Was ist der Allzweck-N-Kanal-JFET 2N5457?

Der 2N5457 ist einer der bekanntesten Allzweck-N-Kanal-JFETs für Audio-, Analogverstärkungs- und rauscharme Signalverarbeitungsanwendungen.Das Verständnis seiner Spezifikationen, Pinbelegung, elektrischen Kurven, Arbeitsprinzipien und tatsächlichen Anwendungen hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen JFET und der effektiven Optimierung seiner Schaltkreise.In diesem Artikel wird der 2N5457 JFET ausführlich besprochen.

Katalog

2N5457 JFET Basic

Die 2N5457 ist ein Allzweck-N-Kanal-JFET von ON Semiconductor, der für die Signalverstärkung, Pufferung und analoge Schaltung auf niedrigem Niveau entwickelt wurde.Es arbeitet im Depletion-Modus.Das heißt, es leitet auf natürliche Weise Strom, wenn keine Gate-Spannung angelegt wird, und der Stromfluss kann durch Anlegen einer negativen Gate-Source-Spannung gesteuert werden.Es verfügt über eine hohe Eingangsimpedanz und geringe Rauscheigenschaften.

Dieses Gerät unterstützt typischerweise eine Drain-Source-Spannung von bis zu 25 V, bietet einige Milliampere Drain-Strom bei einer Gate-Vorspannung von Null und ist je nach Variante in TO-92- oder SOT-23-Gehäusen erhältlich.

Wenn Sie Interesse am Kauf des 2N5457 haben, kontaktieren Sie uns bitte bezüglich Preis und Verfügbarkeit.

2N5457 JFET CAD-Modelle

2N5457 JFET-Pinbelegungskonfiguration

Pin Nummer	Pin Name	Beschreibung
1	Abfluss (D)	Der Abfluss ist der Anschluss, an dem der gesteuerte Strom aus dem JFET fließt.Verbunden mit der Last in den meisten Stromkreisen.
2	Quelle (S)	Die Quelle ist der Anschluss, an dem der Strom in den JFET fließt.Es wird oft auf Erde Bezug genommen oder vorspannende Komponenten.
3	Tor (G)	Das Tor Steuert den Strom zwischen Drain und Source.Es liegt eine negative Spannung an Hier wird der Stromfluss reduziert (Depletion-Mode-Steuerung).

2N5457 JFET-Alternativen und -Äquivalente

• 2N5458

• 2N5459

• 2N5484

• 2N5485

• 2N5486

• J201

• MPF102

• BF246 Serie

• BF256-Serie

• J113

• J112

2N5457 JFET-Spezifikationen

Spezifikation	Wert
Lebenszyklusstatus	Veraltet
Paket/Koffer	TO-92
Montageart	Durchgangsloch
Gewicht	201 mg
Macht Verlustleistung (max.)	625 mW
Drain-Quelle Spannung (VDS)	25 V
Torquelle Spannung (VGS)	−25 V
Spannung – Zusammenbruch	−25 V
Betriebsmodus	Erschöpfungsmodus
Polarität / Kanaltyp	N-Kanal
FET-Technologie	Kreuzung (JFET)
Kontinuierlicher Abfluss Aktuell (ID)	5mA
Aktuelle Bewertung	10mA
Eingabe Kapazität	7 pF
Zusätzlich Funktion	Geräuscharm
Anzahl der Pins	3
Anzahl Elemente	1
Anzahl Kündigungen	3
Terminal Position	Unten
Terminal-Finish	Zinn/Blei (Sn/Pb)
Kündigung Stil	Durchgangsloch
Verpackung	Masse
JESD-609-Code	e0
ECCN-Code	EAR99
HTS-Code	8541.21.00.95
Min. Betrieb Temperatur	−55°C
Maximaler Betrieb Temperatur	135°C
Spitzen-Reflow Temperatur	240°C
Zeit @ Peak Reflow	30 s
Qualifikation Status	Nicht qualifiziert
Pb-freier Status	Enthält Blei
RoHS-Status	RoHS-konform
REACH SVHC	Kein SVHC
Länge	4,7 mm
Breite	3,68 mm
Höhe	4,7 mm

