Eine vollständige Anleitung zum ONSEMI 2N3819 N-Kanal-JFET

Der N-Kanal-JFET 2N3819 ist ein weit verbreitetes diskretes Halbleiterbauelement.In diesem Artikel wird der 2N3819 JFET im Detail besprochen, einschließlich seiner Grundlagen, Merkmale, Spezifikationen, Kennlinien, Schaltungsanwendungen und mehr.

Katalog

2N3819 JFET Basic

Die 2N3819 ist ein N-Kanal-Junction-Feldeffekttransistor (JFET).Es handelt sich um ein Gerät im Verarmungsmodus, das heißt, es leitet Strom, auch wenn keine Gate-Spannung anliegt.Der 2N3819 wird für seine hohe Eingangsimpedanz, sein geringes Rauschen und seine stabile Leistung bei höheren Frequenzen geschätzt und eignet sich daher für empfindliche Signalverarbeitungsschaltungen.

Es ist typischerweise in einem TO-92-Gehäuse untergebracht und ermöglicht so den einfachen Einsatz in Durchsteckdesigns und beim Prototyping.Das Gerät funktioniert gut im VHF- und UHF-Bereich und wird häufig dort eingesetzt, wo eine saubere Signalverstärkung und ein spannungsgesteuerter Strombetrieb erforderlich sind.

Wenn Sie Interesse am Kauf des 2N3819 haben, kontaktieren Sie uns bitte bezüglich Preis und Verfügbarkeit.

2N3819 JFET CAD-Modelle

2N3819 JFET-Pinbelegungsdetails

Pin Nummer	Pin Name	Beschreibung
1	Quelle (S)	Terminal wo Ladungsträger verlassen den Kanal
2	Tor (G)	Steuert die Kanalstrom unter Verwendung einer Sperrspannung
3	Abfluss (D)	Terminal wo Ladungsträger gelangen in den Kanal

Alternativen und gleichwertiges Modell

2N3819 Alternativen

• 2N4416

• 2N5638

• 2N5640

• 2SK162

2N3819 Äquivalente Modelle

• NTE312

• 2N5457

•2N5458

• 2N5459

2N3819 JFET-Spezifikationen

Spezifikation	Wert
Drain-Quelle Spannung (VDS)	25 V
Torquelle Spannung (VGS)	±25 V
Strom ableiten (IchDSS)	2 – 10 mA
Torquelle Abschaltspannung (VGS(aus))	−3 V bis −8 V
Macht Zerstreuung	350 mW
Weiterleitung Eintritt	500 µS (typisch)
Eingabe Kapazität	4 pF (typisch)
Betrieb Temperaturbereich	−55 °C bis +150 °C
Pakettyp	TO-92

Elektrische Eigenschaften

2N3819 JFET-Funktionen

Betrieb im N-Kanal-Depletion-Modus

Der 2N3819 ist ein JFET im Verarmungsmodus, was bedeutet, dass er normalerweise eingeschaltet ist, wenn keine Gate-Spannung angelegt wird.Der Stromfluss durch Drain und Source wird durch Anlegen einer negativen Spannung an das Gate gesteuert.Durch dieses Verhalten lässt sich das Gerät leicht vorspannen und ist in analogen Schaltkreisen sehr stabil, insbesondere wenn eine einfache Spannungssteuerung bevorzugt wird.

Sehr hohe Eingangsimpedanz

Da das Gate in Sperrrichtung vorgespannt ist, ist die Eingangsimpedanz des 2N3819 extrem hoch.Dadurch kann der Transistor schwache Signale empfangen, ohne der Quelle Strom zu entnehmen, wodurch die Signalintegrität gewahrt bleibt und unerwünschte Belastungseffekte in empfindlichen Stufen verhindert werden.

Geräuscharme Eigenschaften

Der 2N3819 ist so konzipiert, dass er während des Betriebs nur minimale elektrische Geräusche erzeugt.Diese Funktion ist besonders wichtig bei der HF- und Signalverstärkung mit niedrigem Pegel, wo Rauschen die Leistung und Signalklarheit erheblich beeinträchtigen kann.

