mos管与cmos逻辑门电路工作原理：双栅MOS管在调频高放电路中的应用

mos管与cmos逻辑门电路工作原理：双栅MOS管在调频高放电路中的应用AT-93是一款高端收音头，它的调频头使用了5连调谐（为了便于分析只贴出高放级电路）它使用的三洋3SK107双栅N沟道MOS管，同样是一只专用于VHF的管子。可以看到与‬SW55最大的不同是G2栅电压并不是固定的，而是接入的AGC电压，这个电压来自后级的中放或者鉴频直流电压，在无信号的时候AGC电压高，漏极电流大跨导也就是增益也大，在收到信号时，信号强度越大，AGC电压越低，漏极电流也就越小，跨导增益随之降低，实现AGC控制。雅佳使用了背靠背的变容二极管调谐，由于‬变容管‬的‬电容‬与‬偏置‬电压‬之间的‬关系‬并非‬完全‬线性‬，尤其是‬对‬交流‬正负‬半周‬干扰‬的‬反应‬也不对称‬，因此‬这种背靠背‬用法利用了两只管子反向互补的特性，改善了‬变容管‬对强信号或者干扰的‬响应‬，从而‬极大改善非线性失真和回路失谐等问题。很多高端机都采用这种用法，例如根德S700.AT-93高放电路SW

双栅MOS管顾名思义就是有两个栅极的MOS管，相比普通场‬管和晶体管来说，有着诸多优势，因此‬在一些经典名机的调频高放和中放电路中非常多见。也正‬因如此‬，我也总结出一个经验就是但凡有使用双栅MOS的机器都是好机器[微笑]。

双栅MOS管有两个栅极G1和G2，可以方便的用于‬混频或者实现AGC控制。双栅管之所以可以用于高放，具体‬说来‬主要是由于它的几个特性决定的：1. MOS管输入阻抗高，天线回路接入灵活方便；2. 通过控制G2的偏压可以控制漏极电流，进而控制放大增益或者‬跨导，同时又‬不影响信号栅G1的输入阻抗避免失谐；3. 可以将天线‬信号注入G1，本振注入G2实现混频； 4. MOS管噪声小，相比晶体管有更大的动态范围，抗交互调能力强。

本文就结合两个经典机型索尼SW55和雅佳AT-93的调频头高放电路分析一下双栅MOS管的具体应用。索尼SW55和雅佳AT-93都是经典名机，雅佳AT-93更是一款5连电调谐的高端收音头。二者调频头电路恰好‬代表了双栅‬管‬的‬‬两种‬典型‬用法‬。

索尼SW55

SW55使用的是三洋3SK132A作为调频高放管，这是一只调频电视专用的N沟道双栅极MOS管。

SW55 高放电路

从图中可以看出，天线信号经过T9线圈耦合后进入G1，因为S极直接接地没有源极电阻，因此G1是0偏置的。G2的偏置电压为1V，由4.7K和2.2K电阻分压所得，此处的B 电源并非是经过稳压的，因此SW55的灵敏度对电池电压是比较敏感的，电压下降后，灵敏度，声音性能皆有些下降。由于此处Vg2电压固定，因此管子的跨导也‬就是增益‬是‬固定的，从管子的技术资料上可以估算一下，当Vg1=0，Vg2=1V，Vds=3.2V时候，管子跨导是小于5mS的（因为Vds<10V）高放级‬增益‬很低‬。漏极输出接入线圈抽头实现阻抗匹配，同时降低管子输出电阻对回路的影响。高放管的前后两组LC选频调谐使用变容二极管，但是并没有使用背靠背的变容二极管。

3SK132A的转移导纳

雅佳AT-93

AT-93高放电路

AT-93是一款高端收音头，它的调频头使用了5连调谐（为了便于分析只贴出高放级电路）它使用的三洋3SK107双栅N沟道MOS管，同样是一只专用于VHF的管子。可以看到与‬SW55最大的不同是G2栅电压并不是固定的，而是接入的AGC电压，这个电压来自后级的中放或者鉴频直流电压，在无信号的时候AGC电压高，漏极电流大跨导也就是增益也大，在收到信号时，信号强度越大，AGC电压越低，漏极电流也就越小，跨导增益随之降低，实现AGC控制。雅佳使用了背靠背的变容二极管调谐，由于‬变容管‬的‬电容‬与‬偏置‬电压‬之间的‬关系‬并非‬完全‬线性‬，尤其是‬对‬交流‬正负‬半周‬干扰‬的‬反应‬也不对称‬，因此‬这种背靠背‬用法利用了两只管子反向互补的特性，改善了‬变容管‬对强信号或者干扰的‬响应‬，从而‬极大改善非线性失真和回路失谐等问题。很多高端机都采用这种用法，例如根德S700.

3A107的转移导纳特性

从以上两个管子的工作点结合特性曲线可以看出，索尼的SW55的调频高放管偏置实在太低了，因此增益也太低，似乎不大对。我为了求证这个问题，特意查看测量了实际电路，发现索尼实际并没有按照图纸生产，实际G2的电压有2.5v，远大于图纸标示的1v，所以它的跨导增益才能基本满足要求。我将R119电阻减小为1k，进一步提高Vg2到2.6v，发现调频增益确实提高了一点点，弱台信号的格数增加了两格，虽然很有限，但是设计的漏源电压只有2.7v，也只能这样了。

索尼SW55的实际电路