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手工制作场效应三极管

2025-04-10 05:43:19杂谈46

(图片:使用石墨烯自制的场效应管搭建的多谐振荡电路)

多谐振荡器

电路原理图

我们来看一下视频中的多谐振荡电路,这是一个由两个NPN三极管组成的多谐振荡电路,该电路利用两级三极管放大电路串联形成正反馈,最后产生振荡,它的电路图采用对称的形式绘制,注意到这个电路中,作为三极管的负载的LED并没有串联限流电阻,因此它应该只能工作在低压电源下。

(图片:多谐振荡电路)

我们利用手边的元器件测试一下这个电路,使用的是三极管BC547的参数,在面包板上搭建电路,加上5V工作电压后,电路开始震荡,其中三极管基级电阻R1、R2的阻值为68k欧姆。

(图片:在面包板上搭建的测试电路)

为了测试该电路的工作电压范围,我们将电路中电容容量减小至0.1微法,这是电路工作后对应的三极管的集电极与基极的电压波形,电路的工作频率为494Hz。

(图片:电容容量为0.1微法时的电路工作波形)

工作电压范围

我们通过Python编程自动测试多谐振荡电路工作电压对工作电流与振荡频率的影响,将测量结果绘制成曲线,当电源电压高于2.6V时,电路开始振荡,随着工作电压升高,电路的工作电流基本上是线性增加,电路振荡频率也随着电压升高而上升。

(图片:多谐振荡器工作电压与工作频率与振荡频率之间的关系)

原则上这个电路的振荡频率与电压无关,仅仅取决于电路中RC对应的时间常数,但随着工作电流的增加,发光二极管的等效电阻会下降,这也影响了电路的振荡频率,为了对比,我们将电路中的LED更换成两个300欧姆的电阻,重新测量电路工作电压与电路振荡频率之间的关系,可以看到当电路开始振荡之后,振荡频率不太受到工作电压的影响,这证实了前面对于负载为LED情况下出现的振荡频率受到工作电压影响的原因分析是正确的。

(图片:将多谐振荡电路中的LED更换成电阻后的工作电压与振荡频率关系)

MOSFET振荡电路

我们将振荡电路中的三极管替换成N沟道MOSFET,重新测试一下电路是否能够振荡以及振荡电路的工作特性,手边有两只MOSFET,型号为17N50K,根据数据手册,它的栅极阈值电压最大不超过4V,在面包板上将原来三极管替换成这个MOS管,相关的引线进行了调整。

(图片:将振荡电路中的三极管改成MOS管)

测试结果表明,电压只有在一个很小的范围内,电路才振荡,这个电压位于3V左右,恰好是MOS管栅极阈值电压,电路震荡时工作电压范围在2.9V至3.2V之间,当电压小于2.9V时,MOS管截止;大于3.2V时,MOS管导通,电路停止振荡,下面是电路振荡时MOS管漏极电压信号。

(图片:MOSFET组成的多谐振荡电路工作电压与振荡频率和工作电流关系)

可以看到在以MOS晶体管组成的多谐振荡电路,它的振荡频率随着工作电压升高而降低,这与基于NPN三极管振荡电路有很大区别,通过实验证明,使用MOS管组成的振荡电路工作电压范围非常窄,只有在MOS管的栅极阈值电压附近,电路才能够振荡,这也解释了之前观察到的现象,此外我们还尝试了使用增强型场效应管替换成耗尽型场效应管进行测试但未能成功使电路振荡可能的原因是该三极管跨导参数太小在负载为LED的情况下无法获得足够的电压增益进而无法起振。   四、石墨烯场效应管   接下来我们来探究视频中如何利用石墨烯制作场效应管的过程首先我们需要这种石墨烯粉末和环氧树脂AB胶水。   (图片:制作原材料)   首先将AB胶水与石墨烯粉末进行充分均匀混合接着使用单面覆铜板制作场效应管的三个电极其中较大的是栅极另外两个窄条用作漏极和源极给他们分别焊接上对外引线为了防止栅极与漏极和源极短路在栅极表面粘贴一个双面胶进行隔离然后将配置好的石墨烯胶水涂抹在栅极上然后将漏极和源极电极粘贴在栅极上将源极和漏极电极板尽可能紧紧压制在栅极板上至此基于石墨烯的场效应管就制作完成了使用剩余的石墨烯胶水涂抹在整个电极外边用作器件的封装。   (图片:使用石墨烯胶水固定三个电极)   由于AB环氧树脂胶完全固化需要一段时间等待让整个制作完成的场效应管进行固化使用相同的方式制作两个这样的场效应管再利用可以固化的橡皮泥将整个器件封装起来将制作好的石墨烯场效应管焊接外部引线引入前面多谐振荡器进行测试加电测试看是否能够振荡加电后可以看到电路能够完美的进行振礦了。   (图片:自制石墨烯MOS管组成的多谐振荡电路) ※ 本文介绍了网络上别人使用石墨烯粉末手工制作场效应管的过程制作器件完成后作者利用了一个多谐振荡器来演示该MOS管的放大特性对于制作场效应管所使用的配方是真还是假我也无法判断大家各抒己见吧我总有一种被欺骗的感觉。。