介绍几种V－MOS管应用电路

为使读者对V－MOS管有进一步的了解，并给参加竞赛的读者提供一些资料，本文向大家介绍几个使用V-MOS管的应用电路。

图1所示是一种非常简单的触摸开关电路，该电路利用了V－MOS管栅极绝缘，即高输入阻抗特性。

当电路接通电源后，由于A、B间开路，故并联在BG\(_{1}\)的栅极和源极之间的电容C1没有充电回路，C\(_{1}\)两端电压为0V，即BG1的U\(_{GS}\)=0V，BG1为截止状态。此时通过继电器线圈的只是BG\(_{1}\)的漏电流，一般在1μA以下。继电器不吸动。当用手指接触上面一组接点A、B时，电流将通过皮肤，经A、B对C1充电。C\(_{1}\)容量很小，两端的电压U1在很短的时间内便达到了供电电压。因U\(_{GS}\)=U1，所以BG\(_{1}\)得到一个正偏电压而导通。此时C1经过BG\(_{1}\)的栅极和源极作缓慢放电。但BG1的栅源电阻高达10\(^{8}\)欧姆左右，电路能较长期保持导通状态。当用手指触摸下一组接点C、D时才为电容C\(_{1}\)提供了放电回路，使电路恢复到“关”的状态。

BG\(_{1}\)导通时，通过继电器线圈的电流在100mA以下时，电路能良好工作，导通时BG1两端的管压降U\(_{GS}\)在0.1V左右。二极管D1用来旁路当电流停止通过继电器线圈时产生的自感电动势，这种电动势的极性正好与电源串联加在BG\(_{1}\)的D、S极之间，容易损坏BG1。

该电路在制作时的关键是要保证A、B及C、D接点间有良好的绝缘，否则电路无法正常工作。对于C\(_{1}\)的绝缘要求也相当高，应尽量选用耐压高于400V的优质电容。

图2是一个简单的亮度调整电路，通过调整2MΩ电位器中心头的位置来改变V－MOS管的栅极偏压，实现控制灯泡电流改变亮度的目的。R\(_{1}\)和R2和电位器的阻值决定了控制范围，R\(_{1}\)的阻值主要决定栅偏压的最大值，R2的阻值主要决定栅偏压的起始值。由于V－MOS管为电压控制器件，所以R\(_{1}\)、R2和电位器的阻值可以选得很大，减少控制回路的电流，节约电能。并联在栅、源两极间的稳压二极管是用来限制输入的栅源电压的，使电压不超过10V，以保护V－MOS管。因为当电位器的中心头接触不好时，容易造成栅极开路，栅极容易得到很高的感应电压，使栅源两极击穿。很多V－MOS管在制造时内部已设有保护二极管，此二极管便可省去不用（V40AT的内部没有保护二极管）。

顺便指出，该电路为线性调整电路，当灯泡调暗时，V－MOS管本身仍有一定的电源消耗，但由于电路简单，还可以控制小功率直流马达的转速等，因此有一定的使用价值。

图3所示的电路可用作防盗报警器，定时音响器或音频信号发生器。

该电路由两个CD4011与非门接成2KHz振荡器。当左边CMOS门的一个输入端接+12V时，就会产生振荡，将输入端接地时，振荡即停止。其中频率可以通过改变200KΩ电阻或0.001μ电容来调整。V－MOS管接成一个简单的开关直接推动扬声器。

此电路可安装在一块小印刷电路板上，固定在扬声器的后部。若觉得声音太大，可以把电源电压降低为6V。

图4是在图3电路的基础上，将余下的两个与非门利用起来，组成两个振荡器。其中左边的两个与非门接成一个频率较低的超低频振荡器，右边两个与非门组成一个音频振荡器。用超低频信号去调制音频信号，便可获得类似警车报警器发出的变音调的警报声。

图中的CD4011是二输入四与非门的CMOS集成电路。使用时，集成块的第14脚接电源，7脚接地，为简单起见，图4电路中没有一一画出这部分电路，有关连接法可参见图7。CD4011可用国产C036直接代换。

图5是用V－MOS管制作的输出电流可调的恒流充电机电路。此充电机适合给各种摩托车、电动自行车用的电瓶和各种规格的可充电电池充电。输出的是可调脉动电流，充电效率高。调准后可保持恒流输出，输出端不怕短路。

该充电机是将220V交流电通过变压器降压到20V，经D\(_{1}\)—D4组成的桥式整流电路进行全波整流，输出大约为18V左右的脉动直流电（空载），输出电流经负载（被充电电池），V－MOS管漏极，源极构成一回路。输出电流的大小由V－MOS管的栅源电压的大小来决定。R\(_{2}\)和W构成一分压电路，栅源电压的大小取决于W中心头的位置，因此调整W可控制输出电流的大小。一经调准后，由于V－MOS管具有很好的恒流特性，输出电流便不随负载的变化而改变。

当输入的电网电压发生较大变化时，将导至极源电压的变化，使输出电流发生变化。要克服这种不稳定现象，可在电位器W两端并联一只9V的稳压二极管，并适当调整R\(_{2}\)的阻值使稳压管的电流为10毫安左右，便可保证输出电流的稳定。

D\(_{1}\)～D4可选用2A、50V的整流全桥，电位器W选用0.5～1W的均可。R\(_{1}\)和LED组成电源指示器。R1可选1／8W炭膜电阻，LED为普通发光二极管。