2N5457 JFET Elektrische Eigenschaften

2N5457 JFET-Funktionen

-N-Kanal-JFET-Design bietet höhere Verstärkung und starke Verstärkungsfähigkeit

-Drain- und Source-Anschlüsse sind für eine flexible Schaltungsanordnung austauschbar

-Sehr hohe AC-Eingangsimpedanz für minimale Signalbelastung

-Extrem hoher DC-Eingangswiderstand, geeignet für empfindliche Eingangsstufen

-Geringe Übertragungs- und Eingangskapazität für verbesserte Hochfrequenzleistung

-Geringe Kreuzmodulation und Intermodulationsverzerrung für eine sauberere Signalverarbeitung

-Kunststoffgekapseltes TO-92-Gehäuse für Haltbarkeit und Zuverlässigkeit

-Erhältlich in bleifreien (RoHS-konformen) Gehäuseoptionen

-Arbeitet im Verarmungsmodus und ermöglicht eine Leitung ohne Gate-Vorspannung

-Geringe Rauscheigenschaften, ideal für Audio- und Signalanwendungen mit niedrigem Pegel

-Stabile Leistung über einen weiten Betriebstemperaturbereich

-Kompatibel mit vielen analogen Schalt- und Verstärkerschaltungen

2N5457 JFET arbeitet im Schaltkreis

Einfacher Gitarrenvorverstärker (JFET Common Source Amplifier)

Dieses erste Diagramm zeigt einen einfachen Gitarrenvorverstärker mit dem 2N5457 in einer Common-Source-Konfiguration.Das Gitarren-Pickup-Signal gelangt in das Gate des JFET, wo ein großer 10-M-Widerstand für die Gate-Vorspannung sorgt und eine sehr hohe Eingangsimpedanz gewährleistet.Dadurch behält der Tonabnehmer seinen natürlichen Klang ohne Belastung oder Verlust hoher Frequenzen.Der Quellwiderstand (2,2 K) legt den Arbeitspunkt des Transistors fest und sorgt für eine lokale Rückmeldung für Stabilität.Am Drain ist ein 6,8-K-Widerstand mit der 9-V-Versorgung verbunden und bildet die Hauptlast zur Verstärkungseinstellung.Das verstärkte Signal durchläuft einen 5µF-Koppelkondensator, um den Gleichstrom zu blockieren und nur den Wechselstrom-Audioton an die Ausgangsbuchse zu liefern.Ein 51K-Widerstand legt die Ausgangsreferenz auf Masse, während der 10µF-Kondensator an der Versorgung Rauschen filtert.In dieser Konfiguration bietet der 2N5457 eine gleichmäßige, saubere Verstärkung, die sich ideal zur Verbesserung schwacher Gitarrensignale eignet.

JFET-Puffer / Send-Return-Mischerstufe

JFET-Puffer / Send-Return-Mischerstufe

Im zweiten Schaltplan wird der 2N5457 hauptsächlich als Puffer und nicht als Verstärker mit hoher Verstärkung verwendet.Der Eingang gelangt über einen kleinen Kondensator zum Gate, wo zwei 2,2-M-Widerstände einen Spannungsteiler bilden, der den JFET auf einen stabilen Arbeitspunkt vorspannt.Durch diese Vorspannung bleibt das Gate auf einem festen Gleichstrompegel, während das Wechselstrom-Audiosignal um ihn herum moduliert.Der Quellwiderstand (4,7 K) steuert den Stromfluss und stellt die Linearität des Puffers ein.Der Drain ist an die 9-V-Versorgung angeschlossen und der Ausgang wird über einen 10-µF-Kondensator von der Quelle entnommen, wodurch eine Source-Follower-Konfiguration entsteht.Diese Anordnung bietet eine sehr hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz und eignet sich daher perfekt für die Ansteuerung langer Kabel, Mischpulte, Mischregler oder Effektschleifen-Rückführungskreise.Der 2N5457 verstärkt hier das Signal, ohne seine Klangeigenschaften zu verändern.

