MPF102 N-Kanal-JFET-Spezifikationen, Alternativen und Äquivalente

Der N-Kanal-JFET MPF102 ist seit langem ein Favorit in der analogen Elektronik und wird für seine hohe Eingangsimpedanz, sein geringes Rauschen und seine zugängliche Einfachheit im Design geschätzt.In diesem Artikel werden Pinbelegungsdetails, Spezifikationen, Funktionen, Anwendungen und Einschränkungen des MPF102 N-Kanal-JFET hervorgehoben.

Katalog

MPF102 N-Kanal-JFET-Grundlagen

Die MPF102 ist ein klassischer N-Kanal-JFET, der für seine hohe Eingangsimpedanz und sein rauscharmes Verhalten bekannt ist.Als Bauelement im Verarmungsmodus leitet es mit einer Gate-Source-Spannung von Null und reduziert den Stromfluss, wenn eine negative Gate-Spannung angelegt wird.Seine typischen Eigenschaften – wie IDSS im Bereich von etwa 2 bis 20 mA und eine Pinch-off-Spannung nahe –3 V – machen es vielseitig für analoge Designs.

Seine einfachen Bias-Anforderungen, insbesondere in Self-Bias-Konfigurationen, ermöglichen eine einfache Implementierung in Common-Source- oder Source-Follower-Stufen.Aufgrund der geringen Gate-Kapazität und des geringen Verlustleistungsbedarfs bleibt der MPF102 eine beliebte Wahl für alle, die an leichten analogen Schaltkreisen arbeiten, obwohl es sich um eine ältere, inzwischen veraltete Komponente handelt.

Wenn Sie am Kauf des N-Kanal-JFET MPF102 interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte bezüglich Preis und Verfügbarkeit.

MPF102-Alternativen und -Äquivalente

Parameter	MPF102	NTE457	J113	2N5457	BF245A/B/C	J201
Typ	N-Kanal-JFET	N-Kanal-JFET	N-Kanal-JFET	N-Kanal-JFET	N-Kanal-JFET Serie	N-Kanal-JFET
Modus	Erschöpfung	Erschöpfung	Erschöpfung	Erschöpfung	Erschöpfung	Erschöpfung
IDSS-Bereich	2–20 mA	2–20 mA	2–60 mA	1–5 mA	A: 2–6 mA / B: 6–12 mA / C: 12–25 mA	0,2–1 mA
VGS(aus)	–1 bis –8 V	–1 bis –8 V	–0,5 bis –4 V	–0,5 bis –6 V	–0,5 bis –8 V	–0,3 bis –1,5 V
Max. VDS	25 V	25 V	35 V	25 V	30 V	40 V
Geräuschpegel	Niedrig	Niedrig	Sehr niedrig	Niedrig	Niedrig	Sehr niedrig
Eingabe Kapazität	Niedrig	Niedrig	Niedrig	Niedrig	Niedrig	Sehr niedrig
Paket	TO-92	TO-92	TO-92	TO-92	TO-92	TO-92

MPF102 Pinbelegungsbeschreibung

Pin Nummer	Pin Name	Beschreibung
1	Abfluss (D)	Der Abfluss ist der Anschluss, durch den der gesteuerte Strom aus dem JFET fließt. In den meisten Verstärker- und Schaltkreisen mit der Last verbunden.
2	Quelle (S)	Die Quelle ist der Anschluss, über den Strom in den JFET gelangt.Oft mit Erde verbunden über einen Widerstand zur Selbstvorspannung.
3	Tor (G)	Das Tor steuert die Kanalleitfähigkeit.Anlegen einer negativen Spannung relativ zu Die Quelle reduziert den Stromfluss (Betrieb im Verarmungsmodus).

MPF102-Spezifikationen

Absolute Höchstbewertungen

Bewertung	Symbol	Wert	Einheit
Abfluss–Quelle Spannung	VDS	25	Vdc
Abflusstor Spannung	VDG	25	Vdc
Tor–Quelle Spannung	VGS	–25	Vdc
Gate-Strom	IG	10	mAdc
Gesamtgerät Verlustleistung bei TA = 25 °C	PD	350	mW
Herabsetzung oben 25°C	-	2.8	mW/°C
Kreuzung Temperaturbereich	TJ	125	°C
Lagerung Temperaturbereich	Tstg	–65 bis +150	°C

