關于場效應管在高頻電路中的應用

田霄

【摘要】場效應管的應用越來越廣泛，它相比于傳統的晶體管有許多獨特的優點使其在高頻電路中的應用尤其之多，本文介紹了場效應管和它的工作原理，就其在高頻電路的應用中的突出性能進行了闡述并且以音響領域為例講解了場效應管在高頻電路中的具體應用。

【關鍵詞】場效應管；高頻電路；設備應用

1、場效應管在高頻電路中應用中的突出性能

1.1低噪

高頻電路中噪音會被放大，而場效應管以其低噪性能頗受關注。關于場效應管的噪音機制的研究由來已久，主要有以下幾個方面的來源： 溝道電阻產生的熱噪聲，溝道熱噪聲通過溝道和柵極電容的耦合作用在柵極上的感應噪聲，閃爍噪聲。不同的場效應管其噪音性質也有所不同，我們比較了一下共源、共柵和共漏場效應管的噪音性質，其模型如下

圖1 場效應管高頻等效電路

圖2 共柵場效應管噪聲模型

圖3 共漏場效應管噪聲模型

綜合起來主要表現為共柵最好，共源次之，共漏最差，所以場效應管在高頻電路中應用優先使用共柵作為低噪輸入級效果更好。

1.2自動增益控制特性

自動增益控制（ACG）經常應用于高頻電路，場效應管在自動增益控制電路中的應用也很重要，AGC有兩種控制方式：一種是利用增加AGC電壓的方式來減小增益的方式叫正向AGC，反之叫反向AGC .正向AGC 控制能力強，所需控制功率大，被控放大級工作點變動范圍大，放大器兩端阻抗變化也大；反向AGC所需控制功率小，控制范圍也小。利用場效應管的特性，改變其柵極的電壓，從而改變其漏極和源極之間的電阻，可以改變放大器的增益，達到自動增益控制的目的。由于原理簡單且性能優良，自動增益控制效果也比較穩定。

1.3功率增益

場效應管是一種電壓控制器件，其特性更象電子管，它具有很高的輸入阻抗，較大的功率增益。在高頻電路高頻晶體管有兩大類型：一類是作小信號放大的高頻小功率管，對它們的主要要求是高增益和低噪聲；另一類為高頻功率管，其在高頻工作時允許有較大管耗，且輸出功率較大，場效應管顯然能夠很好的滿足高頻電路的需要。

2、場效應管在高頻電路中的具體應用

現在越來越多的電子電路都在使用場效應管，以音響領域為例，場效應管的失真度低于晶體管且多為偶次諧波失真，聽感好，高中低頻能量分配適當，聲音有密度感，音場較穩，透明感適中，層次感、解析力和定位感均有較好表現，對音樂細節有很好表現。

場效應管的在音響領域選用應注意以下幾點。

場效應管的ID的參數按電路要求選取，能滿足功耗要求并略有余量即可，不要認為越大越好，ID越大，CGS也越大，對電路的高頻響應及失真不利，如ID為2A的管子，CGS約為80pF；ID為10A的管子，CGS約為1000pF。使用的可靠性可通過合理的散熱設計來保證。

選用VMOS管的源漏極耐壓BVDSS不要過高，能達到要求即可。因為BVDSS大的管子飽和壓降也大，會影響效率。結型場效應管則要盡可能高些，因為他們本來就不高，一般BVDSS為30～50V，BVGSS為20V。

VMOS管的BVGSS盡可能高些，因為VMOS管子柵極很容易被擊穿，儲存或操作要慎之又慎，防止帶靜電的物體接觸管腳。在儲存中要將引出腳短路，并用金屬盒屏蔽包裝，以防止外來感應電勢將柵極擊穿，尤其要注意不能將管子放入塑料盒子或塑料袋中。為了防止柵極感應擊穿，在安裝調試中要求一切儀器儀表、電烙鐵、電路板以及人體等都必須具有良好的接地效果，在管子接入電路之前，管子的全部引腳都必須保持短接狀態，焊接完畢后方可把短接材料拆除。

配對管 要求用同廠同批號的，這樣參數一致性好。盡量選用孿生配對管，使管子的夾斷電壓和跨導盡可能保持一致，使配對誤差分別小于3%和5%。

盡可能選用音響專用管，這樣更能適合音頻放大電路的要求。

在安裝場效應管時，位置要避免靠近發熱元件。為了防止管子振動，要將管子緊固起來，管腳引線在彎曲時，應當大于根部距離5mm處進行彎曲，以防止彎曲時拆斷管腳或引起漏氣而損壞管子。管子要有良好的散熱條件，必須配置足夠的散熱器，保證管子溫度不超過額定值，確保長期穩定可靠工作。

結論

通過對場效應管在高頻電路中應用的分析，本文著重介紹了場效應管的突出性能及其在生活中的高頻電路的具體應用，發現場效應管的潛力巨大，可應用面廣。希望通過本文能夠讓場效應管被人們更好的認識并運用從而使人們生活更加方便。

參考文獻

[1]山·烏英.金屬氧化物半導體場效應管在全固態中波發射機中的應用[J].電子制作， 2015（02）