0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

使用石墨烯自制MOS搭建的多谐振荡电路

pecron 来源:TsinghuaJoking 2023-04-27 14:59 次阅读

01、振荡电路

不知道是真的还是假的, 今天看到一部短片, 其中短片作者利用石墨烯粉末徒手制作了一个场效应管,  并将其应用在搭建的多谐振荡电路中。这一点的确感到令人惊奇。 下面让我们看看他是如何利用石墨烯粉末来制作场效应管的吧。

73dd44aa-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.gif

▲ 图1.1.1 使用石墨烯自制的场效应管搭建的多谐振荡电路

二、多谐振荡器

1、电路原理

首先看一下视频中的多谐振荡电路,  这是一个由两个NPN三极管组成的多谐振荡电路。 这个电路利用了两级三极管放大电路串联形成正反馈,最后产生振荡。 它的通常绘制方法, 是采用对称的形式。 大家注意到这个电路中, 作为三极管的负载的LED并没有串联限流电阻。所以它应该只能工作在低压电源下。

73eee5b6-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.2.1 多谐振荡电路

下面利用手边的元器件测试一下这个电路。这是三极管BC547的参数。 在面包板上搭建电路,加上5V工作电压,电路开始震荡。 其中三极管基级电阻 R1、R2阻值为68k欧姆。

73f83fbc-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.gif

▲ 图1.2.2 在面包板上搭建的测试电路

为了便于后面测试该电路工作电压范围, 将电路中电容容量减小, 改成0.1微法, 这是电路工作后对应的三极管的集电极与基极的电压波形。 电路的工作频率为494Hz。

7411f844-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.2.3 在耦合电容为0.1微法时电路工作波形黄色:集电极信号,青色:基极信号

2、工作电压范围

下面通过Python编程自动测试多谐振荡电路工作电压对工作电流与振荡频率的影响。 将测量结果绘制成曲线。 下面是测量结果, 蓝色曲线为电路振荡频率,橙色曲线为电路工作电流。 当电源电压高于2.6V的时候,电路开始振荡。 随着工作电压升高, 电路的工作电流基本上是线性增加。 电路振荡频率也随着电压升高而上升。

7421a85c-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.2.4 多谐振荡器工作电压与工作频率与振荡频率之间的关系 原则上这个电路的振荡频率与电压无关,仅仅取决于 电路中RC对应的时间常数。 但是随着工作电流的增加, 发光二极管等效的电阻会下降, 从而也在一定长度上影响了电路的振荡频率。 为了对比, 将电路中的LED更换成两个300欧姆的电阻, 重新测量电路工作电压与电路振荡频率之间的关系。 看看工作电压对频率是否有影响。 通过测量结果, 可以看到当电路开始振荡之后,振荡频率不太受到工作电压的影响。 这说明了前面对于负载为LED情况下出现的振荡频率受到工作电压影响的原因分析是正确的。

742b9ede-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.2.5 将多谐振荡电路中的LED更换成300欧姆电阻后工作电压与振荡频率

三、MOSFET振荡电路

下面对于振荡电路中的三极管, 都替换成N沟道MOSFET,重新测试一下电路是否能够振荡,以及振荡电路的工作特性。  这是手边的两只MOSFET,  型号为17N50K, 根据期间的数据手册, 它的栅极阈值电压最大不超过4V。 下面在面包板上将原来三极管替换成这个MOS管, 相关的引线进行了调整。

7434cb80-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.3.1 将振荡电路中的三极管改成MOS管 下面是测量结果。蓝色是测量电路的振荡频率,橙色是电路工作电流。 可以看到电压只有在一个很小的范围内,电路才振荡。 这个电压位于3V左右,恰好是MOS管栅极阈值电压。 电路震荡时工作电压范围在2.9V至3.2V之间。 当电压小于2.9V, MOS管截止, 大于3.2V MOS管导通。电路停止振荡。  下面给出了电路振荡时MOS管漏极电压信号。

7440761a-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.3.2 振荡电路工作电压与振荡频率和工作电流 可以看到在以MOS晶体管组成的多谐振荡电路, 它的振荡频率随着工作电压升高而降低, 这一点与前面基于NPN三极管振荡电路有很大区别。 通过实验证明,使用MOS管组成的振荡电路工作电压范围非常窄, 只是在MOS管的栅极阈值电压附近,电路才能够振荡。

7449d822-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.3.3 多谐振荡电路工作电压与振荡频率 下面将增强型场效应管改成耗尽型场效应管, 手边有BF245耗尽型场效应管。 将它们替换原来的三极管,经过测试发现电路始终无法振荡。 有可能的原因是该三极管跨导参数太小,在负载为LED的情况下电压增益无法超过1, 进而电路无法起振。

四、石墨烯场效应管

下面来看看视频中是如何使用石墨烯制作场效应管的吧。 首先需要这种石墨烯粉末。 然后还需要这种环氧树脂AB胶水。

7452ba00-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.4.1 制作原材料 首先将AB胶水挤出一些放在搅拌塑料盘上, 然后将石墨烯粉末倒在胶水上面。 下面将胶水与石墨烯粉末进行充分均匀混合。 接着增加环氧树脂配方的第二种成分,并一起搅拌均匀。 场效应管的三个电极使用单面覆铜板制作。其中较大的是栅极,另外两个窄条用作漏极和源极。这里给他们分别焊接上对外的引线。 为了防止栅极与漏极和源极短路,在栅极表面粘贴一个双面胶进行隔离。 然后将前面配置好的石墨烯胶水涂抹在栅极胶带纸上。 然后将漏极和源极电极粘贴在栅极上石墨烯胶水上。 将源极和漏极电极板尽可能紧紧压制在栅极板上。 至此,基于石墨烯的场效应管基本上就大功告成了。 使用剩余的石墨烯胶水涂抹在整个电极外边,用作器件的封装。