Hervorragende Hochfrequenzleistung

Mit einem guten Frequenzgang im VHF- und UHF-Bereich eignet sich der 2N3819 gut für HF-Verstärker, Oszillatoren und Mischerschaltungen.Seine schnelle Reaktion ermöglicht eine präzise Verstärkung sich schnell ändernder Signale.

Stabiler und vorhersehbarer Drainstrom

Das Gerät bietet einen konstanten Drainstrom über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen.Diese Stabilität trägt zur Aufrechterhaltung eines zuverlässigen Schaltungsbetriebs bei und verringert die Notwendigkeit einer häufigen Neukalibrierung.

Geringer Stromverbrauch

Der 2N3819 arbeitet mit geringer Verlustleistung und eignet sich daher für energieeffiziente Designs, tragbare Elektronik und batteriebetriebene Anwendungen.

Kompaktes TO-92-Gehäuse

Der 2N3819 ist in einem kleinen TO-92-Durchgangslochgehäuse untergebracht und lässt sich leicht auf Leiterplatten und Steckbrettern montieren, was ihn praktisch für Prototyping, Tests und Massenproduktion macht.

Typische Kennlinie

Abbildung 1. Eingangsadmittanz (yis)

Diese Kurve veranschaulicht, wie sich die Eingangsadmittanz des 2N3819 mit zunehmender Betriebsfrequenz ändert.Die Eingangsadmittanz setzt sich aus der Eingangsleitfähigkeit und der Eingangssuszeptanz zusammen, die hauptsächlich von der internen Gate-Source-Kapazität des JFET beeinflusst werden.Mit steigender Frequenz werden diese kapazitiven Effekte dominanter, was dazu führt, dass die Eingangsadmittanz stetig zunimmt.Die beiden bei IDSS und 0,25 IDSS gezeigten Kurven zeigen, dass ein höherer Drain-Strom zu einer höheren Eingangsadmittanz führt.Dies bedeutet, dass bei höheren Bias-Strömen und höheren Frequenzen der Eingang des Geräts die Signalquelle stärker belastet, was bei HF- und Hochfrequenzdesigns berücksichtigt werden muss.

Abbildung 2. Zulassung zum umgekehrten Transfer (Jahre)

Dieses Diagramm zeigt die Rückübertragungsadmittanz, die angibt, wie viel des Ausgangssignals am Drain zum Eingangsgate zurückgeführt wird.Bei niedrigeren Frequenzen ist diese Rückkopplung sehr gering, was dazu beiträgt, dass der 2N3819 stabil bleibt.Mit zunehmender Frequenz steigt die Rückübertragungsadmittanz aufgrund der internen Kapazitäten zwischen Drain und Gate allmählich an.Die Kurven zeigen ähnliche Trends sowohl bei IDSS als auch bei 0,25 IDSS, was darauf hindeutet, dass die Frequenz einen stärkeren Einfluss hat als der Ruhestrom.Eine niedrige Rückübertragungsadmittanz ist wichtig, da sie unerwünschte Rückkopplungen reduziert und das Risiko von Schwingungen in Verstärkerschaltungen minimiert.

Abbildung 3. Vorwärtstransadmittanz (yfs)

Die Vorwärtstransadmittanzkurve stellt die Verstärkungsfähigkeit des 2N3819 über der Frequenz dar.Es zeigt, wie effektiv eine kleine Änderung der Gate-Spannung den Drain-Strom steuert.Mit zunehmender Frequenz nimmt auch die Vorwärtstransadmittanz zu, was zeigt, dass das Gerät bis weit in den VHF-Bereich hinein eine nützliche Verstärkung beibehält.Die Kurve bei IDSS ist höher als bei 0,25 IDSS, was bedeutet, dass ein höherer Vorstrom eine größere Verstärkung erzeugt.Diese Informationen helfen Entwicklern bei der Auswahl des richtigen Vorspannungspunkts, um die gewünschte Verstärkung zu erzielen und gleichzeitig Stromverbrauch und Stabilität in Einklang zu bringen.

