制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器

1、高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器項(xiàng)目三：制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器o 本項(xiàng)目內(nèi)容提要：本項(xiàng)目內(nèi)容提要：從認(rèn)識(shí)場(chǎng)效應(yīng)管、選擇制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路、安裝與調(diào)試場(chǎng)效應(yīng)管功率放大電路三個(gè)方面對(duì)制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器的全過程進(jìn)行比較詳細(xì)的介紹。o 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 目目 的：的：通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，讀者能自己動(dòng)手制作一臺(tái)場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器。 高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器項(xiàng)目三：制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器任務(wù)一：認(rèn)識(shí)場(chǎng)效應(yīng)管o 本任務(wù)內(nèi)容提要：本任務(wù)內(nèi)容提要：介紹場(chǎng)效應(yīng)管的分類、場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與工作原理、場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)技巧及注意事項(xiàng)。o

2、學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 目目 的：的：通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，讀者能掌握?qǐng)鲂?yīng)管的基本分類與結(jié)構(gòu)原理，能熟練地檢測(cè)各種場(chǎng)效應(yīng)管。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器任務(wù)一：認(rèn)識(shí)場(chǎng)效應(yīng)管高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟一：了解場(chǎng)效應(yīng)管的類別場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型結(jié)型絕緣柵型絕緣柵型耗盡型耗盡型增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型增強(qiáng)型增強(qiáng)型N溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道P溝道溝道N溝道溝道P溝道溝道高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）1、N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（a）結(jié)構(gòu)圖（b）電路符號(hào)在一塊N型半導(dǎo)體兩側(cè)，做出兩個(gè)高

3、濃度P型區(qū)，將其用連接起來引出一個(gè)電極，稱為柵極g。在N型半導(dǎo)體的一端引出源極s，另一端引出漏極d，構(gòu)成N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。圖中P型區(qū)與N型區(qū)的交界處形成兩個(gè)PN結(jié)，即耗盡層。 高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理（c）N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理 漏極電源電壓Vds一定時(shí)，如果柵極電壓越負(fù)，PN結(jié)交界面所形成的耗盡層就越厚，則漏、源極之間的導(dǎo)電溝道越窄，漏極電流Id就愈??；反之，如果柵極電壓沒有那么負(fù)，則溝道變寬，Id變大。用柵極電壓用柵極電壓Vgs可以控制漏極電流可以控制漏極電流Id的變化（場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件）。的變化（場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件）。

4、 高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理當(dāng)漏源電壓Uds保持不變時(shí)，漏極電流Id與柵源電壓gs之間的關(guān)系曲線稱為場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線。（d）N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性當(dāng)gs變負(fù)時(shí)，Id逐漸減小，Id接近于零的柵源極電壓稱為夾斷電壓，用gs(OFF)表示。當(dāng)柵極電壓gs=0時(shí)的漏源電流用Idss表示，稱為飽和漏極電流。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理（e）N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性當(dāng)柵源電壓gs保持不變時(shí)，漏極電流Id與漏源電壓ds之間的關(guān)系曲線稱為場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線。 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線可以劃分

5、為四個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、擊穿區(qū)和截止區(qū)。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理2、P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）1、N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管用一塊摻雜濃度較低的P型硅片作為襯底，在它上面擴(kuò)散出兩個(gè)高摻雜濃度的N區(qū)，分別引出源極s與漏極d。在硅片表面覆蓋二氧化硅絕緣層，再從絕緣層上引出柵極g，由于柵極與其他電極相互絕緣，所以稱為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。（a）結(jié)構(gòu)高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原

6、理 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是利用gs控制PN結(jié)耗盡層的寬度，從而改變導(dǎo)電溝道的寬度，來達(dá)到控制漏極電流Id的目的。而絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管則是利用gs來控制襯底中“感應(yīng)電荷”的多少，從而改變導(dǎo)電溝道的大小，達(dá)到控制漏極電流Id的目的。（b）電路符號(hào)（c）工作原理高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理Id預(yù)夾斷軌跡可變電阻區(qū)恒流區(qū)截止區(qū)dsIdgsIdogs(th) 2gs(th)00（d） N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線（1）當(dāng)gs0時(shí)，Id0，場(chǎng)效應(yīng)管截止；（2）當(dāng)gs增大到某一電壓gs(TH)時(shí)，感應(yīng)電荷將連通兩個(gè)高濃度N+區(qū)，只要在漏源極間加上合適電壓ds，就可

7、產(chǎn)生漏極電流Id，但I(xiàn)d極小，場(chǎng)效應(yīng)管此時(shí)的工作狀態(tài)稱為“預(yù)夾斷”，gs(TH)稱為增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的開啟電壓；（3）當(dāng)gsgs(TH)時(shí)，感應(yīng)電荷形成的導(dǎo)電溝道將兩個(gè)高濃度N+區(qū)完全連通，溝道電阻變小，只要ds合適，漏極電流Id將隨gs增大而上升，場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)入放大區(qū)。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）2、N溝道耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管 N溝道耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管與增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管的區(qū)別是在制造管子時(shí)，通過工藝使絕緣層中出現(xiàn)大量正離子，故在襯底中能感應(yīng)出較多的負(fù)電荷，這些負(fù)電荷把高滲雜質(zhì)的N區(qū)接通，形成了導(dǎo)電溝道。（a）