整机安装完毕可进行通电试验。将输出端正负极短路，调整W中心头至最上端，电流表指示数应在1.5～2A之间。若电流偏小，应将R\(_{2}\)阻值调小，如电流偏大，应将R2阻值调大。W中心头至最下端输出电流应为0，若仍有电流输出，说明V－MOS管已损坏。

图6是简单的12V直流转换为220V交流的逆变电源电路。适用于无电源或经常停电的农村边远地区。可向220V50Hz的用电器供电。用40AH汽车电瓶，和使12英寸黑白电视机连续工作十小时以上。由于电路采用了V－MOS管，驱动功率极低，使电路大为简化。

图中CD4011左边两个门组成50Hz方波振荡器，余下的两个门并联使用做反相器。CO40118脚输出信号一路L接BG\(_{2}\)栅极，另一路经反相器加至BG1栅极，这样，使两只V－MOS管轮流导通。制作时只要接线无误，接通电源后CD4011的第8脚输出的信号频率应为50Hz（可用示波器或频率计测量）。如有偏差可调节500k电位器（W）使频率为50Hz后即可正常使用。

图中每只V－MOS管通过的电流高达5A左右，V40AT的最大电流仅为3A不能直接胜任，可参照图7那样将两只或叁只V40AT并接起来代替一只管子使用，并将管子安装在散热板上以保证良好的散热条件（图6中未画出）。R\(_{7}\)、R8为源极回路的反馈电阻，可增加稳定性，由于电流较大，电阻的功率应大于3W。变压器用普通电源变压器即可。

图8是40W音频放大器原理图。整个电路由两级差分放大器和N沟道V－MOS功率场效应管功放级组成，各放大级之间无耦合电容，是直流放大器。

BG\(_{1}\)和BG2组成第一级差分放大器，BG\(_{3}\)和Z1构成有稳压管的恒流电路，R\(_{6}\)为稳压管Z1的限流电阻。BG\(_{4}\)和BG5组成第二级差分放大器，该放大器为双端输出，输出的信号电流经负载电阻R\(_{14}\)和R15会产生两个反相信号电压，直接驱动V－MOS管组成的功放级。Z\(_{2}\)和Z3为限压保护二极管。

本放大器所用电阻，除R\(_{18}\)为2W外，其余都可用1／8W碳膜电阻。输入电容C1对音质影响很大，可选用钽质电容。BG\(_{1}\)～BG3为3DG型管，BV\(_{ceo}\)＞60V，β≥50，其中BG1和BG\(_{2}\)参数要一致。BG4和BG\(_{5}\)为3CG型管，BVceo≥80V，β≥50，参数要一致。BG\(_{6}\)和BG7选用N沟道V－MOS管，P\(_{D}\)≥40W，源漏耐压BVDSS＞60V（可选V40AT)即可。电感L用φ18mm漆包线在R\(_{21}\)上绕10圈。

此放大器的调试很简单，安装完毕检查无误后，先不接扬声器，在输出端接一个8Ω假负载电阻，同时将输入端接地短路。接通电源，调整W\(_{2}\)使输出端（中点）电位为零，即负载两端电压为零。若调不到零或电位不稳，同时假负载电阻发热，说明电路有自激现象，应重点检查防振电阻R16和R\(_{17}\)与栅极的连线是否过长，最好将R16和R\(_{17}\)直接焊到栅极上为好。调好后可换上同阻值固定电阻。这时可接扬声器，并输入信号试听。调节W1可改变整个放大器的增益，并直接影响功率管的静态工作点，静态时两管U\(_{GS}\)可调到1V左右。

图9是80W音频放大器原理图。BG\(_{1}\)和BG2组成差分放大器，BG\(_{3}\)、BG4和3.3V稳压二极管接成两组恒流电路。BG\(_{3}\)是差动放大器的恒流电路，目的是提供足够大的动态电阻，以提高差分放大器的共模抑制比。BG6是将差分放大器单端输出的信号进行电压放大，BG\(_{4}\)的恒流电路为本级的负载，以提高本级的电压增益。BG6的cb结并联的小电容C\(_{2}\)是相位校正电容，并有抑制寄生振荡的作用，BG5是恒压管，供给BG\(_{7}\)、BG8的偏压，可保证放大器的稳定。BG\(_{7}\)和BG8的作用是倒相兼电流放大，使功率管BG\(_{9}\)和BG10得到足够的驱动电压。栅极回路的串联电阻R\(_{12}\)和R13为防振电阻，可抑制功率管的自激振荡。R\(_{14}\)和R15跨接在栅源两端，是过电压保护电阻。L\(_{1}\)是超音频抑制线圈，绕制方法和数据与图8中的L相同。

BG\(_{1}\)—BG5为3DG型管，β≥50，其中BG\(_{1}\)和BG2要求参数一致。BG\(_{6}\)为3CG型管，β≥100，BG7和BG\(_{8}\)分别为3DG和3CG型管，β＞80，参数要一致。以上各管BVceo均大于60V。BG\(_{9}\)和BG10用V40AT即可。

整机调试过程可参考图8电路的方法。可将BG\(_{9}\)漏极回路串联一电流表，调整4.7K电位器W，使静态电流为60—80mA即可。

以上介绍的用V－MOS管的实用电路，制作和调试的问题与用普通功率晶体的电路完全相同。需要注意的问题是防止V－MOS管的意外损坏。V40AT管的内部没有防静电的保护二极管，因此应在整机装配的最后再接V－MOS管，焊接时应将G、S两极暂时短路。测量时一定防止仪器和表笔引线单独和栅极接触。（张军）