Abbildung 4. Ausgangsadmittanz (Jahre)

Dieses Diagramm zeigt, wie sich die Ausgangsadmittanz des JFET mit der Frequenz ändert, die in direktem Zusammenhang mit der Ausgangsimpedanz steht.Bei niedrigen Frequenzen ist die Ausgangsadmittanz relativ klein, was auf eine hohe Ausgangsimpedanz und ein gutes Stromquellenverhalten hinweist.Mit zunehmender Frequenz steigt die Ausgangsadmittanz aufgrund interner Gerätekapazitäten und Kanaleffekte.Der Unterschied zwischen IDSS und 0,25 IDSS verdeutlicht, wie sich der Vorstrom auf die Ausgangseigenschaften auswirkt.Das Verständnis dieser Kurve ist wichtig für die Impedanzanpassung und die Gewährleistung einer stabilen Leistung in Hochfrequenzverstärker- und HF-Anwendungen.

2N3819 JFET arbeitet im Schaltkreis

2N3819 JFET als spannungsgesteuerter Schalter

In dieser Schaltung wird der 2N3819 als spannungsgesteuertes Gerät zur Steuerung des Stromflusses durch Drain und Source verwendet.Der Drain ist über einen Widerstand mit einer höheren Versorgungsspannung verbunden, während die Source geerdet ist.Eine über das Widerstandsnetzwerk an das Gate angelegte Steuerspannung bestimmt, ob der JFET den Strom leitet oder begrenzt.Wenn die Gate-Source-Spannung nahe Null liegt, leitet der JFET und Strom fließt durch den Drain-Widerstand.Wenn das Gate negativer wird, verengt sich der Kanal und der Strom nimmt ab.Dies zeigt, wie der 2N3819 als elektronischer Schalter oder variabler Widerstand fungieren kann.

2N3819 JFET als Common-Source-Verstärker

Dieses Diagramm zeigt den 2N3819 als Common-Source-Verstärker für kleine Wechselstromsignale.Das Eingangssignal wird kapazitiv an das Gate gekoppelt, während Widerstände den richtigen DC-Vorspannungspunkt einstellen.Der Drain-Widerstand wandelt Änderungen im Drain-Strom in eine Ausgangsspannung um, die über einen Kopplungskondensator an die Last geleitet wird.Kleine Änderungen der Gate-Spannung führen zu größeren Änderungen des Drain-Stroms und damit zu einer Spannungsverstärkung.Diese Konfiguration unterstreicht die hohe Eingangsimpedanz und Verstärkungsfähigkeit des 2N3819.

2N3819 JFET als Audio-Vorverstärker

In dieser Anwendung wird der 2N3819 zur Verstärkung von Audiosignalen mit niedrigem Pegel verwendet.Der Eingangskondensator blockiert Gleichstrom, während Audiosignale das Gate erreichen können.Der Quellwiderstand sorgt für Selbstvorspannung und verbessert die Stabilität, während der Bypass-Kondensator die AC-Verstärkung erhöht.Ein Lautstärkeregler regelt den Ausgangspegel und der Koppelkondensator leitet das verstärkte Signal an Kopfhörer oder die nächste Stufe weiter.Diese Schaltung zeigt, wie gut sich der 2N3819 für rauscharme Audio-Vorverstärkeranwendungen eignet.

2N3819 JFET-Anwendungen

• HF- und VHF/UHF-Signalverstärker

• Rauscharme Vorverstärkerstufen

• Audio-Vorverstärker und Mikrofonverstärker

• Oszillatorschaltungen

• HF-Mischer und Frequenzumsetzer

• Spannungsgesteuerte Widerstände

• Elektronische Schaltkreise

• Signalpufferungsstufen

• Impedanzanpassungsschaltungen

• Sample-and-Hold-Schaltungen

2N3819 JFET sicherer Betrieb

Um den 2N3819 JFET sicher zu betreiben, achten Sie immer darauf, dass die maximalen Spannungswerte nicht überschritten werden.Die Drain-Source- und Gate-Source-Spannungen sollten innerhalb ihrer angegebenen Grenzen gehalten werden, um einen Durchschlag der Übergänge zu verhindern.Das Anlegen einer übermäßig negativen Gate-Spannung kann den Gate-Übergang dauerhaft beschädigen. Daher ist eine ordnungsgemäße Vorspannung unerlässlich.

