從開發(fā)設計角度來談器件替換

在電子產(chǎn)品里面，器件替換是很常見的情況。芯片停產(chǎn)、性能提升、成本供貨期都會成為替代原有器件的原因。這里不討論其他原因，只從開發(fā)設計的角度來說一說。說到器件替換，最直接最有效的方法無非是龍生龍鳳生鳳，老鼠生來會打洞，那怕是BJT被MOSFET代替也算是遠親代替緊鄰。這里討論的有些不一樣，根本不是一類東西，當然比較夸張的是射頻電路里的微帶線來代替電感、電容等。今先討論的是JFET代替電阻的一個例子。 提到FET管最先想到的可定是MOSFET，而同時出現(xiàn)在模擬電路課本上的JFET就顯得很尷尬了。我在這行也工作了快10年了，算上大學學習7年，用到的JFET還真不多。當然很多大家肯定不同意，那只怪電子這行業(yè)太廣，沒法面面俱到，想想有時候跟大蛇丸似的，成為了“電子癡”，想學的太多，都還沒成家，扯遠了，有興趣的同仁可以看《晶體管電路設計》——大師之作。JFET的另外一個外號——恒流二極管（應該是一個功能的稱呼），即Vgs=0時，在不超過功率的情況下，Id為恒定的，就相當于恒流源似的。

在一些簡單的線性降壓電路里，會用穩(wěn)壓管做電平參考，為了限流，穩(wěn)壓管會串接一個電阻。電路圖如下。

前面模擬50Hz工頻交流信號，經(jīng)過二極管電橋整流之后經(jīng)過22uF電容濾波，用NPN作為調整管，5.6V穩(wěn)壓二極管，設計一個簡單的線性電源，為什么沒有后面的電容，為什么濾波電容不用220uF，就是為了顯示JFET比電阻R2好的穩(wěn)壓作用，如果用大電容就看不出來了。從圖中可以看出，輸出的紋波在5個格左右，輸出電壓5V，流過R2電容為6.7mA。

下面將R2換為JFET，同時將G與S短接，變成恒流二極管。電路圖如下。

可見輸出電壓還是5V ，流過恒流二極管的電流也是6.5mA，也差不多。但是紋波就變?yōu)?格，足足小了一般還多?？磥碛煤懔鞫O管代替電阻來配合穩(wěn)壓二極管是有效的。

原理也很簡單，經(jīng)過整流的電平依然存在紋波，雖然有穩(wěn)壓二極管對電平進行了穩(wěn)壓，但是電流的變化依然會隨著電阻改變調整管Q1的基極，BJT本來就是電流控電流源，基極的變化會影響輸出的變化，自然紋波就會大些。而恒流二極管的電流為恒定的（不同的JFET的Id雖然有差異化，但都還是穩(wěn)定的），對調整管Q1的影響就很小，所以輸出就有很小的變化。再就是恒流源阻抗大（恒流源相當于開路），負載影響小，自然會比R2d 300ohm變得穩(wěn)定許多。如有條件的話，跟穩(wěn)壓二極管搭檔可以換成JFET。

多說一句，市面上賣的恒流二極管還真有2腳的，其實也是JFET的變形，原理一樣的。