малошумящие полевые транзисторы
Есть вопросы ? Напишите нам.
Для различной усилительной техники важным параметром является уровень создаваемых шумов. Причем относится это ко всей схеме, будь то применяемые микросхемы или простые транзисторы. В связи с этим обстоятельством были разработаны специальные малошумящие полевые транзисторы, отличающиеся низким уровнем создаваемых помех при эксплуатации. Они получили широкое распространение во всевозможных усилителях, типа микрофонов, всевозможного радиооборудования, других устройств. Рассмотрим, откуда берутся шумы, где применяются такие малошумящие модели и в чем их преимущества.
Происхождение шумов
Для полевых транзисторов свойственно иметь несколько источников искажений:
- тепловой шум в канале;
- индуцированный шум на затворной части;
- шумы пассивных областей.
Каждый источник имеет свои особенности, создавая ряд неприятностей при попытке получить минимальное смещение и искажение.
Основной проблемой для полевых транзисторов 220В и подобных им являются именно тепловые шумы. Перегрев негативно сказывается на качестве работы и эффективности детали в общем. Поэтому рекомендуется использовать соответствующее охлаждение, которое может проявляться в виде теплоотводов. Это позволяет снизить температуру шума в несколько раз (3-5).
Причиной тепловых шумов в транзисторах является снижение подвижности электронов в определенных материалах. В частности это касается арсенида галлия. Соответственно, если деталь охладить до достаточного уровня, скорость и уровень переноса напряжения возрастает, повышая коэффициент усиления и снижая уровень шума.
Усилители
Для подобных схем полевые транзисторы являются наиболее распространенным решением. Модели с p-n переходом позволяют собрать недорогой усилитель с высокоимпедансным входом. Чаще всего применяются модели с большим усилением и малым током утечки (около 100пА). При этом диапазон входного сопротивления схемы может иметь показатели от 1МОм до 1ГОм. Конечное устройство прекрасно справляется с частотами, не превышающими 100МГц.
Преимущество использования униполярных элементов в том, что вне зависимости от того, будет выходное напряжение полевого транзистора 5 вольт или больше, он отличается большим диапазоном рабочих температур. Данный показатель может быть от -55 до +125 градусов по Цельсию. При обеспечении соответствующего охлаждения, такой транзистор будет создавать минимум шумов.
Преобразователи типа DC/DC
В таких приборах эффективно эксплуатируется свойство полевого транзистора с p-n переходом – автосмещение. Это качество часто используют в устройствах, работающих от солнечных батарей, термопар, топливных элементов однокаскадного типа. Напряжение в таких источниках питания небольшое, чаще всего оно не превышает 600мВ, а может находиться и на вдвое меньшем уровне.
Особенность полевых транзисторов DC/DC преобразователи используют для получения значительного тока при нулевом смещении. Например, при приложении небольшого напряжения порядка 100мВ на линию сток-исток, ток достигнет 10мА. При подаче 300мВ данный показатель соответственно увеличится, что позволяет собрать преобразователь с низким входным напряжением самозапускающегося типа. Определенные схемы в таком случае способны отдавать до 2мА тока с напряжением в 5В. А этого уже достаточно для пуска и работы элементов с малой мощностью. Также такие небольшие преобразователи могут стать частью других регуляторов импульсного типа, где будут отвечать за дополнительное смещение.
Более мощные инверторые преобразователи позволяют запитать небольшие приборы бытового назначения, например, электробритву, видеоплеер, телевизор. Частота при этом может быть как постоянной 50Гц, так и переменной с переключателем, в зависимости от типа собранного преобразователя. Для простых и надежных устройств часто применяют проверенную годами микросхему NE555, полевой транзистор в схеме получает от нее сигнал на затвор, что позволяет выполнять регулировку степени усиления. В качестве нагрузки выступает повышающий трансформатор, с выводов которого получаем 230В.
При этом полевые транзисторы подбираются с рабочей нагрузкой до 200-600Вт. Если необходим более высокий показатель, можно объединять несколько деталей в параллельном подключении. При этом обязательно обеспечить им достаточное охлаждение в виде радиаторной панели, к примеру. Если мощность более 1кВт, стоит задуматься о включении в конструкцию кулера.