Warum werden JFET-Transistoren in Schaltungen mit hohen Eingangsimpedanzen verwendet?

Ich habe ein einführendes Lehrbuch gelesen, um dies zu verstehen, aber es gibt keinen Grund dafür an. Liegt das daran, dass die JFETs im Vergleich zu BJTs viel weniger Spannung benötigen und die Spannung am Eingang abfallen muss? Ich bin ein bisschen verwirrt.

jfet

— user16307
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Wir haben die Tradition, hier Antworten auf Fragen zu akzeptieren. Einige Ihrer vorherigen Fragen haben gute Antworten, ohne dass Sie erklären, warum sie nicht akzeptabel sind. Sie sollten versuchen, dieses Problem zu beheben, indem Sie einige Antworten akzeptieren oder Ihre Fragen bearbeiten, um deutlicher zu machen, warum verfügbare Antworten nicht gut genug sind, um akzeptiert zu werden.

— AndrejaKo

Das liegt hauptsächlich daran, dass ich mich nicht berechtigt genug fühle, die Antworten zu beurteilen, abgesehen vom Versuch zu lernen. aber ich werde vorsichtiger sein.

— user16307

OK. Das ist gut genug. Wenn Sie nicht das Gefühl haben, eine gute Antwort wählen zu können, fühlen Sie sich nicht dazu gezwungen.

— AndrejaKo

Antworten:

Dies liegt an ihrer Funktionsweise - JFETs (und MOSFETs) sind Feldeffekttransistoren, daher ist die Art und Weise, wie sie den Strom steuern, unterschiedlich (zu einem Bipolartransistor - FETs sind unipolare Bauelemente).

Die Impedanz zwischen Gate und Source ist bei diesen Komponenten natürlich sehr hoch - man kann sich vorstellen, dass ein Schlauch zusammengedrückt wird, um den Wasserfluss zu stoppen - es gibt keinen tatsächlichen Strom- / Wasserfluss in den "Schlauch".
Ein JFET ist eine Verarmungsvorrichtung - er beginnt mit einem geringen Widerstand zwischen Drain und Source, und dann wird die Gate-Source in Sperrrichtung vorgespannt, um den FET auszuschalten. Da es sich bei der Gate-Quelle im Grunde genommen um eine Diode handelt, fließt fast kein Strom (nur ein wenig Kapazität zum Aufladen). Bei einem JFET ist die Impedanz wie bei einer normalen Diode niedrig, wenn Sie das Gate vorwärts vorspannen.

JFET

Mit einem MOSFET können Sie sowohl Verarmungs- als auch Verbesserungsvorrichtungen haben, da sich zwischen der Bindung und dem Substrat eine Oxidschicht befindet. Dies bedeutet, dass die Impedanz unabhängig von der Art und Weise, wie Sie das Gate vorspannen, hoch ist, da zwischen Gate und Kanal keine Gleichstromverbindung besteht. Die Eingangsimpedanz am Gate kann 100 Megaohm betragen, wieder ist eine kleine Kapazität vorhanden, die aufgeladen werden muss, um den MOSFET einzuschalten.

MOSFET

Beachten Sie, dass das oben Genannte etwas vereinfacht ist. Es gibt Betriebsbedingungen, auf die wie bei anderen Komponenten zu achten ist (zum Beispiel in einem MOSFET ist der Gate-Source-Durchschlagspegel ziemlich niedrig, z. B. 10-15 V. Auch FETS sind sehr empfindlich gegenüber statischer Entladung Beschädigung)

— Oli Glaser
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"es beginnt offen" --- meinst du "offen", da zwischen Source und Drain ein offener Stromkreis besteht?

— Das Photon

Ich glaube, ich habe ein grundlegendes Problem damit, den Begriff "Eingangsimpedanz" hier zu verstehen. Können Sie mir ein Beispiel für eine Schaltung geben, die in realen Anwendungen verwendet wird, die eine "hohe Eingangsimpedanz" aufweist und aus JFETs besteht? Ich kann einfach keine Brücke zwischen diesen theoretischen Erklärungen und einer realen Anwendung

— schlagen

@ThePhoton - Nein, ich meine, es gibt einen geringen Widerstand zwischen Source und Drain (dh kein Verarmungsbereich) - Entschuldigung, schlechte Formulierung, ich werde ihn bearbeiten.

— Oli Glaser

@ user16307 - hier ist ein schönes kleines Projekt , das sich auf die FET-Eigenschaften stützt. Es gibt viele, viele Anwendungen - eine andere ist in einem Elektretmikrofon

— Oli Glaser

Ja, das ist so ziemlich alles - meistens "nicht wollen", anstatt "nicht brauchen". Es gibt auch andere Vorteile gegenüber einem Bipolar, beispielsweise kann es als spannungsgesteuerter Widerstand in z. B. einem programmierbaren Verstärkungsverstärker oder als Rückkopplungssteuerelement für einen Oszillator verwendet werden. Dieses praktische PDF enthält 50 Beispiele für FET-Anwendungen.

— Oli Glaser

Der Grund dafür ist, dass FET-Bauelemente (fast) keinen Stromfluss durch ihre Basis haben und daher eine unglaublich hohe Impedanz. Wenn Sie sich den Stromfluss durch ein BJT ansehen, beachten Sie, dass in der Basis Strom fließt:

BJT

Im Vergleich dazu fließt in einem JFET-Bauelement Strom nur durch Drain und Source. Ich habe einen MOSFET verwendet, aber das Prinzip ist das gleiche:

MOS

In einer perfekten Welt hat der FET eine unendliche Eingangsimpedanz. Dies ist natürlich unmöglich, aber es ist nicht unrealistisch, eine Impedanz von Hunderten bis Tausenden von Megaohm zu finden. Im Vergleich dazu bedeutet der Strom durch einen BJT, dass die Impedanz im Bereich von KΩ bis MΩ liegt.

— Nate
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FETs haben keinen Stromfluss durch ihre Basis, weil sie keine Basis haben.

— Starblue

-1

Der Basis-JFET hat einen diodenähnlichen Eingang. Dieser Eingang ist wie eine Diode, die in Sperrrichtung vorgespannt ist. Vergleichen Sie dies mit dem BJT. Dort haben Sie einen PN-Übergang, der vorwärts vorgespannt ist. Daher ist ein BJT stromgesteuert, während ein FET spannungsgesteuert ist. Natürlich wissen Sie, dass ein in Sperrrichtung vorgespannter Diodenübergang wie ein offener Stromkreis ist und eine idealerweise unendliche Impedanz aufweist. Der in Sperrrichtung vorgespannte Gate-Eingang des FET ist also die Ursache für seine hohe Eingangsimpedanz.

— Tushar Sharma
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