Es ist auch wichtig, die Verlustleistung durch den Einsatz geeigneter Drain- und Source-Widerstände zu begrenzen.Der Betrieb des Geräts innerhalb des empfohlenen Strombereichs hilft, eine Überhitzung zu vermeiden und sorgt für eine stabile Leistung.Eine angemessene Wärmeableitung und die richtige Wahl der Versorgungsspannung verlängern die Lebensdauer des 2N3819 und sorgen für einen zuverlässigen Betrieb sowohl in Audio- als auch in HF-Schaltkreisen.

Mechanische Abmessungen

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile des 2N3819 JFET

• Eine hohe Eingangsimpedanz reduziert die Signalbelastung

• Geräuscharme Leistung, geeignet für empfindliche Signale

• Einfache Vorspannung durch Betrieb im Depletion-Modus

• Gute Leistung bei hohen und HF-Frequenzen

• Geringer Stromverbrauch

• Stabiles und vorhersehbares analoges Verhalten

Einschränkungen des 2N3819 JFET

• Große Parametervariation zwischen den Geräten

• Begrenzter Drainstrom im Vergleich zu BJTs und MOSFETs

• Geringere Spannungsverstärkung als bei einigen Transistortypen

• Empfindlich gegenüber übermäßiger Gate-Source-Spannung

• Nicht ideal für Hochleistungsanwendungen

Hersteller

ON Semiconductor (jetzt onsemi) ist ein bedeutender Halbleiterhersteller.Onsemi verfügt über umfassende Fertigungskapazitäten, die fortschrittliche Prozesstechnologien, Waferfertigung in großen Stückzahlen und strenge Qualitätskontrollen umfassen.Sie betreiben mehrere Fertigungsstätten auf der ganzen Welt und unterstützen sowohl ältere diskrete Komponenten als auch moderne integrierte Lösungen.Dies ermöglicht es onsemi, eine gleichbleibende Geräteleistung, Zuverlässigkeit und Versorgungskontinuität für Designs sicherzustellen, die Teile wie das 2N3819 verwenden.

Datenblatt PDF

2N3819 PDF

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Was unterscheidet den 2N3819 von einem MOSFET?

Der 2N3819 ist ein JFET, der zur Steuerung einen in Sperrrichtung vorgespannten Übergang verwendet, während ein MOSFET ein isoliertes Gate verwendet, was zu unterschiedlichen Vorspannungsmethoden und Signalverhalten führt.

2. Kann der 2N3819 als Konstantstromquelle verwendet werden?

Ja, bei richtiger Vorspannung kann der 2N3819 als einfache und stabile Konstantstromquelle für Schwachstromanwendungen dienen.

3. Ist der 2N3819 für die DC-Signalverstärkung geeignet?

Ja, es kann Gleichstrom- und Niederfrequenzsignale verstärken, sofern die richtigen Vorspannungs- und Lastbedingungen angewendet werden.

4. Was passiert, wenn das Gate eines 2N3819 schwebend bleibt?

Ein Floating-Gate kann Rauschen aufnehmen und einen instabilen Betrieb verursachen. Daher sollte es immer vorgespannt oder auf Masse bezogen sein.

5. Wie wählt man den richtigen Vorspannungspunkt für einen 2N3819?

Der Bias-Punkt wird mithilfe der IDSS- und VGS(off)-Werte ausgewählt, um den gewünschten Drain-Strom für einen stabilen Betrieb einzustellen.

6. Kann der 2N3819 mit einer einzigen Stromversorgung betrieben werden?

Ja, es funktioniert gut mit Designs mit Einzelversorgung und Selbstvorspannung über einen Quellenwiderstand.

7. Ist die 2N3819 weiterhin für neue Designs verfügbar?

Die Verfügbarkeit kann variieren, in modernen Designs werden jedoch häufig Äquivalente und funktionale Ersatzteile verwendet.

8. Wie empfindlich reagiert der 2N3819 auf statische Elektrizität?

Wie die meisten JFETs kann er durch statische Entladung beschädigt werden, daher werden bei der Handhabung ESD-Vorsichtsmaßnahmen empfohlen.