745fe7c0-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.png

▲ 图1.4.2 使用石墨烯胶水将三个电极固定在一起 由于AB环氧树脂胶完全固化需要等待一段时间。下面让整个制作完成的场效应管静静的进行固化。 使用相同的方式制作两个这样的场效应管。 再利用可以固化的橡皮泥将整个器件封装起来。 将制作好的石墨烯场效应管焊接外部引线。 将它们引入前面多谐振荡器进行测试。 加电测试,看是否能够振荡。 加电后可以看到电路能够完美的进行振荡了。

7469b05c-e4c8-11ed-ab56-dac502259ad0.gif

总结

本文介绍了网络上别人使用石墨烯粉末手工制作场效应管的过程。 制作器件完成后,作者利用了一个多谐振荡器来演示该MOS管的放大特性。 说实在的对于他制作场效应管所使用的这个配方,是真的还是假的?

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 三极管
    +关注

    关注

    142

    文章

    3611

    浏览量

    121880
  • 振荡器
    +关注

    关注

    28

    文章

    3832

    浏览量

    139050
  • MOS管
    +关注

    关注

    108

    文章

    2411

    浏览量

    66774
  • 石墨烯
    +关注

    关注

    54

    文章

    1549

    浏览量

    79569
  • 多谐振荡电路

    关注

    1

    文章

    10

    浏览量

    14148

原文标题:使用石墨烯自制MOS搭建的多谐振荡电路

文章出处:【微信号:电路一点通,微信公众号:电路一点通】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    555谐振荡电路为何测量小电阻误差大?求解

    555谐振荡电路为何测量小电阻(0-100欧)误差大?求解
    发表于 05-17 20:00

    电路LC组成的谐振荡电路的问题求教

    图中的门电路与LC组成的谐振荡电路为何不能起振输出脉冲波形?
    发表于 11-05 17:21

    石墨发热膜应用

    `<p>石墨(Graphene)由于结构独特、性能优异、理论研究价值高、应用远景广阔而备受关注,是已知的世上最薄、最坚硬、柔韧性最好、重量最轻的纳米材料。在其广泛
    发表于 12-22 17:26

    LC振荡电路谐振频率的测量

    我想通过频率计来检测LC振荡电路谐振频率,可是在Multisim上仿真的时,LC振荡电路接上频率计的电路部分(放大整形电路)仿真时出现问题
    发表于 05-11 11:30

    石墨的基本特性和制备方法

    尺寸晶体管和电路的“后硅时代”的新潜力材料,旨在应用石墨的研发也在全球范围内急剧增加,美国、韩国,中国等国家的研究尤其活跃。石墨或将成为
    发表于 07-29 06:24

    分立元件组成的RC谐振荡电路

    分立元件组成的RC谐振荡电路
    发表于 01-31 22:26 3023次阅读
    分立元件组成的RC<b class='flag-5'>多</b><b class='flag-5'>谐振荡电路</b>

    非门RC谐振荡电路

    非门RC谐振荡电路
    发表于 01-31 22:29 1.3w次阅读
    非门RC<b class='flag-5'>多</b><b class='flag-5'>谐振荡电路</b>

    555组成的谐振荡电路

    555组成的谐振荡电路
    发表于 12-17 14:22 3239次阅读
    555组成的<b class='flag-5'>多</b><b class='flag-5'>谐振荡电路</b>

    分立元件无稳态谐振荡电路

    分立元件无稳态谐振荡电路 无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路。它不需要外加激励信号就便能连续地、周期性地自行产生矩
    发表于 12-15 16:36 5989次阅读
    分立元件无稳态<b class='flag-5'>多</b><b class='flag-5'>谐振荡电路</b>

    互补谐振荡电路

    互补谐振荡电路 互补管谐振荡电路见图3。该电路仍然由两级集基阻容耦合的倒相器组成,当电路
    发表于 03-10 16:32 1863次阅读
    互补<b class='flag-5'>多</b><b class='flag-5'>谐振荡电路</b>

    隧道二极管谐振荡电路

    隧道二极管谐振荡电路
    发表于 03-29 22:44 1403次阅读
    隧道二极管<b class='flag-5'>多</b><b class='flag-5'>谐振荡电路</b>

    用光电耦合器组成的谐振荡电路

    用光电耦合器组成的谐振荡电路
    发表于 06-04 13:43 928次阅读

    自激多谐振荡器闪光灯-谐振荡电路的原理_实验二

    一、 实验目的: 1.了解谐振荡电路的内部结构及各部件的作用, 2.通过实验验证巩固所学理论知识.
    发表于 10-11 17:41 0次下载

    手工制作石墨场效应管

    不知道是真的还是假的, 今天看到一部短片, 其中短片作者利用石墨粉末徒手制作了一个场效应管,  并将其应用在搭建谐振荡电路中。这一点的
    的头像 发表于 02-07 09:07 968次阅读

    石墨自制MOS搭建谐振荡电路教程

    不知道是真的还是假的, 今天看到一部短片, 其中短片作者利用石墨粉末徒手制作了一个场效应管,  并将其应用在搭建谐振荡电路中。这一点的
    的头像 发表于 05-06 15:20 982次阅读