电器工程场效应管 bjt 缓冲

2022-01-09 18:01:44

据我了解，输出级的作用是将输出阻抗降低到几乎为 0。为此，MOSFET 似乎更适合，因为它们的\$R_{ds}\$更低。

然而，我经常看到 BJT 在分立设计中用作缓冲器，通常在达林顿配置中以增加输入阻抗，而只有一个 MOSFET 具有足够高的输入阻抗。

我的想法是它要么更便宜，要么更简单。功率 BJT 确实比功率 MOSFET 便宜一点，而且在我看来，用 BJT 射极跟随器制作相对线性的缓冲器更简单，而 MOSFET 源极跟随器可能需要一些反馈。

3个回答

要制作音频电压源，您希望交叉电压失真为零，这需要一些静态直流电流 > 最大电流的 1%。这种适度的失真和输出阻抗通过负反馈或过多的开环增益进一步降低。对于差分达林顿输出级，可以以 mV 为单位预测有源二极管偏置直流电压。

然而，对于 MOSFET，导通阈值可以变化 50%，例如 1 到 2V 或 2 到 4V，因此使用低电压增益线性功率放大器不容易实现交叉导通偏置以消除交叉失真。

5 月 22 日编辑：
此外，正如@Thor 所述，热跑道存在于微阵列 FET 结构中，在线性模式下与 Vgs NTC 效应共享电流，而在全导通模式下对 RdsOn 产生 PTC 效应。如果没有适当的晶体管组件选择，这可能会导致灾难性的故障。

MOSFET 过去在功率放大器中比较常见，但它们通常是横向型功率 MOSFET。

大多数现代 MOSFET（垂直 MOSFET / HEXFET）都针对开关进行了高度优化，并且需要在线性放大器设计中进行非常仔细的设计。例如，这些现代开关类型具有难以驱动的大非线性栅极电容。

此外，HEXFET 之类的器件可能会受到局部加热效应的影响，这可能会导致线性应用中的热失控。

横向 MOSFET 仍然可用，但价格更高。看这里

因此，实际上并不是不能使用 MOSFET，但在给定的价格点上实现相同的性能和可靠性通常更加困难且成本效益更低。

第二次击穿

（许多）音频放大器在其线性区域中操作输出级。

现代功率 MOSFET 并非设计为在线性区域工作。其中许多 (HEXFET) 由数十万个较小的 FET 元件组成的网格组成，以提高功率密度和开关速度。其他开关优化 MOSFET 系列具有类似的结构，具有较大的芯片面积和/或较小元件的阵列。

对于 MOSFET，阈值电压具有负温度系数。随着裸片/FET 元件的特定区域变热，其阈值电压会降低，并且由于 MOSFET 在其线性区域中运行，该区域会传导较大部分的电流，因此会变得更热。不久之后，一小部分芯片上的局部加热导致短路，通常称为“二次击穿”。

但...

一种相对较新的放大器，即“D 类”放大器，其工作原理是快速打开和关闭输出级晶体管，其频率远高于扬声器的预期再现频率。低通滤波器滤除高频噪声，通过改变占空比实现放大。

MOSFET 在此类设计中极为常见，因为 D 类放大器的输出级元件要么完全开启，要么完全关闭。由于功率 MOSFET 为此进行了优化，因此它们就是用于此目的。

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