Existe-t-il une alternative de composant discret moderne au JFET comme préamplificateur?


8

Veuillez considérer ce schéma d'une capsule de microphone à électret: Schéma de la capsule micro Electret (Source: Wikipedia )

Tout en considérant quelque chose de similaire pour le conditionnement du signal d'une sortie d'impédance de 20 mVpp, 3k à partir d'une cintreuse piézoélectrique, j'ai trouvé que les JFET discrets semblent avoir diminué en disponibilité et en popularité, et augmenté en prix.

Cela conduit à soupçonner qu'un autre composant discret qui fonctionne avec une tension de signal faible , une impédance élevée, des signaux bipolaires a remplacé le JFET à de telles fins, où rien de plus qu'un seul composant discret serait exagéré. Un MOSFET nécessiterait une polarisation au-delà de V gs (th) , c'est mon repli.

Question:

  • Quelle est l'alternative discrète moderne au JFET bon marché et omniprésent?

J'ai considéré le MOSFET à seuil zéro ALD110900 à canal N, mais il n'est pas bon marché, pas omniprésent et ne prend pas en charge la chute de la tension de grille en dessous de la source.


Addendum :

L'attrait du JFET dans des applications telles que le micro à électret ci-dessus est qu'il s'agit d'un appareil à 3 bornes, aucun Vcc régulé n'est requis, un signal d' entrée à polarisation nulle est alimenté, l'entrée module la résistance régule le courant et tout fonctionne!

Avec les circuits intégrés comme les amplificateurs opérationnels, cette simplicité de mise en œuvre est perdue.


Le contexte:

Veuillez noter que le contexte ci-dessous n'est pas la question, il indique seulement où le processus de réflexion a commencé.

Une haute impédance (3 kOhm) nu capteur piézo - électrique (vibrateur piézoélectrique) est situé dans un sous - marin, hydrophone hermétiquement fermé à l'extrémité éloignée d'un 5 à 15 mètres de longueur à un seul noyau câble blindé. Le signal crête à crête de 20 mV à 70 mV est submergé le long de la ligne en raison de l'emplacement extrêmement riche en EMI (environnement industriel). À l'extrémité de l'opérateur se trouve un dispositif de lecture portatif fonctionnant sur batterie qui est fixé au câble du capteur si nécessaire. Le signal a besoin d'être renforcé d'une manière ou d'une autre pour être renvoyé à l'unité portative.

Certains circuits minimaux peuvent être ajoutés à l'extrémité du capteur si nécessaire, et les circuits d'extrémité portables peuvent être modifiés selon les besoins. La modification des boîtiers ou du câblage n'est pas une option. Les volumes sont de 10 à 20 unités, donc une commande de 1ku sur les pièces n'est pas une option.

Contraintes:

  • Aucune option pour ajouter un fil d'alimentation au boîtier du capteur.
  • Puissance limitée: dispositif de lecture à piles 4xAA.
  • Boîtier du capteur trop petit pour une pile AA ou beaucoup de circuits.
  • Le boîtier du capteur ne peut pas être récupéré plus d'une fois par an pour le remplacement de la batterie, etc.

Quel est le seuil du "pas cher"? JFET sur Digikey pour 50 cents la pop. Je pouvais voir que c'était un problème dans des volumes élevés, mais pour une série de 10 à 20 unités?
dext0rb

@ dext0rb Ce n'est pas vraiment la question - La question est, si, comme il apparaît, les JFET deviennent moins populaires, qu'est-ce que les gens utilisent de nos jours pour des applications comme le schéma montré? Concernant votre commentaire: 10-20 unités maintenant, mais le coût de production devient un facteur plus tard si le concept vole. Prix ​​cibles: moins de 25 cents en simple, 10 cents en 1 ku et disponibilité en petit volume sur les sites de livraison gratuite (eBay, dx.com, etc.) pour une pièce pouvant faire des identifiants de 20 mA. Digikey est hors de la table pour les petites commandes en Inde juste pour les frais d'expédition minimum de 40 $.
Anindo Ghosh

Réponses:


3

Nous sommes passés de JFET à des NFET en mode d'épuisement comme un BSS169.


Terrifiant! C'est l'une des options que j'examinais. Des mises en garde spécifiques ou des différences de disponibilité / performances que vous pouvez partager? +1.
Anindo Ghosh

Pas trop pour être au courant - en termes de performances, ils se chevauchent un peu. Notre application a été initialement spécifiée pour un JFET, mais pour les paramètres spécifiques dont nous avons besoin (faible Rds_on, faible Vgs), il est maintenant plus facile de trouver un NFET d'épuisement maintenant.
bjkopp

Pour être clair, cela fait référence à un MOSFET à canal N en mode d'épuisement, non?
Kaz

@bjkopp Comment se comparent-ils en ce qui concerne le bruit?
Kaz

@bjkopp En outre, comment se comparent-ils à la fonction du JFET de "Vgs 0 Volts = Ids 12 mA" (par exemple, pour un JFET donné), permettant une modulation de courant sans polarisation ou composants supplémentaires?
Anindo Ghosh

1

Étant donné que je lis que le câble ne peut pas changer, je dois changer ma réponse. Peut être : -

entrez la description de l'image ici

La beauté du JFET est qu'il est simple, donc la beauté potentielle de ce circuit est qu'il devrait mieux fonctionner. En fin de compte, le gain dépend du 1k de l'équipement portatif, mais s'il s'agit d'une source de courant (peut-être un JFET!), Le gain peut être beaucoup plus élevé que 6,66. Je crois que parce que cet ampli est moins saturé que l'ampli JFET, il y aura également plus de gain.

Pour le rendre plus simple et plus proche du fonctionnement JFET, la résistance 150R peut être court-circuitée et peut-être se débarrasser du 10uF et court-circuiter le 10k. Ces deux derniers composants empêchent le retour ca au circuit et devraient maintenir l'impédance d'entrée à 100k, mais fonctionner sans eux peut également fonctionner.


0

Opamps et amplis d'instrumentation en général.

Pour cette application, je recommande d'utiliser un amplificateur d'instrumentation du côté réception du câble. Cela annulera la plupart du bruit de mode commun que vous captez dans le câble et conduira à une sortie beaucoup plus propre. S'il y a encore trop de bruit, vous devrez également amplifier avant le câble.

S'il y a encore trop de bruit, vous devrez probablement convertir en signalisation différentielle à la source, puis reconvertir en asymétrique du côté réception.


1
Marko, donc au lieu de " un autre composant discret qui ... a remplacé le JFET à de telles fins ", la seule alternative moderne est un appareil intégré, ou plusieurs? Ma question se concentre sur cette partie discrète insaisissable, une alternative JFET. L'application spécifique indiquée est juste pour le contexte d'où ma question a surgi.
Anindo Ghosh

0

Les JFET ne sont pas si difficiles à trouver ... ils seront moins chers en gros volumes via des canaux directs, mais l'application micro à électret devrait les garder bon marché pendant quelques années de plus, jusqu'à ce que MEMS prenne le relais.

En utilisant notre site, vous reconnaissez avoir lu et compris notre politique liée aux cookies et notre politique de confidentialité.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.