[发明专利]一种基于JFET的压控浮地线性连续可调电阻电路

说明书

本发明涉及本发明涉及一种基于JFET的压控浮地线性连续可调电阻电路。本发明基于JFET的压控浮地线性连续可调电阻电路，包括压控阻抗VCI变换电路和压控电压电路。该电路通过压控电压电路和压控阻抗变化电路组合，该电路的设计有效可行，既可以消除JFET本身非线性、扩展动态范围，又可以完全消除JFET内部参数开启电压，得到一个只与压控电压和阻值R有关的浮地可调电阻；本发明是一种有效可行的压控浮地线性连续可调电阻电路设计方案。

技术领域

本发明涉及一种基于JFET的压控浮地线性连续可调电阻电路，属于模拟电子电路的技术领域。

背景技术

模拟可变电阻是被人们长期研究的课题，其作为模拟电路中的重要组成元素，被广泛应用在参数可调控的滤波器、可编程模拟乘法器电路、信号发生器、自动增益控制放大器等电路中。目前常采用的可变电阻有两种，一种是电学中常用的器件，例如滑动变阻器、电阻箱、电位器等器件。另外一种是利用运算放大器和无源器件构成的仿真等效可变电阻。例如利用跨导运算放大器组成的仿真可变电阻、CCCII实现的仿真可变电阻、开关电容实现的仿真可变电阻和使用场效应管(FET)实现可变电阻等。电学中常用的电阻器只能做到有级调节，不能做到连续调节，而且需要人为手动调节无法进行高精度校准。现有技术中利用电子器件组成的等效可调电阻存在的主要问题有电路复杂、实现较困难、可调性较差、不易控制和无法串并联到电路中得到有效的应用等。

场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor，JFET)JFET是在同一块N形半导体上制作两个高掺杂的P区，并将它们连接在一起，所引出的电极称为栅极g，N型半导体两端分别引出两个电极，分别称为漏极d，源极s。结型场效应晶体管是一种具有放大功能的三端有源器件,是单极场效应管中最简单的一种,其又可分为N沟道或者P沟道两种类型。

场效应晶体管(JFET)与双极型晶体管不同，双极晶体管属于电流控制，场效应晶体管的特点是输入阻抗高，输入端的电流极小，适合用作高阻抗放大器，而且场效应晶体管是多子导电，抗辐射能力比双极型器件好，温度稳定性也比较好。场效应晶体管JFET工作在可变电阻区时，其漏源之间的沟道电阻与栅源电压V_GS有关，相当于一个等效的压控电阻。基于上述特性，场效应晶体管被应用到仪器仪表和自动控制系统等领域，但未有效的应用到连续可调电阻电路的领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于JFET的压控浮地线性连续可调电阻电路。

本发明的技术方案为：

一种基于JFET的压控浮地线性连续可调电阻电路，包括压控阻抗VCI变换电路和压控电压电路；

所述压控电压电路包括场效应晶体管Q2、运算放大器U1A和运算放大器U2A；场效应晶体管Q2的漏极与输入电压V2连接，场效应晶体管Q2的源极与运算放大器U1A的反向输入端连接；输入电压V1通过电阻与运算放大器U1A的反向输入端连接，运算放大器U1A的同相输入端接地；场效应晶体管Q2的栅极和场效应晶体管Q2的漏极之间连接有电阻R1，场效应晶体管Q2的栅极通过电阻R2与运算放大器U1A的输出端连接；运算放大器U1A的输出端与运算放大器U2A的同相输入端连接；运算放大器U2A的反向输入端与运算放大器U2A的输出端连接构成电压跟随器；

所述压控阻抗VCI变换电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、场效应晶体管Q1、负载Z1和负载Z2；场效应晶体管Q1的漏极与运算放大器U2的反向输入端连接，场效应晶体管Q1的源极与两个串联的电阻R8、R9连接；运算放大器U3的同向输入端连接在电阻R8和电阻R9之间，运算放大器U3的反向输入端通过电阻R4接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R3与运算放大器U3的反向输入端连接，运算放大器U3的输出端通过电阻R6与场效应晶体管Q1的栅极连接；场效应晶体管Q1的栅极通过电阻R7连接输入电压Vc；