Gain/Boost-Vorverstärker mit Tonformung

Gain/Boost-Vorverstärker mit Tonformung

Der dritte Schaltkreis ist eine fortschrittlichere Vorverstärker- oder Boost-Stufe unter Verwendung des 2N5457 mit zusätzlichen Komponenten zur Klangformung und Verstärkungsregelung.Das Eingangssignal durchläuft zunächst einen Koppelkondensator und einen 10-M-Gate-Widerstand, wodurch eine extrem hohe Empfindlichkeit gegenüber schwachen Gitarrensignalen gewährleistet ist.Der JFET wird mithilfe eines Trimmerwiderstands an der Quelle vorgespannt, was eine präzise Einstellung des Arbeitspunkts des Transistors ermöglicht (IDSS-Variationskompensation).Der Drain-Lastwiderstand bestimmt die Verstärkung, und zusätzliche Kondensatoren (z. B. der 100-pF-Kondensator) helfen dabei, den Hochfrequenzgang zu steuern und unerwünschte Geräusche oder Schwingungen zu begrenzen.Der Ausgangskopplungskondensator liefert das verstärkte Signal an die nächste Stufe, gefolgt von einem 100-K-Lastwiderstand.Ein Potentiometer zur Verstärkungsregelung im Rückkopplungspfad ermöglicht es dem Benutzer, den Verstärkungspegel zu erhöhen oder zu verringern.Diese Konfiguration nutzt die natürlichen JFET-Eigenschaften des 2N5457, um bei Druck einen warmen, röhrenartigen Overdrive oder bei sanfter Vorspannung eine saubere Vorverstärkerverstärkung zu erzeugen.

Typische Kennlinien

Abbildung 1 – Rauschzahl vs. Quellenwiderstand

Dieses Diagramm zeigt, wie sich die Rauschleistung des 2N5457 mit unterschiedlichen Quellenwiderstandswerten ändert.Bei sehr niedrigen Quellenwiderständen ist die Rauschzahl relativ hoch, was zu mehr unerwünschtem Signalrauschen führt.Wenn der Quellenwiderstand zunimmt, sinkt die Rauschzahl erheblich und erreicht ihren niedrigsten Punkt etwa im mittleren Widerstandsbereich.Dies zeigt, dass der JFET in Kombination mit einem geeigneten Quellwiderstand einen optimalen rauscharmen Betrieb erreicht, wodurch er sich hervorragend für Audio-Vorverstärker und empfindliche Eingangsstufen eignet.

Abbildung 2 – Typische Abflusseigenschaften

Diese Kurve veranschaulicht, wie der Drain-Strom (ID) auf unterschiedliche Drain-Source-Spannungen (VDS) unter verschiedenen Gate-Spannungen (VGS) reagiert.Wenn VGS 0 V beträgt, leitet der JFET seinen höchsten Strom und erreicht schnell einen Sättigungspegel, bei dem weitere Erhöhungen von VDS den ID nicht wesentlich erhöhen.Wenn VGS negativer wird, nimmt der Strom ab und das Gerät geht in Richtung Abschaltung über.Dieses Verhalten zeigt, wie der 2N5457 den Stromfluss durch Gate-Vorspannung steuert und demonstriert seinen typischen JFET-Betrieb im Sättigungsbereich.