Elektrische Eigenschaften

Charakteristisch	Symbol	Min	Max	Einheit
Tor–Quelle Durchbruchspannung	V(BR)GSS	–25	-	V
Torumkehr Aktuell	IchGSS	-	–2,0	nA / µA
Tor–Quelle Abschaltspannung	VGS(aus)	-	–8,0	V
Tor–Quelle Spannung	VGS	–0,5	–7,5	V
Null-Gate-Spannung Strom ableiten	IchDSS	2,0	20	mA
Weiterleitung Eintritt	-	yfs	1600	-
Eingangszulassung	Re(yis)	-	800	µmhos
Ausgabe Leitfähigkeit	Re(yos)	-	200	µmhos
Eingabe Kapazität	Ciss	-	7.0	pF
Rückübertragung Kapazität	Krss	-	3,0	pF

MPF102 N-Kanal-JFET-Funktionen

N-Kanal-JFET (Junction Field-Effect Transistor)

Rauscharmes Verstärkergerät

Hohe Eingangsimpedanz

Drain-Source-Spannung (VDS max): typischerweise etwa 25 V

Gate-Source-Abschaltspannung (VGS(aus)): ca. –0,5 V bis –8 V

Drain-Strom (IDSS): typischerweise 2 mA bis 20 mA

Niedriger Gate-Leckstrom

Durchsteckbares TO-92-Gehäuse

Verwendung des N-Kanal-JFET MPF102

Der MPF102 ist ein N-Kanal-JFET, der auf natürliche Weise leitet, wenn seine Gate-Source-Spannung (VGS) Null ist, was bedeutet, dass das Gerät normalerweise eingeschaltet ist.Im linken Diagramm ist das Gate mit Masse verbunden, sodass die Quelle ebenfalls auf Massepotential liegt und VGS = 0 ist. Da keine Sperrvorspannung an das Gate angelegt wird, bleibt der JFET-Kanal offen und Strom fließt von der +5-V-Versorgung durch die LED und dann durch den JFET zur Masse, wodurch die LED aufleuchtet.Im rechten Diagramm wird das Gate auf –7,5 V gezogen, wodurch eine starke Sperrvorspannung am Gate entsteht.Dieses negative VGS klemmt den Kanal ab und schaltet den JFET aus.Dadurch fließt kein Strom durch die LED und sie bleibt dunkel.Dies zeigt die grundlegende Verwendung des MPF102: Die Gate-Spannung steuert die Leitung, wobei eine negative Gate-Spannung von Null oder eine kleine negative Gate-Spannung ihn einschaltet und eine ausreichend negative Spannung ihn ausschaltet.

MPF102-Kennlinien

Abbildung 1 – Eingangsadmittanz (y₍ᵢₛ₎)

Die Eingangsadmittanzkurve zeigt, wie leicht Wechselstromsignale in den Gate-Source-Pfad des MPF102 gelangen können.Mit zunehmender Frequenz steigen sowohl die Eingangsleitfähigkeit (gᵢₛ) als auch die Eingangssuszeptanz (bᵢₛ), was bedeutet, dass das Gerät bei hohen Frequenzen mehr AC-Eingangsstrom zieht.Die Suszeptanzkomponente wächst hauptsächlich aufgrund der internen Kapazitäten des JFET, die bei HF-Frequenzen dominanter werden.Diese Kurven zeigen, dass der MPF102 bei niedrigen Frequenzen eine leichte Last darstellt, mit steigender Frequenz jedoch zunehmend reaktiver und leitfähiger wird.

Abbildung 2 – Reverse Transfer Admittance (yᵣₛ)

Die Admittanzkurve für den umgekehrten Transfer beschreibt, wie viel Signal vom Drain zum Gate zurückfließt.Obwohl sowohl die Leitfähigkeit (gᵣₛ) als auch die Suszeptanz (bᵣₛ) mit der Frequenz zunehmen, bleiben ihre Werte sehr klein, was darauf hindeutet, dass der MPF102 eine gute Sperrisolierung bietet.Dies bedeutet, dass unerwünschte Rückkopplungen vom Ausgang zum Eingang minimal sind, was für stabile HF-Verstärkerdesigns wichtig ist.Die Kurve zeigt auch den Betrieb bei zwei Drain-Strömen (I_DSS und 0,25 I_DSS) und hilft Entwicklern zu erkennen, wie sich die Rückkopplung bei unterschiedlichen Vorspannungspegeln verhält.

