有关“结型场效应管JFET”的那些事

牛哥

hulx 发表于 2015-6-7 13:02
管子确定了，vp也确定了，图上看不出准确值，应该知道的。有了vp就能准确画出来预夹断轨迹了。

前面说过了,即使在理想的情况下,就一个个体FET放大电路来说,能确切的是点,所以曲线应该是不能确切的,只能无限接近.

作为深入讨论,就要理解为什么要定义这条"预夹断轨迹",目的是为了区分开"不和合区"和"饱和区",以便讨论问题方便.可能换个方式来说可能更容易理解:
理论上的预夹断轨迹左侧是"不饱和区"右侧是"饱和区",但是因为FET的输出特性曲线的弯曲,如果只用一条"预夹断曲线"来区分"不饱和区"和"饱和区",并不能做到准确.会在二者之间有一个过渡态,也就是我们看到的每条输出特性曲线基本是三部分组成的,左面部分是斜向右上方的直线,右面部分是几乎平直的直线,但是在二者的中间有一段曲线的弯曲部分,既不是理想的"不饱和特性"也不是"理想的饱和特性".

可能越说越糊涂了,本来想画图示意一下,弄了半天也没弄好.....

hulx

懂你说的，那个曲线过渡这不影响轨迹线的唯一性。比如你测的两个管子，一定有确定的vp值。

LeonBernieniv

牛哥 发表于 2015-6-7 13:06
不用客气,论坛本来就是用来研讨技术的,图文并茂的形式更容易理解.
但是在这个曲线中,您的画法可能有有问 ...

牛哥，我们或许没有找到一个正确的方法去解释一个基本的原理，而刘老似乎一早就提到“微小信号”这个关键点，至于为什么要微小信号，刚才检索了一遍找到一篇文档，写得足够科学足够朴实，一切的疑团都能化开。

hulx

牛哥 发表于 2015-6-7 13:36
前面说过了,即使在理想的情况下,就一个个体FET放大电路来说,能确切的是点,所以曲线应该是不能确切的,只能 ...

终于回到电脑旁了，看下面，我就假定你的UPD5566的VP是-2V吧，不是-2V也无所谓，你懂的。蓝点是预夹断轨迹。

zhke

您继续~~~

牛哥

LeonBernieniv 发表于 2015-6-7 18:13
牛哥，我们或许没有找到一个正确的方法去解释一个基本的原理，而刘老似乎一早就提到“微小信号”这个关键 ...

是的，您提供的资料很好。
刘老一开始也提到到了“弱小信号的放大”，从我在前面的做出来的负载线，就可以知道这种放大作用。正常的静态工作点，应该是在直流负载线的中间部分，这样才能输出信号的幅度最大。但是刘老的第一级，第二级管子的静态工作点都偏左，实际上是靠近或者进入了“不饱和区”，这样的工作点势必会造成输出动态的减小，也就是您说的适合“弱信号放大”，但是经过音源给出的信号并不是弱信号，伏特级别的信号了，已经算是强信号了。电路才不得已在输入端采用了衰减措施，把输入信号衰减了若干倍，然后再进入放大器进行放大。

但是这时候，我们如果仔细看看，仔细想想，是不是工作曲线的部分在“不饱和区”和“饱和区”之间的状态？之前我就一直在说，事情不要绝对，理论可以绝对，实际工作的时候，要根据具体的情况分析。
为什么我对于第一级，第二级的FET管的工作状态表现出来迷茫，原因也就在这里。因为条件所限，到现在我也不能确定刘老的第一级管子工作在“不饱和区”？“饱和区”？“或者是不饱和区与饱和区的交界处”，希望明白的朋友给予明示。

牛哥

hulx 发表于 2015-6-7 18:35
终于回到电脑旁了，看下面，我就假定你的UPD5566的VP是-2V吧，不是-2V也无所谓，你懂的。蓝点是预夹断轨 ...

唉，我说了很久您也没有明白，也可能我的观点本来就是错的，所以说服不了人。
现在，假如您求出来的这条精准的“予夹断轨迹”是完全理论正确的，这条所谓精准的“予夹断轨迹”曲线有什么用处？

牛哥

zhke 发表于 2015-6-7 18:47
您继续~~~

引起豚豚大人的关注了，我跑先，下面的任务交给您了。

hulx

牛哥 发表于 2015-6-7 21:34
唉，我说了很久您也没有明白，也可能我的观点本来就是错的，所以说服不了人。
现在，假如您求出来的这条 ...

您不是说得很清楚了，它的左边是XX，右边是XX。你测得两个管子参数一定有VP，我在图里面只是猜测，一定有误差的。
如果我想把工作区设置在饱和区，就不会搞得那么临界，而是稍稍靠右边一点，还要考虑管子的参数的离散性呢。
牛哥不能跑，本坛能正确画出负载线的，我目前见识的还就只有您一个！

zhke

牛哥 发表于 2015-6-7 21:43
引起豚豚大人的关注了，我跑先，下面的任务交给您了。

牛哥不能跑啊~

俺先复习下JFET。。。

牛哥

hulx 发表于 2015-6-7 21:55
您不是说得很清楚了，它的左边是XX，右边是XX。你测得两个管子参数一定有VP，我在图里面只是猜测，一定有 ...

    按照您的想法，理论上是这样划分的，而且可以说泾渭分明，但是在实际应用中这个“确切”，如果真的工作在“予夹断轨迹”附近的时候，这个轨迹只能是参考，精准的定量意义不大。要注意定义“予夹断轨迹”的意义何在，不如定性的解释更合理。（其实我还是认为本来也是不能“确切”的，原因在101楼已经说过了）。
    也正好是刘老的4管FET前级，某些管子的工作曲线还真的就在这个轨迹的附近，正像您说的那样，每个人使用的管子型号不同，即使是同一种型号的管子还有离散性，这时候，非要深究管子到底是工作在哪个区没有意义，自己对于工作曲线和实际测量的工作点进行分析，有自己的看法就行了，即便是确定了管子工作在某个区，那么真正的意义是什么？还不是为了看看管子实际是工作表现是“不饱和特性”“饱和特性”或者是二者兼而有之？
    求大同存小异，我们在这之前，早就的出来的结论了“实际上FET在不饱和区是可以用于线性放大的。”   。
    至于工作点的选取，同样是每个人有每个人设计思路，并不一定按照“最大输出”“良好线性”的准则去选择工作点，这在电子管电路中已经是很常见的事情了，也正是因为同一种管子，使用了不同的的工作点，才带来声音表现的微妙变化。在刘老的4管FET前级中，正是因为选择了特殊的工作点，才有了不同常规做法的声音表现，这是很好的事情。
    如果您希望遵循“最大输出”“良好线性”的原则，完全可以对电路的工作点做重新调整，按照常规的电路形式来制作，成功也是必然的。但是肯定的说，二者的声音表现应该是有很大区别的，与之类似特殊工作点的电路，我做过一些试验，有了一些体会。

LeonBernieniv

原谅我一钻原理的牛角尖就停不下来。
似乎是越来越认同牛哥在90楼贴的这张图示出的工作区域：


而后再确认两个变量Vds和Vgs，以及另一个关乎线性的Id
*当|Vgs|增大到等于Vp时，耗尽层两边向中间平移在沟道中央合拢，沟道全部被夹断。
这个由于设计条件是输入Ugs弱信号，完全夹断的情况可排除，实际工作区域在特性曲线横轴上部一点点。

*当Vgd=Vgs -Vds=Vp，此时的Vds值是预夹断电压。
这时关联到Vds，Vds受Ugs控制增大和减小，另外还有个Id是联动Vds影响线性的因素，我前面楼层贴的是在数学公式中去除Vds项的方法，回到刘老这个四管机，阿弥陀佛，Id在那个区域的变化量小之又小可以忽略，抱歉又一次从网上搬来一段文字原理：
http://zhidao.baidu.com/question/337124300.html

1. Q：场效应管JFET，栅源电压造成沟道夹断后，漏极电流为零；漏源电压造成沟道夹断，漏极电流恒流。
   
2. 同样都是沟道夹断，怎么漏极电流不一样呢？
   
3. 
   