Abbildung 3 – Gemeinsame Quellübertragungseigenschaften

Dieses Diagramm zeigt die Beziehung zwischen der Gate-Source-Spannung und dem resultierenden Drain-Strom.Wenn sich VGS vom Abschaltpunkt (ca. –1,2 V) in Richtung 0 V bewegt, steigt der Drain-Strom gleichmäßig in einer nichtlinearen Kurve an.Dies zeigt das charakteristische quadratische Verhalten des JFET, bei dem kleine Änderungen der Gate-Spannung zunehmend größere Änderungen des Drain-Stroms hervorrufen.Es zeigt auch, wie empfindlich der 2N5457 auf Schwankungen der Gate-Vorspannung reagiert, was für die analoge Signalsteuerung nützlich ist.

Abbildung 4 – Typische Drain-Eigenschaften (höherer Strombereich)

Dieses letzte Diagramm zeigt einen weiteren Satz von Drain-Kurven, jedoch für eine Geräteprobe mit einem höheren IDSS und einem negativeren VGS(aus)-Wert (ca. –3,5 V).Hier sind die maximalen Stromstärken viel höher und erreichen mehrere Milliampere.Ähnlich wie in Abbildung 2 erzeugt ein höherer VGS (näher an 0 V) ​​mehr Strom, während negativere Gate-Spannungen die Leitung verringern.Diese Kurven betonen die bei JFETs übliche natürliche Teil-zu-Teil-Variation und zeigen, wie Geräte derselben Familie unterschiedliche Drainstrombereiche aufweisen können.

2N5457 JFET breite Anwendungen

• Gitarrenvorverstärker, Puffer und Klangformungsschaltungen

• Audiosignalverstärker und rauscharme Vorverstärker

• Effektpedale (Overdrive, Kompressor, Wah und Modulationsschaltungen)

• Hochohmige Eingangsstufen für Tonabnehmer, Mikrofone und Sensoren

• HF-Verstärkung und Kleinsignal-Radio-Frontend-Schaltkreise

• Analogschalter und Low-Level-Signalrouting

• Rauscharme Oszillatoren und Wellenformgeneratoren

• Spannungsgesteuerte Widerstände in Audio- und Synthesizer-Schaltkreisen

• Sensorschnittstellen für Fotodioden, Piezoelemente und kapazitive Sensoren

• Testgeräte-Eingangspuffer und Mess-Frontends

• Impedanzanpassungsstufen zwischen High-Z- und Low-Z-Geräten

• Universelle Verstärkung in analogen Niederspannungsprojekten

Vergleich: 2N5457 JFET vs. 2N5458

Parameter	2N5457	2N5458
JFET-Typ	N-Kanal	N-Kanal
Paket	TO-92	TO-92
VDS Max (Drain-Source-Spannung)	25V	25V
VGS max (Gate-Source-Spannung)	−25V	−25V
IDSS (Entleeren Strom bei VGS = 0)	1–5 mA	2–10 mA
Torabschaltung Spannung (VGS(aus))	−0,5 V bis −6,0 V	−1,0 V bis −7,0 V
Transkonduktanz (gₘ)	1000–5000 µS	2000–6000 µS
Drain-Quelle Widerstand (RDS)	Höher	Niedriger
Geräuschpegel	Niedrig	Niedrig
Typisch Anwendungen	Audio-Vorverstärker, Puffer, Kleinsignalschaltung	Höherer Gewinn Audiostufen, Mischpulte, stärkere Signaltreiberschaltungen
Austauschbarkeit	Manchmal austauschbar	Manchmal austauschbar
Verfügbarkeit	Gewöhnlich	Gewöhnlich
Einfache Voreingenommenheit	Leichter zu beeinflussen aufgrund niedrigerer IDSS	Erfordert Nachjustierung in Schaltkreisen

