电压控制电路用场效应晶体管使用指南第5部分
文章作者：Ron Quan
本系列的结论包括偏置伺服电路，并提供了一些最后的提示。
看到了吗第1部分,第2部分,第三部分，和第四部分这个系列的。
本系列的最后一部分将从自动设置的偏置伺服电路开始。对于相同的零件号，FET的夹断电压或阈值电压会有很大的变化。根据所选择的制造晶圆批次，这些电压可以变化2或3比1。为了使它们正确地偏置预定的漏源电阻，用户必须手动调整和校准栅极和源极之间的偏置电压。使用匹配的双场效应管或匹配的四场效应管阵列，我们可以更容易地偏置门源电压。双或四器件中的一个场效应管用作精确偏置剩余场效应管栅极的参考，以获得可预测的漏源电阻。
在偏置伺服电路中，无论使用哪种匹配的FET，漏源电阻总是正确设置的。例如，如果将偏置伺服电路设置为提供10KΩ 漏源电阻，Rds公司，您可以插入不同批次的双FET，如LSK489、LSK389等，您仍将拥有相同的Rds公司. 看到了吗图40一种带有偏置伺服电路的Wah-Wah可变带通滤波电路。
图40结合反馈或伺服偏置电路，U3和Q1B，提供正确的栅极电压到FET的漏源电阻已知。
通过使用一个参考场效应管Q1B和一个小的直流偏置电压Vref=+100mvdc和一个已知的负载电阻R6，我们可以将Q1B偏置到任何漏源电阻Rds公司通过电位计VR2引脚2将电压设置为R8。小直流电压Vref设置为+100 mV直流，以确保Q1B仍在三极管或欧姆区。如果我们设置VR2的滑块电压=Vset以提供一半的电压，或+50 mV，这将导致偏置伺服电路开启Q1B，直到其漏极电压也是+50 mV DC。如果我们通过10K在Q1B的排水管得到+100 mV的一半=50 mVΩ 串联电阻R6，这意味着漏源电阻也是10KΩ. 因为偏置伺服电路是一个负反馈电路，无论我们在VR2的滑块上设置什么电压，它都与U3A的（-）输入相耦合，它的（+）输入必须通过输入端子上的虚拟短路跟随该电压。由于（+）输入端子连接到Q1B的漏极，其漏极电压必须与VR2滑块处的电压匹配。补偿电容C5确保电路不会振荡。为了更好地抑制噪音，C5可以大到1uF。
当Vset=VR2引脚2处的电压时，求解Q1A的R的一般方程ds公司是：
当参考电压Vref很小时，比如100mv，我们应该为非常小的输入偏移电压选择运算放大器。TL082/TL062/LF353运算放大器的最大偏移电压为10 mV，不建议这样做。可使用LF412，其具有较低的3 mV输入偏移电压。当然，也可以使用其他低失调电压运算放大器(图41，42，和43).
注：二极管D1确保参考场效应晶体管的栅极在导通期间不会正向偏置。如果栅极正向偏置，偏置伺服电路可能“卡住”
就低失真的最大输入信号幅度而言，通常<150 mV的峰间工作。然而，通常具有较高夹断电压的诸如VCR 11之类的fet能够耐受大于150mv的峰间较高输入振幅。
现在让我们看看图41通过Rfb和带有偏置伺服电路的R4实现失真降低反馈的华华压控带通滤波器。
图41电压控制电阻采用反馈时的自动偏置近似。
因为失真降低反馈网络Rfb和R4对栅极有大约50%的衰减，所以放大器U3B被设置为增益2来补偿这一点。注意，R1< 虽然增加Q1B的栅极电压近似于相同的Rds公司对于Q1A，对于相同的栅极电压Q1A和Q1B，Q1A的漏源电阻实际上更低。原因是电阻网络、Rfb和R4形成负反馈效应，略微降低Q1A的Rds公司. 那是RdsQ1A公司小于dsQ1B公司一点点。 尽管如此图41与手动操作相比，仍然提供了一种更容易偏置FET的方法。我们将重新探讨一种更准确的方法图41以后再说。 现在，让我们看一个偏置伺服电路的相移系统中图42. 它使用与中相同的偏置伺服电路图40但这次是用MOSFET作为压控电阻器。请注意，D1反向连接，以确保N通道增强设备在开启时，门到源电压不会变得太负。 该电路的总相移为： 举个例子，Vset公司=0.033 v=引脚2 VR2处的电压，然后 请注意–Vsub=−5伏至−10伏直流电，以确保基板正确偏置。 不使用Vww，调制信号可通过1000μF电解电容器耦合到VR2引脚2，其（+）端子位于VR2的引脚2。 看到了吗图43一种改进的伺服偏置电路。 以更准确地确定ds公司在Q1A中，偏置伺服电路通过“复制”U1A的U4A和复制Rfb和R4的R9的R10复制反馈网络。 我们还应该注意到，尽管该电路可以更精确地设置正确的栅极偏置电压，但由于Rfb和R4的负反馈效应，Q1A的实际漏源电阻将略低。因此，我们将使用“∼” 大约而不是“=” 偏置由VR2在其引脚2 Vset处的滑块电压设置，以便： 同样地，代替使用Vww，调制信号（<20mv峰对峰以确保偏置伺服电路在其Vset的范围内）可以用1000uf电容器耦合到VR2管脚2。 注：通过将FET的漏源电阻设置为更高的值，可以实现更低的失真。例如，我们将R6设置为51KΩ 而不是10公里Ω , 并设置RdsèQ1a超过10万Ω 射程。 对于P沟道JFET器件图41和43，使用负Vref，例如–100 mV DC和反向二极管D1的连接。对于P沟道MOSFET，使用图42，使用负Vref，例如–100 mV DC和反向二极管D1的连接。 罗恩泉是一位作家、设计工程师和发明家，拥有超过75项美国专利。 阅读整个系列： 相关文章:
图42采用偏置伺服系统的三级移相系统。
图43改进伺服偏压通过复制录像机的反馈电路为华华电路。