전계 효과가 있는 트랜지스터 스위칭 회로

다양한 전자 장치에서 바이폴라 트랜지스터가 공통 이미터, 공통 콜렉터 또는 공통 베이스 스위칭으로 작동하는 것처럼, 전계 효과 트랜지스터 많은 경우 공통 소스, 공통 드레인 또는 공통 게이트를 포함하기 위해 유사하게 사용될 수 있습니다.

차이점은 제어 방법에 있습니다. 바이폴라 트랜지스터는 베이스 전류에 의해 제어되고 FET는 게이트 전하에 의해 제어됩니다.

제어 전력 소비 측면에서 FET 제어는 일반적으로 바이폴라 트랜지스터 제어보다 더 경제적입니다. 이것은 전계 효과 트랜지스터의 현재 인기를 설명하는 요인 중 하나입니다. 그러나 일반적으로 FET의 일반적인 스위칭 회로를 고려하십시오.

일반 소스 스위칭

공통 소스 FET를 켜는 회로는 바이폴라 트랜지스터의 공통 이미 터 회로와 유사합니다. 이러한 포함은 드레인 회로의 전압 위상이 반전되는 동안 전력 및 전류를 크게 증가시키는 기능으로 인해 매우 일반적입니다.

직접 접합 소스의 입력 저항은 수백 메그옴에 이르지만 게이트와 소스 사이에 저항을 추가하여 전기적으로 게이트를 공통 와이어로 끌어당겨 감소시킬 수 있습니다(픽업으로부터 FET 보호).

이 저항기 Rz의 값(일반적으로 1~3MΩ)은 역방향 바이어스 제어 노드 전류에서 과전압을 방지하면서 게이트-소스 저항을 크게 바이어스하지 않도록 선택됩니다.

공통 소스 회로에서 FET의 중요한 입력 저항은 전압, 전류 및 전력 증폭 회로에 사용될 때 FET의 중요한 이점입니다. 왜냐하면 드레인 회로 Rc의 저항은 일반적으로 몇 kΩ을 초과하지 않기 때문입니다.

공통 소스로 켜기

공통 드레인(소스 팔로워) FET의 스위칭 회로는 바이폴라 트랜지스터(이미터 팔로워)의 공통 컬렉터 회로와 유사합니다. 이러한 스위칭은 출력 전압이 입력 전압과 위상이 같아야 하는 매칭 단계에서 사용됩니다.

이전과 마찬가지로 게이트-소스 접합의 입력 저항은 수백 메그옴에 도달하는 반면 출력 저항 Ri는 상대적으로 작습니다. 이 스위칭은 단순한 소스 회로보다 더 높은 주파수 범위를 갖습니다. 이 회로의 소스-드레인 및 게이트-소스 전압은 일반적으로 크기가 가깝기 때문에 전압 이득은 1에 가깝습니다.

일반 셔터 스위칭

공통 게이트 회로는 바이폴라 트랜지스터의 공통 베이스 스테이지와 유사합니다. 여기에는 전류 이득이 없으므로 전력 이득은 공통 소스 캐스케이드보다 몇 배나 적습니다.부스트 전압은 제어 전압과 같은 위상을 갖는다.

출력 전류가 입력 전류와 같기 때문에 전류 이득은 1과 같고 전압 이득은 일반적으로 1보다 큽니다.

이 스위칭은 제어 입력 전압이 증가함에 따라 소스 전위가 증가하고 이에 따라 드레인 전류가 감소하고 소스 회로 저항 Ri 양단의 전압이 감소하기 때문에 병렬 음전류 피드백 특성을 갖습니다.

따라서 한편으로는 입력 신호의 증가로 인해 소스 저항 양단의 전압이 증가하지만 드레인 전류가 감소함에 따라 감소하는 것이 음의 피드백입니다.

이 현상은 고주파 영역에서 스테이지 대역폭을 넓히는데, 이것이 공통 게이트 회로가 고주파 전압 증폭기에서 널리 사용되고 특히 매우 안정적인 공진 회로에서 요구되는 이유입니다.