2N5457 JFET Mechanische Abmessungen

2N5457 JFET Vorteile und Einschränkungen

Vorteile	Einschränkungen
Sehr geräuscharm Leistung, ideal für Audio- und empfindliche Signalstufen	Großer Parameter Variationen zwischen Einheiten (IDSS, VGS(aus))
Hoher Input Impedanz, ideal zum Puffern schwacher Signale	Unterer Abfluss Strombelastbarkeit im Vergleich zu JFETs mit höherer Leistung (z. B. 2N5458, J113)
Geringe Gate-Leckage Strom sorgt für einen stabilen Betrieb	Nichtlinear Übertragungseigenschaften können eine Kompensation erfordern
Glatt und vorhersehbares analoges Regelverhalten	Begrenzte Leistung Handhabung;nicht für Hochstromanwendungen geeignet
Leicht einzuspannen Common-Source- und Source-Follower-Schaltungen	Größtenteils verfügbar im TO-92;weniger SMD-Optionen
Breiter Einsatzbereich Spannungsbereich bis 25V	Temperatur Die Empfindlichkeit kann den Betriebspunkt beeinflussen
Geringe Leistung Verbrauch, ideal für batteriebetriebene Schaltungen	Nicht ideal für Präzise digitale Umschaltung durch Gerätevariation
Preiswert und weit verbreitet	Erfordert Vorsicht Bias-Design, um eine konsistente Leistung zu erzielen

Hersteller

ON Semiconductor (ONSEMI) ist ein weltweit führender Hersteller, der für seine qualitativ hochwertigen Halbleiterproduktionskapazitäten bekannt ist und modernste Fertigungsanlagen in den Vereinigten Staaten, Europa und Asien betreibt.ONSEMI pflegt eine starke vertikale Integration, von der Waferherstellung bis hin zur Montage und Prüfung.Ihre Anlagen nutzen modernste Prozesse wie Siliziumkarbid (SiC), Leistungs-MOSFET-Produktion, hochvolumige diskrete Fertigung und fortschrittliche Verpackungstechnologien und gewährleisten so eine gleichbleibende Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit für eine breite Palette von Halbleiterprodukten.

Datenblatt PDF

2N5457 Datenblatt:

Zylindrische Batteriehalter.pdf

Details als PDF herunterladen

Wafer-Prozess 17/Jun/2021.pdf

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Was unterscheidet den 2N5457 von einem MOSFET?

Der 2N5457 ist ein JFET im Verarmungsmodus, der ohne Gate-Vorspannung leitet, im Gegensatz zu MOSFETs, die üblicherweise den Anreicherungsmodus verwenden und zum Einschalten eine Gate-Spannung benötigen.JFETs bieten außerdem ein geringeres Rauschen und eine höhere Eingangsimpedanz für Kleinsignalanwendungen.

2. Kann der 2N5457 mit einem einzigen Netzteil betrieben werden?

Ja.Der 2N5457 arbeitet effizient in Niederspannungs-Einzelversorgungsdesigns wie 5-V-12-V-Audiovorverstärkern, Puffern und kleinen Analogstufen.

3. Was passiert, wenn sich eine IDSS-Variation auf meine Schaltung auswirkt?

Entwickler fügen typischerweise Trimmerwiderstände oder Rückkopplungsnetzwerke hinzu, um die IDSS-Spreizung zu kompensieren und so eine konsistente Verstärkung und Betriebspunkte sicherzustellen.

4. Kann der 2N5457 als variabler Widerstand verwendet werden?

Ja.Wenn er im ohmschen (linearen) Bereich betrieben wird, fungiert er als spannungsgesteuerter Widerstand, der in Audiomodulatoren, Phasern und Synthesizerschaltungen nützlich ist.

5. Wie hoch ist das typische Geräuschverhalten des 2N5457?

Es bietet ein sehr geringes Rauschen, insbesondere in Kombination mit einem optimierten Quellenwiderstand.Dadurch eignet es sich ideal für hochohmige Audioeingänge und Mikrofonstufen.

6. Wie wirkt sich die Temperatur auf den 2N5457 aus?

Temperaturänderungen können den Gate-Leckstrom und den Bias-Punkt leicht verschieben, aber das Gerät bleibt über seinen weiten Betriebsbereich von –55 °C bis 135 °C stabil.