是否有现代分立元件替代 JFET 作为前置放大器?

电器工程 噪音 场效应管 电流信号
2022-01-18 14:14:30

请考虑驻极体麦克风胶囊的示意图:( 驻极体麦克风胶囊示意图 来源:维基百科

在考虑对来自压电弯管器的 20 mVpp、3k 阻抗输出的信号调理进行类似处理时,我发现分立 JFET 的可用性和受欢迎程度似乎有所下降,并且价格有所上涨。

这导致人们怀疑其他一些与信号电压、高阻抗、双极信号一起工作的分立元件已为此目的取代了 JFET,在这种情况下,除了单个分立元件之外的任何东西都将是多余的。MOSFET 需要偏置超过 V gs(th),这是我的后备方案。

题:

  • 廉价且无处不在的 JFET的现代分立替代品是什么?

我曾考虑过ALD110900 N 通道零阈值 MOSFET,但它并不便宜、不普及,并且不支持栅极电压降至源极以下。


附录

JFET在上述驻极体麦克风等应用中的吸引力在于它是一个3端器件,不需要稳压Vcc输入零偏压输入信号,输入调制电阻调节电流,一切正常!

对于像运算放大器这样的集成电路,实现的简单性就消失了。


语境:

请注意,下面的上下文不是问题,它只表明思考过程从哪里开始。

高阻抗 (3 kOhm) 裸压电传感器(压电弯管器)位于 5 到 15 米长的单芯屏蔽电缆远端的水下密封水听器中。20mV 至 70mV 的峰峰值信号正沿着线路被淹没,因为该位置非常容易产生 EMI(工业环境)。在操作员端是一个手持式、电池供电的读出设备,在需要时连接到传感器电缆上。信号需要以某种方式增强,以便将其送回手持设备。

如果需要,可以在传感器端添加一些最小电路,并且可以根据需要修改手持端电路。不能修改外壳或布线。卷为 10-20 个单位,因此不能选择 1ku 的零件订单。

约束:

  • 没有将电源线添加到传感器外壳的选项。
  • 功率有限:4xAA 电池供电的读数装置。
  • 传感器外壳太小,无法容纳 AA 电池或太多电路。
  • 传感器外壳每年最多只能取回一次,用于更换电池等。
4个回答

我们已经从 JFET 切换到耗尽模式 NFET,例如 BSS169。

鉴于我阅读电缆无法更改,那么我必须更改我的答案。可能是 : -

在此处输入图像描述

JFET 的美妙之处在于它很简单,因此该电路的潜在美妙之处在于它应该表现得更好。最终增益取决于手持设备中的 1k,但如果这是一个电流源(可能是 JFET!),那么增益可能会比 6.66 高很多。我相信因为这个放大器的饱和度低于 JFET 放大器,所以也会有更多的增益。

为了使其更简单且更类似于 JFET 操作,可以将 150R 电阻器短路,并可能去掉 10uF 并将 10k 短路。最后两个组件可防止对电路的交流反馈,并应将输入阻抗保持在 100k,但在没有它们的情况下运行也可以工作。

一般是运算放大器和仪表放大器。

对于此应用,我建议在电缆的接收端使用仪表放大器。这将消除您在电缆中拾取的大部分共模噪声,并导致更清晰的输出。如果仍然有太多的噪音,那么你也必须在电缆之前放大。

如果噪声仍然太大,您可能需要在源头转换为差分信号,然后在接收端转换回单端信号。

JFET并不难找到……通过直接通道大批量生产它们会更便宜,但驻极体麦克风应用应该会让它们再便宜几年,直到 MEMS 接管。