8、結(jié)構(gòu)高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理 N溝道耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管在制造時(shí)已有導(dǎo)電溝道，只需漏源電壓ds0時(shí)，便可有漏極電流Id。柵源電壓gs的控制作用則主要是利用gs0時(shí)所產(chǎn)生的負(fù)電場(chǎng)削弱正離子電場(chǎng)，使感應(yīng)電荷減少，N型導(dǎo)電溝道變窄，從而達(dá)到控制漏極電流Id的目的。同樣，N溝道耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管也允許在gs0的情況下工作，此時(shí)Id將更大。（b）電路符號(hào)（c）工作原理高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理Id/mAds/vId/mAgs/v00gs=0v1v1v2v3v51015201234IdssIdssgs(

9、OFF) （d）N溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管特性曲線 圖中使漏極電流Id0時(shí)的gs稱為夾斷電壓，用符號(hào)gs(OFF)表示，Idss為漏極飽和電流。 高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理IddsIdgsgs(TH)dsB(a)電路符號(hào)(b)轉(zhuǎn)移特性(c)輸出特性二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）3、P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理IddsIdgsIdssgs(OFF)dsB(a)電路符號(hào)(b)轉(zhuǎn)移特性(c)輸出特性二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）4、P溝道耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管高保真功率放

10、大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理常見場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)物圖高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理三、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1、夾斷電壓、夾斷電壓gs(OFF)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管中，當(dāng)ds為某一固定數(shù)值，使Id為零時(shí)，柵極上所加的偏壓gs就是夾斷電壓gs(OFF)。2、開啟電壓、開啟電壓gs(TH)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管中，當(dāng)ds為某一固定數(shù)值，使Id從零開始增大時(shí)對(duì)應(yīng)的柵源電壓gs就是開啟電壓gs(TH)。3、飽和漏電流、飽和漏電流Idss耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管中，gs0時(shí)，漏源間所加的電壓ds大于gs(OFF)時(shí)的漏極電流稱為飽和漏電流Idss。高保真功

11、率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二：了解場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理4、擊穿電壓、擊穿電壓ds表示場(chǎng)效應(yīng)管漏、源極間所能承受的最大電壓，即漏極飽和電流開始上升進(jìn)入擊穿區(qū)時(shí)對(duì)應(yīng)的ds，一般稱為場(chǎng)效應(yīng)管的耐壓。5、直流輸入電阻、直流輸入電阻Rgs在一定的柵源電壓下，柵、源極之間的直流電阻。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的Rgs可達(dá)109歐，而絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的Rgs可達(dá)1015歐。6、低頻跨導(dǎo)、低頻跨導(dǎo)gm場(chǎng)效應(yīng)管中漏極電流Id的變化量與引起這個(gè)變化的柵源電壓gs變化量之比，稱為跨導(dǎo)gm，即gm= Id/gs?？鐚?dǎo)的常用單位是毫西門子（mS）。三、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三

12、：檢測(cè)常用場(chǎng)效應(yīng)管一、檢測(cè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一、檢測(cè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 將萬用表置于R1k檔，用兩表筆分別測(cè)量每兩個(gè)管腳間的正、反向電阻。當(dāng)某兩個(gè)管腳間的正、反向電阻相等，均為幾k時(shí)，則這兩個(gè)管腳為漏極d和源極s（可互換），余下的一個(gè)管腳即為柵極g。 1、管腳識(shí)別 用萬用表黑表筆碰觸管子的一個(gè)電極，紅表筆分別碰觸另外兩個(gè)電極。若兩次測(cè)出的阻值都很小，說明均是正向電阻，該管屬于N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。反之則為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三：檢測(cè)常用場(chǎng)效應(yīng)管一、檢測(cè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管一、檢測(cè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管2、估測(cè)放大能力 將萬用表撥到R100檔，紅表筆接源極s，黑表筆

13、接漏極d，相當(dāng)于給場(chǎng)效應(yīng)管加上1.5V的電源電壓。這時(shí)表針指示出的是d-s極間電阻值。然后用手指捏柵極g，將人體的感應(yīng)電壓作為輸入信號(hào)加到柵極上。由于管子的放大作用，ds和Id都將發(fā)生變化，也相當(dāng)于d-s極間電阻發(fā)生變化，可觀察到表針有較大幅度的擺動(dòng)。如果手捏柵極時(shí)表針擺動(dòng)很小，說明管子的放大能力較弱；若表針不動(dòng)，說明管子已經(jīng)損壞。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三：檢測(cè)常用場(chǎng)效應(yīng)管二、檢測(cè)二、檢測(cè)MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管1、管腳識(shí)別 將萬用表撥于R100檔，首先確定柵極，若某腳與其它腳的電阻正反測(cè)都無窮大，證明此腳就是柵極g。測(cè)量其余兩個(gè)引腳，d-s之間的電阻值應(yīng)為幾百

