JFET-Common-Spurce-Verstärker

OP #8096018
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Hey Leute,

arbeite gerade das Kapitel 3 (FET-Verstärker) von "The Art of Electronics" (3. Auflage) durch. In Abbildung 3.29 auf Seite 149 werden dazu verschiedene JFET-Common-Source-Verstärker vorgestellt und deren Spannungverstärkung Gv mit angegeben. Um die angebene Spannungsverstärkung mal zu überprüfen, habe ich Schaltung A (Seite 149) simuliert, und anstelle des BF862 den J310 (kommt laut google Ki den BF862 sehr nahe/BF862 konnte ich nicht einbinden) verwendet und für den Vorwiderstand vom Gate zur Masse 1MOhm gewählt (Siehe JFET-Common-Source-Verstärker.asc). Laut Buch sollte die Verstärkung G=-gm*Rd betragen. Bei einem Widerstand von 300 Ohm und gm von ca. 10mS (Anwort laut google KI) komme ich auf G=-3. Anzeigt wird in der Simulation hingegen einen Ausgangspannung von Ua=1.46V, was einer Verstärkung von 1,46 entspricht. Was mache ich verkehrt? Wie wird in der Praxis in dem Fall vorgegangen, um eine Schaltung mit einer bestimmten Verstärkung, beispielsweise eine N-JFET, zu entwerfen...wird dazu auch auf relevante Formeln zurückgegriffen (Herleitung muss man ja nicht nachvollziehen)? Vielen Dank euch :)!

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#8096118
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Peter schrieb:

anstelle des BF862 den J310 (kommt laut google Ki den BF862 sehr nahe/BF862 konnte ich nicht einbinden) verwendet ...

Um Himmels Willen, der J310 passt garantiert nicht:
BF862: Idss = 10...25 mA
J310: Idss = 24...60 mA
Der Kanal im J310 bleibt fast vollständig leitend, der J310 bräuchte eine negative Gate-Source-Spannung.

Laut eigener NI liegt bei Hardware-Schaltungen die Google KI zu fast 100 % falsch.

Warum kannst du den BF862 nicht "einbinden"?

  • BF862 SPICE MODEL MARCH 2007 NXP SEMICONDUCTORS
  • without SOT23 parasitics
    .model JBF862 NJF(
  • Beta=47.800E-3 Betatce=-.5 Rd=.8 Rs=7.5000 Lambda=37.300E-3 Vto=-.57093
  • Vtotc=-2.0000E-3 Is=424.60E-12 Isr=2.995p N=1 Nr=2 Xti=3 Alpha=-1.0000E-3
  • Vk=59.97 Cgd=7.4002E-12 M=.6015 Pb=.5 Fc=.5 Cgs=8.2890E-12 Kf=87.5E-18
  • Af=1)

(Achtung: Die Forensoftware zeigt "*" und "+" am Zeilenanfang als Aufzählungszeichen"•" an.)

Wie wird in der Praxis in dem Fall vorgegangen, um eine Schaltung mit einer bestimmten Verstärkung, beispielsweise eine N-JFET, zu entwerfen...

Das "Zauberwort" heißt "Gegenkopplung", hier mindestens mit einem Source-Widerstand, wie Wastl (hartundweichware) oben gezeigt hat.

Gegenkopplung verringert die Verstärkung, man braucht dadurch mehr Verstärkerstufen.
Und zuletzt macht man bei Audio- und ähnlichen Schaltungen eine Gegenkopplung als Widerstands-Spannungsteiler vom Ausgang zum Eingang. Damit soll die Gesamtverstärkung fast nur noch von diesem (linearen) Spannungsteiler abhängen.

Bernhard

: Bearbeitet durch User
#8096276
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Peter schrieb:

Laut Buch sollte die Verstärkung G=-gm*Rd betragen. Bei einem Widerstand von 300 Ohm und gm von ca. 10mS (Anwort laut google KI) komme ich auf G=-3. Anzeigt wird in der Simulation hingegen einen Ausgangspannung von Ua=1.46V, was einer Verstärkung von 1,46 entspricht. Was mache ich verkehrt?