4. A：看这样可以不：
   
5. 当vGS增大到一定值VP 时，两侧的耗尽层将在沟道中央合拢，沟道全部被夹断。由于耗尽层中没有载流子，因此这时漏-源极间的电阻将趋于无穷大，即使加上一定的电压vDS，漏极电流iD也将为零。这时的栅-源电压称为夹断电压，用VP表示。
   
6. 设vGS值固定，且VP<vGS<0。当漏-源电压vDS从零开始增大时，沟道中有电流iD流过。由于沟道存在一定的电阻，因此，iD沿沟道产生的电压降使沟道内各点的电位不再相等，漏极端电位最高，源极端电位最低。这就使栅极与沟道内各点间的电位差不再相等，其绝对值沿沟道从漏极到源极逐渐减小，在漏极端最大(为 vGD|)，即加到该处P+N结上的反偏电压最大，这使得沟道两侧的耗尽层从源极到漏极逐渐加宽，沟道宽度不再均匀，而呈楔形，
   
7. 当vDS增加到vDS=vGS-VP，即vGD=vGS -vDS=VP(夹断电压)时，漏极附近的耗尽层即在上部合拢，这种状态称为预夹断。与前面讲过的整个沟道全被夹断不同，预夹断后，漏极电流iD≠0。因为这时沟道仍然存在，沟道内的电场仍能使多数载流子(电子)作漂移运动，并被强电场拉向漏极。若vDS继续增加，使vDS＞vGS－VP,即vGD＜VP时，耗尽层合拢部分会有增加，即漏极向源极方向延伸，夹断区的电阻越来越大，但漏极电流iD却基本上趋于饱和，iD不随vDS的增加而增加。因为这时夹断区电阻很大，vDS的增加量主要降落在夹断区电阻上，沟道电场强度增加不多，因而iD基本不变。

复制代码

前面楼主在104楼描出的预夹断轨迹，如果把横轴放大拉开的话，那个预夹断轨迹可以象下图一样以渐近方式一直往0延伸，那些黑点不是看起来那样与横轴重合。

牛哥

LeonBernieniv 发表于 2015-6-8 12:44
原谅我一钻原理的牛角尖就停不下来。
似乎是越来越认同牛哥在90楼贴的这张图示出的工作区域：

"前面楼主在104楼描出的预夹断轨迹，如果把横轴放大拉开的话，那个预夹断轨迹可以象下图一样以渐近方式一直往0延伸，那些黑点不是看起来那样与横轴重合。"

恩，就是这样的情况，因为之前哦哦们使用FET的时候，大多数是工作在“饱和区”，主要看的“饱和区”的V-GS控制ID的能力，很少再使用更深的栅负压。但是从我上的几个曲线图图中，还是能明显的看到，当栅负压绝对值达到一定程度的时候，继续的加深栅负压，曲线将变得逐渐密集起来，也就是你说的“渐进方式。。。。”

LeonBernieniv

牛哥 发表于 2015-6-8 13:08
"前面楼主在104楼描出的预夹断轨迹，如果把横轴放大拉开的话，那个预夹断轨迹可以象下图一样以渐近方 ...

真是很感谢刘老、楼主、牛哥，基本就是这样一个区域！看起来要搞清刘老这个四管机的原理，转移特性和输出特性要稍微放大加工一下才行，就是那个C区！

zhke

讨论的好热烈不过俺还是没看懂。

好像大该得画张X轴满度为0。5V的输出特性曲线了。

那Y轴也得同步的放大才能“看清”和读懂了。

zhke

第一级VDS=0。2V

第二级VDS=1。1V

zhke

牛哥 发表于 2015-6-8 12:32
按照您的想法，理论上是这样划分的，而且可以说泾渭分明，但是在实际应用中这个“确切”，如果真的工 ...

是得~

把元件参数用到“濒死”的状态有时也可出声的。

但能不能经得起严格的测试就不得而知了。

zhke

牛哥啊~

别研究那么深了。。。

跟咱一块儿玩个636吧。。。

牛哥

LeonBernieniv 发表于 2015-6-8 13:22
真是很感谢刘老、楼主、牛哥，基本就是这样一个区域！看起来要搞清刘老这个四管机的原理，转移特性和输出 ...

等等～～～这里有个关键性的错误。
实际的C区是基本与横轴重合的那条线与横轴就之间的区间，因为这时候ID=0，其实是极小的。只不过为了看着方便才特意把C区扩大化了。
您的意思我和楼主都明白了，在84楼。
“牛哥的曲线，C区是夹断区，管子夹断漏极电流为零。我明白您的意思，是想说是工作在靠近夹断区的饱和区内吧？”

天马飞云

zhke 发表于 2015-6-8 17:03
牛哥啊~

别研究那么深了。。。

636单管来复机,图片里元件好像有些多了。