14、歐至幾千歐，其中阻值較小的那一次，黑表筆接的為漏極d，紅表筆接的是源極s。日本生產(chǎn)的SK系列產(chǎn)品，源極s與管殼接通，據(jù)此很容易確定源極。 高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三：檢測(cè)常用場(chǎng)效應(yīng)管二、檢測(cè)二、檢測(cè)MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管2、估測(cè)放大能力（跨導(dǎo)） 將柵極g懸空，黑表筆接漏極d，紅表筆接源極s，手握螺絲刀的絕緣柄，用金屬桿去碰觸柵極（以防止人體感應(yīng)電荷直接加到柵極，引起柵極擊穿），表針應(yīng)有較大的偏轉(zhuǎn)。雙柵MOS場(chǎng)效應(yīng)管有兩個(gè)柵極g1、g2，可分別觸碰g1、g2極，其中表針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)幅度較大的為g2極。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三：檢測(cè)常用場(chǎng)效

15、應(yīng)管三、檢測(cè)三、檢測(cè)VMOSVMOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管1、判定柵極g 將萬用表撥至R1k檔分別測(cè)量三個(gè)管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大，并且交換表筆后仍為無窮大，則證明此腳為柵極g，因?yàn)樗土硗鈨蓚€(gè)管腳是絕緣的。2、判定源極s、漏極d 在VMOS場(chǎng)效應(yīng)管源-漏之間有一個(gè)PN結(jié)，因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異，可識(shí)別源極s與漏極d。交換表筆測(cè)兩次電阻，其中電阻值較低（一般為幾千歐至十幾千歐）的一次為正向電阻，此時(shí)黑表筆的是s極，紅表筆接d極。 高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三：檢測(cè)常用場(chǎng)效應(yīng)管三、檢測(cè)三、檢測(cè)VMOSVMOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管3、測(cè)量漏-源

16、通態(tài)電阻Rds（on） 將g-s極短路，選擇萬用表的R1檔，黑表筆接s極，紅表筆接d極，阻值應(yīng)為幾歐至十幾歐。由于測(cè)試條件不同，測(cè)出的Rds（on）值比手冊(cè)中給出的典型值要高一些。 4、檢查跨導(dǎo) 將萬用表置于R1k（或R100）檔，紅表筆接s極，黑表筆接d極，用手去碰觸柵極，表針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)愈大，管子的跨導(dǎo)愈高。 提示：除貼片元件及個(gè)別型號(hào)VMOS管外，現(xiàn)在市售的場(chǎng)效應(yīng)管一般都采取了防靜電措施，可以不考慮靜電影響。 高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器任務(wù)二：選擇制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路o 本任務(wù)內(nèi)容提要：本任務(wù)內(nèi)容提要：介紹選擇制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路的基本原則，以Pas

17、s F5功率放大器電路為例講述場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理。o 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 目目 的：的：通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，讀者能正確識(shí)讀場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路原理圖，并能根據(jù)需要合理選擇場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路進(jìn)行制作活動(dòng)。高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器任務(wù)二：選擇制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟一：場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器的選擇原則一、愛好是制作活動(dòng)的原動(dòng)力。 二、選用前人已試制成功的電路。 三、充分考慮制作成本。 四、慎重選擇場(chǎng)效應(yīng)管高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟二:認(rèn)識(shí)Pass F5場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器整機(jī)電路圖 電路路架

18、構(gòu)屬OCL形式，純DC（直流）功率放大器。 美國PASS LABS公司創(chuàng)始人尼爾森.帕斯（Nelson Pass）推出的一款甲類后級(jí)功放?！昂?jiǎn)潔至上簡(jiǎn)潔至上”功率放大功率放大輸入輸入前置放大前置放大偏置偏置溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償過流保護(hù)過流保護(hù)負(fù)反饋負(fù)反饋高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三: Pass F5場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路工作原理分析 輸入前置放大前置放大功率放大功率放大輸出偏置偏置負(fù)反饋負(fù)反饋溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償過流保護(hù)過流保護(hù)高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器步驟三: Pass F5場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器電路工作原理分析25VAC25VAC220VAC1000V 35AR12.2K 2WR8220R7220R315KC133000uF35VC7220uF 35VC333000uF35VC533000uF35VV1IRFP240V3IRFP240D1IN4004R2R10R9R4C2C8C4C6V2IRFP9240V4IRFP9240D2+24.6VL+-24.3VR-24.3VL-+24.6VR+電源電路電源電路高保真功率放大器制作教程制作場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器任務(wù)三：安裝與調(diào)試Pass F5場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器o 本任務(wù)內(nèi)容提要：本任務(wù)內(nèi)容提要：介紹場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器的安裝與調(diào)試步驟。o 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí)