วงจรสวิตช์ทรานซิสเตอร์พร้อมเอฟเฟกต์สนาม

เช่นเดียวกับในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ทรานซิสเตอร์สองขั้วทำงานด้วยอีซีแอลทั่วไป ตัวสะสมร่วม หรือการสลับฐานร่วม ทรานซิสเตอร์สนามผล ในหลายกรณีสามารถใช้ในลักษณะเดียวกันเพื่อรวม: แหล่งที่มาทั่วไป ท่อระบายน้ำร่วม หรือประตูร่วม

ความแตกต่างอยู่ในวิธีการควบคุม: ทรานซิสเตอร์สองขั้วถูกควบคุมโดยกระแสเบสและ FET ถูกควบคุมโดยค่าเกต

ในแง่ของการใช้พลังงานควบคุม การควบคุม FET โดยทั่วไปจะประหยัดกว่าการควบคุมทรานซิสเตอร์สองขั้ว นี่เป็นหนึ่งในปัจจัยที่อธิบายถึงความนิยมในปัจจุบันของทรานซิสเตอร์แบบฟิลด์เอฟเฟกต์ อย่างไรก็ตาม ให้พิจารณาโดยทั่วไปเกี่ยวกับวงจรสวิตชิ่งทั่วไปของ FET

การสลับแหล่งที่มาทั่วไป

วงจรสำหรับเปิด FET แหล่งร่วมนั้นคล้ายคลึงกับวงจรอีซีแอลทั่วไปสำหรับทรานซิสเตอร์สองขั้ว การรวมดังกล่าวเป็นเรื่องปกติมากเนื่องจากความสามารถในการเพิ่มกำลังและกระแสไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่เฟสแรงดันของวงจรระบายน้ำกลับด้าน

ความต้านทานอินพุตของแหล่งเชื่อมต่อโดยตรงสูงถึงหลายร้อยเมกะโอห์ม แม้ว่าจะสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มตัวต้านทานระหว่างเกทและซอร์สเพื่อดึงเกทเข้ากับสายไฟทั่วไปด้วยไฟฟ้า (ป้องกัน FET จากปิ๊กอัพ)

ค่าของตัวต้านทานนี้ Rz (โดยทั่วไปคือ 1 ถึง 3 MΩ) ถูกเลือกเพื่อไม่ให้ไบอัสความต้านทานเกต-ซอร์สมาก ในขณะที่ป้องกันแรงดันไฟเกินจากกระแสโหนดควบคุมไบอัสย้อนกลับ

ความต้านทานอินพุตที่สำคัญของ FET ในวงจรแหล่งร่วมเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของ FET เมื่อใช้ในวงจรขยายแรงดัน กระแส และกำลัง เนื่องจากความต้านทานในวงจรเดรน Rc มักจะไม่เกินสองสาม kΩ

เปิดด้วยแหล่งทั่วไป

วงจรสวิตชิ่งของ FET แบบ Common-drain (ตัวติดตามแหล่งที่มา) นั้นคล้ายคลึงกับวงจรตัวสะสมทั่วไปสำหรับทรานซิสเตอร์สองขั้ว การสลับดังกล่าวใช้ในขั้นตอนการจับคู่ที่แรงดันเอาต์พุตต้องอยู่ในเฟสกับแรงดันอินพุต

ความต้านทานอินพุตของทางแยกเกต-ซอร์ส เหมือนเดิม สูงถึงหลายร้อยเมกกะโอห์ม ในขณะที่ความต้านทานเอาต์พุต Ri มีขนาดค่อนข้างเล็ก การสลับนี้มีช่วงความถี่ที่สูงกว่าวงจรแหล่งกำเนิดอย่างง่าย อัตราขยายของแรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงกับความสามัคคีเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายและแหล่งจ่ายสำหรับวงจรนี้มักจะมีขนาดใกล้เคียงกัน

การสลับชัตเตอร์ทั่วไป

วงจรเกททั่วไปนั้นคล้ายกับสเตจฐานทั่วไปสำหรับทรานซิสเตอร์สองขั้ว ไม่มีอัตราขยายปัจจุบันที่นี่ ดังนั้นอัตราขยายพลังงานจึงน้อยกว่าน้ำตกแหล่งทั่วไปหลายเท่าแรงดันบูสต์มีเฟสเดียวกับแรงดันควบคุม

เนื่องจากกระแสเอาท์พุตเท่ากับกระแสอินพุท ดังนั้นเกนปัจจุบันจึงเท่ากับเอกภาพและเกนแรงดันไฟฟ้ามักจะมากกว่าเอกภาพ

การสลับนี้มีลักษณะเฉพาะ - กระแสตอบรับเชิงลบแบบขนาน เนื่องจากเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตควบคุมเพิ่มขึ้น ศักยภาพของแหล่งจ่ายจะเพิ่มขึ้น ตามลําดับ กระแสเดรนจะลดลงและแรงดันคร่อมความต้านทานของวงจรต้นทาง Ri ลดลง

ดังนั้น ในแง่หนึ่ง แรงดันคร่อมความต้านทานของแหล่งจ่ายจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากสัญญาณอินพุตที่เพิ่มขึ้น แต่จะลดลงเมื่อกระแสไฟเดรนลดลง นี่คือผลตอบรับเชิงลบ

ปรากฏการณ์นี้ทำให้แบนด์วิธสเตจกว้างขึ้นในย่านความถี่สูง ซึ่งเป็นสาเหตุที่วงจรเกททั่วไปเป็นที่นิยมในเครื่องขยายสัญญาณแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง และเป็นที่ต้องการอย่างยิ่งในวงจรเรโซแนนซ์ที่มีความเสถียรสูง