Da ein J310 kein direkter Ersatz für einen BF862 ist, muss zuerst der Arbeitspunkt des J310 eingestellt werden. Um die gewünschte Steilheit von 10mS zu erreichen, ist ein Sourcewiderstand von 180...220 Ohm notwendig, welcher zusätzlich mit einem Kondensator (für AF z.B. 100uF) überbrückt werden muss. Der Drainstrom sollte dann bei etwa 8...10mA liegen. Mit einem 300 Ohm Drainwiderstand stellt sich nun sowohl ein günstiger Gleichspannungswert am Drainanschluß als auch eine Wechselspannungsverstärkung von -3 ein.

#8096299
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Bernhard schrieb:

(Achtung: Die Forensoftware zeigt "*" und "+" am Zeilenanfang als Aufzählungszeichen"•" an.)

Deshalb setzt man Sourcecode wie ein Spice Model auch in Code-Tags!

Also vor den Sourcetext einmal
[code]
und dahinter einmal
[/code]


Das Ergebnis mit dem BF862 Spice Model incl. SOT23 Parasitics sieht dann so aus:

1
*   BF862 SPICE MODEL MARCH 2007 NXP SEMICONDUCTORS
2
*   ENVELOPE    SOT23
3
*   JBF862: 1, Drain,  2,Gate,  3,Source
4
.SUBCKT BF862 1 2 3
5
  Ld  1 4  L=  1.1nH
6
  Ls  3 6  L=  1.25nH
7
  Lg  2 5  L=  0.78nH
8
  Rg  5 7  R=  0.535 Ohm
9
  Cds  1 3  C=  0.0001pF
10
  Cgs  2 3  C=  1.05pF
11
  Cgd  1 2  C=  0.201pF
12
  Co  4 6  C=  0.35092pF
13
  Q1 4 7 6 JBF862
14
.model JBF862 NJF(Beta=47.800E-3 Betatce=-.5 Rd=.8 Rs=7.5000 Lambda=37.300E-3 Vto=-.57093
15
+ Vtotc=-2.0000E-3 Is=424.60E-12 Isr=2.995p N=1 Nr=2 Xti=3 Alpha=-1.0000E-3
16
+ Vk=59.97 Cgd=7.4002E-12 M=.6015 Pb=.5 Fc=.5 Cgs=8.2890E-12 Kf=87.5E-18
17
+ Af=1)
18
.ENDS BF862

Oder, insbesondere falls es länger ist, gleich als angehängtes Textfile hochladen und nicht in den Beitragszext kippen.

#8096321
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Das "model" "BF862 Spice Model incl. SOT23 Parasitics" ist leider Schrott.

Das wird zwar so von NXP angeboten, aber "C=", "R=", Einheiten, bei "Ohm" sogar mit Leerzeichen davor, ist keine SPICE-Syntax.

Nur der Teil ab ".model" bis ")" funktioniert. Seltsam ist allerdings, dass der Parameter "Alpha" negativ ist.

Linear Systems bietet einen sehr ähnlichen JFET an, inkl. deren SPICE model. Suche nach LSBF862.

Bernhard

: Bearbeitet durch User
#8096363
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Hallo, ich hatte den BF862 vor einigen Jahren ebenfalls in einer Simulation verwendet und ihn einfach per.model eingebunden.

.model bf862 njf(beta=47.800m rd=.8 rs=7.5 lambda=37.3m

  • vto=-.57093 is=424.6p cgd=7.4p pb=.5
  • fc=.5 cgs=8.29p kf=87.5e-18 af=1 alpha=-1m nr=2 isr=2.995p
  • vtotc=-2m betatce=-.5 xti=3 vk=59.97 m=.6015 MFG=PHILIPS

mfg Klaus

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