在这个 JFET 分压器偏置电路中,栅极电阻器 (R3) 有什么优势?

电器工程 分压器 偏见 场效应管
2022-01-17 17:53:00

我一直在研究和构建 JFET 电路,作为 DIY 吉他放大器的高阻抗输入。在我对分压器偏置的研究中,我在 Nuts & Volts 杂志中遇到了一个让我感到困惑的电路。如下图左侧所示。

我在教科书和互联网上的其他示例中看到的总是看起来更像是右边的电路。

在此处输入图像描述

我试图弄清楚栅极电阻(R3)的优势是什么。原始电路中没有显示电阻值,但我感觉 R3 大约为 1M 或更大,而 R1 和 R2 更低。这将保持高输入阻抗,同时允许更多的电流流过 R1 和 R2。

我的问题是:与在教科书电路中为 R5 和 R6 使用大值偏置电阻相比,使用 R3 有什么优势?我不能像使用 1M R3 和更低值的 R1 和 R2 一样容易地为 R5 和 R6 使用 2.2M 电阻器获得 1M 输入阻抗吗?似乎唯一的区别是更多的电流流过 R1 和 R2。这有什么优势?

我唯一能想到的是,这样的安排将允许人们用电位器代替 R1 和 R2 并调整偏置而不会对输入阻抗产生不利影响。但除此之外,我很难找到原因。

4个回答

从历史上看,高值电阻器(尤其是碳膜类型)往往比低值电阻器具有更多的漂移(包括温度和时间)。如果分压器中的一个电阻器比另一个电阻器按比例移动,则偏置点漂移。

如果串联的高阻值电阻值发生变化,则没有太大变化。例如,以下是 Yageo 数据表中碳膜电阻器的一个片段:

在此处输入图像描述

通过使用串联电阻的较低值,偏置温度随温度的漂移降低了 5:1 左右。只需添加一个便宜的电阻器即可获得相当大的改进。

如果在 R2 上添加一个大电容,效果会有所不同。在这种情况下,电源噪声不会被放大器放大。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

实际上,看起来您已经有了答案,并且您的假设是正确的。

两个电路是相同的。

最左侧电路的唯一优点是它允许您使用单个非常大的电阻器 (R3) 而不是两个,以防很难或不可能找到更高的值。例如,假设您的库存中只有 1M 电阻器,而您找不到或购买 2.2M 电阻器,因此您可以使用低值电阻器(例如 10k)和仅一个 1M 电阻器来保持输入阻抗在 1M 左右,并且偏置放大器。

当您需要特定的栅极电压时,也可能不容易找到具有精确比率的非常大的电阻器。在这种情况下,3 电阻偏置可能会有所帮助。因为使用较低的电阻器更容易匹配精确的比率(换句话说,精确的栅极电压)。

而已。没什么特别的。

使用左侧电路而不是右侧电路进行偏置的通常原因是能够在 R2 两端放置一个相当大的电解电容器,以阻止来自电源的噪声和纹波进入信号路径。对于右侧电路,等效滤波技术是将 R5 分成两个电阻器,一个小电阻器(顶部一个)和一个较大的电阻器(下一个),并从它们与地之间的连接处插入一个相当大的电解电容器。第二种滤波技术的缺点是,当用于偏置运算放大器时,它会将输入偏置点降低到低于中间电源电平。