Abbildung 3 – Vorwärtsübertragungszulassung (y₍𝒻ₛ₎)

Die Vorwärtsübertragungs-Admittanzkurve stellt die effektive Transkonduktanz des JFET dar, die bestimmt, wie stark das Gerät ein Signal verstärkt.Bei niedrigeren Frequenzen bleibt die Vorwärtstranskonduktanz (g𝒻ₛ) relativ hoch und flach, was auf eine gute Verstärkung hinweist.Mit zunehmender Frequenz nimmt die Transkonduktanz allmählich ab, was zeigt, wo das Gerät anfängt, an Verstärkungsfähigkeit zu verlieren.Der Suszeptanzterm (b𝒻ₛ) nimmt aufgrund der internen Kapazitäten mit der Frequenz zu.Diese Kurven definieren die oberen Frequenzgrenzen des MPF102 für den Betrieb mit hoher Verstärkung.

Abbildung 4 – Ausgangsadmittanz (y₍ₒₛ₎)

Die Ausgangsadmittanzkurve zeigt, wie sich der Drain-Anschluss bei steigender Signalfrequenz verhält.Sowohl die Ausgangsleitfähigkeit (gₒₛ) als auch die Suszeptanz (bₒₛ) steigen mit der Frequenz, was bedeutet, dass der Ausgang weniger ideal wird und stärker von internen Kapazitäten und Kanalwiderständen beeinflusst wird.Bei niedrigeren Frequenzen ist die Ausgangsadmittanz klein, sodass sich das Gerät wie eine hochohmige Stromquelle verhält.Mit zunehmender Frequenz wird der Drain verlustbehafteter und reaktiver, was auf eine verringerte Leistung bei hochfrequenten, lastempfindlichen Anwendungen hinweist.

MPF102 N-Kanal-JFET-Anwendungen

HF-Verstärker (VHF/UHF-Frontend-Stufen)

Rauscharme Vorverstärker für Rundfunkempfänger

Eingangspufferstufen mit hoher Impedanz

Kleinsignal-Audioverstärker

Mischer- und Oszillatorschaltungen

Analoge Schalter und elektronische Steuerschaltungen

Spannungsgesteuerte Widerstände (im linearen Bereich)

Signaldetektoren und HF-Sonden

Sensorschnittstellenschaltungen erfordern eine extrem hohe Eingangsimpedanz

Testgeräte und Messfrontends

DIY-Radio- und Tuner-Projekte

Breitband- und Schmalband-Verstärkerstufen

MPF102 N-Kanal-JFET-CAD-Modelle

Vergleich: MPF102 vs. 2N5486 vs. J310

Parameter	MPF102	2N5486	J310
Typ	N-Kanal-JFET	N-Kanal-JFET	N-Kanal-JFET
Abfluss–Quelle Spannung (VDS max)	25–30 V	25 V	35 V
Tor–Quelle Spannung (VGS max)	−25 V	−25 V	−40 V
IDSS (Entleeren Strom bei VGS = 0)	2–20 mA	4–10 mA	24–60 mA
Torabschaltung Spannung (VGS(aus))	−0,5 bis −8 V	−2 bis −6 V	−1 bis −6 V
Transkonduktanz (gm)	2–6 mS	4–10 mS	12–25 mS
Eingabe Kapazität (Ciss)	~ 2–4 pF	~ 4 pF	~ 4–5 pF
Rauschzahl	Niedrig	Niedrig	Sehr niedrig (optimierte HF)
Typische Verwendung Frequenzbereich	HF–UKW	HF–UKW	VHF–UHF (bis zu GHz-Anwendungen)
Über Widerstand (RDS(ein))	Mäßig	Niedriger als MPF102	Sehr niedrig
Pakettyp	TO-92	TO-92	TO-92
Eigenschaften	Hoher Input Impedanz, rauscharm, Allzweck-HF-JFET	Stärkere Strömung Leistungsfähigkeit und höhere GM, bessere Linearität	Sehr hoher gm, Starke HF-Leistung, hohes IDSS für Bühnen mit hoher Verstärkung

MPF102 Mechanische Abmessungen

MPF102 Vorteile und Einschränkungen

Vorteile des MPF102

Sehr hohe Eingangsimpedanz

Das in Sperrrichtung vorgespannte JFET-Gate des MPF102 bietet eine Eingangsimpedanz im Megaohm-Bereich und ist damit ideal für hochohmige Quellen wie Sensoren, Tonabnehmer, Puffer und Vorverstärker.

Geräuscharmer Betrieb

Seine JFET-Struktur erzeugt ein geringes Eigenrauschen, wodurch sich der MPF102 für empfindliche HF-Verstärker, Audio-Vorverstärker und Kleinsignal-Erkennungsschaltungen eignet.

