แอมปลิฟายเออร์ JFET แบบ Common Source มีข้อได้เปรียบและแตกต่างจากแอมปลิฟายเออร์ BJT แบบ Common-emitter ในเรื่องของความได้เปรียบของแอมปลิฟายเออร์ JFET คือมีความต้านทานขาเข้าสูงอย่างสูงและสัญญาณส่งเสียงต่ำ ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับวงจรขยายสัญญาณที่ต้องการสัญญาณแรงดันขาเข้าต่ำอย่างน้อย

ในการสร้างวงจรขยายสัญญาณโดยใช้ Field Effect Transistors (FETs) โดยเฉพาะ JFET แบบ N-channel ปฏิบัติตามขั้นตอนดังนี้:

1. กำหนดจุดพลังงานคงที่ (Q-point):

• หาจุด Q ที่เหมาะสำหรับวงจรขยาย JFET
• กำหนดค่าของอุปกรณ์ขยายรวม Common-source (CS), Common-drain (CD), Source-follower (SF), และ Common-gate (CG) สำหรับอุปกรณ์ FET หลาย ๆ รายการ

2. เลือกอุปกรณ์ขยาย JFET แบบ Common Source:

• ในบทความนี้เราจะโฟกัสไปที่อุปกรณ์ขยาย JFET แบบ Common Source ที่เป็นออกแบบที่ใช้มากที่สุด

3. สร้างวงจรขยาย JFET แบบ Common Source:

• วงจรขยายประกอบด้วย JFET แบบ N-channel หรือ MOSFET แบบ N-channel depletion-mode ที่มีลักษณะเทียบเท่ากัน
• กำหนดแรงดันขา Gate (Vg) ของ JFET ผ่านระบบตัวหาระหว่างตัวต้านทาน R1 และ R2
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่า JFET ทำงานในโซน saturation เหมือนกับโซน active ของตัวควบคุมแบบจุนกิ๊ตัน BJT

4. การปรับตั้ง Biasing:

• ในขณะที่วงจรทานซิสเตอร์ชนิดไฟฟ้าตัวหนึ่งต้องการกระแสขาเข้าน้อยมาก วงจรขยาย JFET จะถือกานสายขา Gate เป็นวงจรเปิด
• รักษาระดับแรงดันขา Gate เป็นลบเมื่อเทียบกับขา Source เพื่อควบคุมกระแสที่ไหลผ่านขา Drain
• ทำให้แรงดันเชิงลบนี้ผ่านจากแหล่งจ่ายพลังงานเฉพาะหรือวงจรการปรับตั้งตัวเอง

5. สร้างแรงดัน Biasing (Vg):

• ในตัวอย่างนี้ เราใช้ระบบตัวหาระหว่างตัวต้านทานเพื่อกำหนดแรงดัน Biasing สำหรับแรงดันขา Gate DC คือ Vg

6. เลือกตัวต้านทานค่าสูง:

• เพื่อใช้ความต้านทานขาเข้าสูงของ JFET และลดการสูญเสียพลังงาน ค่าต้านทานที่เลือกควรอยู่ในช่วง 1MΩ ถึง 10MΩ

7. ปรับใช้สัญญาณขาเข้า:

• นำสัญญาณขาเข้า (Vin) เชื่อมต่อกับขา Gate ที่ตั้งอยู่ที่ 0 โวลต์

8. ทำงานในโซน Ohmic:

• ด้วยแรงดันขา Gate (Vg) ที่คงที่ ตัว JFET จะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ต้านทานเชิงเส้นในโซน "Ohmic" ของมัน

9. บวกตัวต้านทานโหลด (Rd):

• ในวงจรขา Drain นำเข้าตัวต้านทานโหลด (Rd) เพื่อสร้างแรงดันเอาท์พุต (Vout) ข้าม

10. เพิ่มประสิทธิภาพด้วยตัวต้านทาน Rs:

• พิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ขยาย JFET แบบ Common Source โดยการเพิ่มตัวต้านทาน (Rs) ในขา Source
• Rs ยังกำหนด Q-point ของอุปกรณ์ขยาย JFET

11. รักษาแรงดัน Gate-Source เป็น Reverse Bias:

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันขา Source (Vs) มากกว่าแรงดันขา Gate (Vg) เพื่อรักษาการทำงานของจุนกิ๊ตัน Gate-source เป็น Reverse Bias

12. ใช้ตัวเก็บประจุแบบบาย-ปาส:

• ใช้ตัวเก็บประจุแบบบาย-ปาส (Cs) ที่มีค่าสูงพอสมควร โดยทั่วไปมากกว่า 100uF และมีขั้นตอนการเลือกข้อผิดพลาด
• Cs ช่วยเพิ่มความเสถียรและป้องกันการลดการขยายแรงดัน โดยเฉพาะในความถี่สูง

13. ทำความเข้าใจเส้นโหลด DC:

• วงจรพื้นฐานและลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์ขยาย JFET แบบ Common Source คล้ายกับอุปกรณ์ขยาย common emitter
• สร้างเส้นโหลด DC ที่เกี่ยวข้องกับกระแส Drain (Id) และแรงดันจ่ายพลังงาน (Vdd)

14. กำหนดตำแหน่ง Q-Point:

• โดยทั่วไป จุด Q ถูกตั้งอยู่ที่กลางเส้นโหลดสำหรับการทำงานคลาส-A
• จุด Q ถูกกำหนดโดยค่าเฉลี่ยของ Vg ซึ่งถูก Biasing ในทางลบเนื่องจากโหมด depletion ของ JFET

15. บันทึกการเปลี่ยนเฟส:

• คล้ายกับอุปกรณ์ขยาย common emitter ของบิโพลร์ อุปกรณ์ขยาย JFET แบบ Common Source ผลิตสัญญาณเอาท์พุต ที่มีเฟสเช่นกันกับสัญญาณขาเข้า แต่มีการแปลงเฟส 180 องศา

16. การจัดการข้อผิดพลาดในการตั้งค่า:

• ระมัดระวังกับการตั้งค่า JFET แบบ Depletion-mode เนื่องจากต้องการการตั้งค่าที่เป็นลบ
• ข้อผิดพลาดในการตั้งค่าอาจทำให้แรงดันระหว่างขา Gate-source เปลี่ยนเป็นบวก ซึ่งอาจส่งผลให้กระแสที่ไหลผ่านขา Drain เพิ่มขึ้น และทำให้แรงดันที่ขา Drain ล้มเหลวได้

17. พิจารณาอุปกรณ์ทางเลือก:

• เพิ่มประสิทธิภาพโดยการใช้อุปกรณ์ enhancement-mode MOSFET ที่มีความต้านทานขาเข้าสูงกว่า ความต้านทานในช่องต่าง ๆ ต่ำ และความต้องการการตั้งค่าที่แตกต่าง
• Enhancement-mode MOSFET มีการทำงานที่ปลอดภัยจริง ๆ

แอมปลิฟายเออร์ JFET แบบ Common Source ให้ค่าสัญญาณขาเข้า-ขาออกที่ยอดเยี่ยม ทำให้ได้ค่าการขยายกระแสสูง (Ai) และการขยายพลังงานสูง (Ap) และกระแสขาเข้า (Ig) ที่ต่ำเนื่องจากความต้านทานขา Gate ที่สูง (Rg) นำมาใช้สำหรับการจับคู่ความต้านทานและการขยายแรงดันขาออก แอปพลิเคชัน