雙柵MOS管在調頻高放電路中的應用

雙柵MOS管顧名思義就是有兩個柵極的MOS管，相比普通場‬管和晶體管來說，有著諸多優勢，因此‬在一些經典名機的調頻高放和中放電路中非常多見。也正‬因如此‬，我也總結出一個經驗就是但凡有使用雙柵MOS的機器都是好機器[微笑]。

雙柵MOS管有兩個柵極G1和G2，可以方便的用於‬混頻或者實現AGC控制。雙柵管之所以可以用於高放，具體‬說來‬主要是由於它的幾個特性決定的：1. MOS管輸入阻抗高，天線迴路接入靈活方便；2. 通過控制G2的偏壓可以控制漏極電流，進而控制放大增益或者‬跨導，同時又‬不影響信號柵G1的輸入阻抗避免失諧；3. 可以將天線‬信號注入G1，本振注入G2實現混頻； 4. MOS管雜訊小，相比晶體管有更大的動態範圍，抗交互調能力強。

本文就結合兩個經典機型索尼SW55和雅佳AT-93的調頻頭高放電路分析一下雙柵MOS管的具體應用。索尼SW55和雅佳AT-93都是經典名機，雅佳AT-93更是一款5連電調諧的高端收音頭。二者調頻頭電路恰好‬代表了雙柵‬管‬的‬‬兩種‬典型‬用法‬。

索尼SW55

SW55使用的是三洋3SK132A作為調頻高放管，這是一隻調頻電視專用的N溝道雙柵極MOS管。

SW55 高放電路

從圖中可以看出，天線信號經過T9線圈耦合後進入G1，因為S極直接接地沒有源極電阻，因此G1是0偏置的。G2的偏置電壓為1V，由4.7K和2.2K電阻分壓所得，此處的B+電源並非是經過穩壓的，因此SW55的靈敏度對電池電壓是比較敏感的，電壓下降後，靈敏度，聲音性能皆有些下降。由於此處Vg2電壓固定，因此管子的跨導也‬就是增益‬是‬固定的，從管子的技術資料上可以估算一下，當Vg1=0，Vg2=1V，Vds=3.2V時候，管子跨導是小於5mS的（因為Vds<10V）高放級‬增益‬很低‬。漏極輸出接入線圈抽頭實現阻抗匹配，同時降低管子輸出電阻對迴路的影響。高放管的前後兩組LC選頻調諧使用變容二極體，但是並沒有使用背靠背的變容二極體。

3SK132A的轉移導納

雅佳AT-93

AT-93高放電路

AT-93是一款高端收音頭，它的調頻頭使用了5連調諧（為了便於分析只貼出高放級電路）它使用的三洋3SK107雙柵N溝道MOS管，同樣是一隻專用於VHF的管子。可以看到與‬SW55最大的不同是G2柵電壓並不是固定的，而是接入的AGC電壓，這個電壓來自後級的中放或者鑒頻直流電壓，在無信號的時候AGC電壓高，漏極電流大跨導也就是增益也大，在收到信號時，信號強度越大，AGC電壓越低，漏極電流也就越小，跨導增益隨之降低，實現AGC控制。雅佳使用了背靠背的變容二極體調諧，由於‬變容管‬的‬電容‬與‬偏置‬電壓‬之間的‬關係‬並非‬完全‬線性‬，尤其是‬對‬交流‬正負‬半周‬干擾‬的‬反應‬也不對稱‬，因此‬這種背靠背‬用法利用了兩隻管子反向互補的特性，改善了‬變容管‬對強信號或者干擾的‬響應‬，從而‬極大改善非線性失真和迴路失諧等問題。很多高端機都採用這種用法，例如根德S700.

3A107的轉移導納特性

從以上兩個管子的工作點結合特性曲線可以看出，索尼的SW55的調頻高放管偏置實在太低了，因此增益也太低，似乎不大對。我為了求證這個問題，特意查看測量了實際電路，發現索尼實際並沒有按照圖紙生產，實際G2的電壓有2.5v，遠大於圖紙標示的1v，所以它的跨導增益才能基本滿足要求。我將R119電阻減小為1k，進一步提高Vg2到2.6v，發現調頻增益確實提高了一點點，弱台信號的格數增加了兩格，雖然很有限，但是設計的漏源電壓只有2.7v，也只能這樣了。

索尼SW55的實際電路