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雖然JFET是適用于低成本高輸入阻抗放大器的優(yōu)秀器件，但存在著(zhù)與溫度有關(guān)的增益漂移問(wèn)題。不過(guò)只要在-55℃至125℃溫度范圍內將漏極電流設為零漂移工作點(diǎn)就能改善這個(gè)問(wèn)題。 圖1：J310與J309 JFET的跨導溫度曲線(xiàn)特性(安森美)。 我們針對此電路測試了多種JFET：索尼的2SK152-2、Interfet的IFN152以及Siliconix/Vishay/OnSemi的J309，因為它們都具有較高的增益和大約100pA的低柵極漏電流。這些JFET特別適用于1MΩ至1GΩ輸入阻抗的放大器設計。這個(gè)電路可以輕松地工作到100MHz以上。 圖2：很寬溫度范圍、增益穩定的快速JFET高阻抗放大器。 此電路的一個(gè)優(yōu)勢是工作溫度范圍很寬(采用JFET時(shí)可達-55℃至125℃)。IC1可以保持在室溫環(huán)境下，用比如數英尺長(cháng)的PTFE同軸電纜連接進(jìn)行溫度隔離。這樣JFET就可以安裝在非常冷的環(huán)境中以便獲得最低的噪聲，而低噪聲是該設計的一個(gè)主要目標。 JFET Q1的輸入信號饋送到通過(guò)R3偏置到地的柵極(在采用電流源輸入情況下這個(gè)R3可以選用較低的阻值)。 JFET的源極通過(guò)基于IC1的電流到電壓反相轉換電路進(jìn)行偏置。對大多數JFET來(lái)說(shuō)將控制靜態(tài)VGS的電壓Vref設置在0到3V之間，目的是使漏極電流位于零漂移中點(diǎn)，這樣能給輸入信號提供較大的動(dòng)態(tài)范圍。通過(guò)調整，可以將Q1的Vref工作電流調整到約7mA至10mA，接近于零漂移點(diǎn)。為了設置正確，必須單獨分析每個(gè)JFET的工作電流。比如對2SK152-2而言，我測試過(guò)的1000個(gè)JFET的工作電流都在7.5mA±1mA之內。 IC1是一個(gè)快速的電流反饋放大器(CFA)：ADI公司±12V至±15V的AD812和±5V的AD8009都得到了成功使用。反饋電阻R2可以從500Ω至5kΩ，還要并聯(lián)一個(gè)100pF的電容C1，以避免發(fā)生振蕩和過(guò)沖。記住，放大器的輸出由于偏置輸出電路的原因有個(gè)電壓偏移，因此最適合交流或脈沖信號。在R2/C1組合正確的情況下，10ns至100ns的上升時(shí)間是可行的。電流反饋放大器支持的工作增益范圍是2到10，由電阻R2進(jìn)行設置，當增益太高時(shí)，放大器容易振蕩。 R1提供了測試輸出，用于測量流過(guò)JFET的電流。它還能產(chǎn)生一個(gè)快速的50Ω輸出，可直接連接示波器。輸出信號與輸入相比都是反相的——典型值是±100mV。對于直流偏置信號來(lái)說(shuō)，柵極前面可以用一個(gè)約1nf至10nF的耦合電容。 |
