种切换用于输出电压必须与输入电压同相的匹配阶段。

栅源结的输入电阻和前面一样达到了数百兆欧,而输出电阻Ri比较小。这种切换具有比简单源电路更高的频率范围。电压增益接近于一,因为该电路的源极-漏极和栅极-源极电压通常幅度接近。

一般快门切换

一般快门切换

公共栅极电路类似于双极晶体管的公共基极。这里没有电流增益,因此功率增益比共源级联小很多倍。升压电压与控制电压同相。

由于输出电流等于输入电流,因此电流增益等于1,而电压增益通常大于1。

这种开关具有一个特性——并联负电流反馈,因为随着控制输入电压的增加,源极电位增加,相应地,漏极电流减小,源极电路电阻Ri两端的电压减小。

因此,一方面,源极电阻两端的电压由于输入信号的增加而增加,但随着漏极电流的减小而减小,这就是负反馈。

这种现象加宽了高频区域的级带宽,这就是共栅极电路在高频电压放大器中流行的原因,并且在高稳定谐振电路中尤其受到追捧。

我们建议您阅读:

为什么电流是危险的?