Breiter Frequenzgang

Das Gerät funktioniert gut bei hohen Frequenzen und wird aufgrund seiner geringen Kapazität und schnellen Reaktion häufig in HF-Frontends, Oszillatoren und VHF-Verstärkern eingesetzt.

Einfache Voreingenommenheitsanforderungen

Der MPF102 kann mithilfe einfacher Widerstandsnetzwerke problemlos vorgespannt werden, was ihn für Einsteiger und für analoge Designs mit geringer Komponentenanzahl geeignet macht.

Geringer Stromverbrauch

JFETs wie der MPF102 benötigen einen minimalen Gate-Strom und arbeiten mit einem niedrigen Drain-Strom, was sie für batteriebetriebene Geräte effizient macht.

Einschränkungen von MPF102

Parametervariabilität

Wichtige Eigenschaften wie IDSS, VGS(aus) und Transkonduktanz variieren stark von Gerät zu Gerät, was Präzision oder Matched-Channel-Designs erschweren kann.

Begrenzte Entnahmestromfähigkeit

Der MPF102 kann nur niedrige Drainströme verarbeiten und ist daher für Anwendungen mit hoher Leistung oder hoher Last ungeeignet.

Nicht ideal für Schaltanwendungen

Aufgrund seiner analog orientierten Eigenschaften und langsameren Schaltfähigkeit im Vergleich zu MOSFETs ist es nicht die beste Wahl für digitale oder Hochgeschwindigkeitsschaltkreise.

Ältere Technologie / reduzierte Verfügbarkeit

Da es sich um einen älteren JFET-Typ handelt, kann die Verfügbarkeit inkonsistent sein und die Leistung kann je nach Hersteller oder Ersatzmodellen wie J201 oder BF245 unterschiedlich sein.

Mittlere Spannungswerte

Der MPF102 verfügt über relativ bescheidene Drain-Source-Spannungsgrenzen, was seinen Einsatz in analogen Hochspannungsschaltungen einschränkt.

Hersteller

Onsemi ist ein führender Halbleiterhersteller, der für die Bereitstellung äußerst zuverlässiger, energieeffizienter Stromversorgungs- und Sensorlösungen für die Automobil-, Industrie- und Cloud-/5G-Märkte bekannt ist.Das Unternehmen ist auf fortschrittliche Leistungsgeräte wie MOSFETs, IGBTs, SiC-Module und intelligente Leistungs-ICs sowie auf ein breites Portfolio an Bildsensoren, analogen ICs, Signalaufbereitungskomponenten und diskreten Geräten wie Dioden, BJTs und JFETs wie den MPF102 spezialisiert.

Datenblatt PDF

MPF102 Datenblatt:

MPF102.pdf

MPF102.pdf

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wofür wird der MPF102 in der modernen Elektronik verwendet?

Der MPF102 wird hauptsächlich in HF-Frontends, Audio-Vorverstärkern und Hochimpedanz-Pufferschaltungen verwendet, insbesondere bei der Reparatur von Heimwerker-, Bildungs- und Altgeräten.

2. Wird der MPF102 heute noch hergestellt?

Der ursprüngliche MPF102 ist veraltet, aber gleichwertige N-Kanal-JFETs mit ähnlichen Parametern werden immer noch von mehreren Herstellern hergestellt.

3. Kann der MPF102 in Gitarren- oder Instrumentenvorverstärkern verwendet werden?

Ja.Aufgrund seiner hohen Eingangsimpedanz und seines geringen Rauschens eignet es sich für Gitarrenvorverstärker, Piezo-Tonabnehmer und Klangformungsschaltungen.

4. Was ist der beste moderne Ersatz für den MPF102?

Zu den gängigen Ersetzungen gehören J113, die BF245-Serie und J201, abhängig von den erforderlichen IDSS- und VGS(off)-Bereichen.

5. Kann der MPF102 mit Niederspannungsnetzteilen betrieben werden?

Ja.Es funktioniert gut in Stromkreisen von 5 V bis 12 V und ist daher zuverlässig für batteriebetriebene und tragbare Geräte.

6. Funktioniert der MPF102 als variabler Widerstand?

Ja.In seinem linearen Bereich kann der MPF102 als spannungsgesteuerter Widerstand für analoge Steuer- oder Modulationsschaltungen fungieren.

7. Was unterscheidet den MPF102 von einem MOSFET?

Im Gegensatz zu MOSFETs ist der MPF102 ein JFET im Verarmungsmodus, der normalerweise bei einer Gate-Vorspannung von 0 V leitet und eine viel höhere Eingangsimpedanz bietet.