Existe uma alternativa moderna e discreta para o JFET como pré-amplificador?

Por favor, considere este esquema de uma cápsula de microfone de eletreto: _{(Fonte: Wikipedia )}

Enquanto considerava algo semelhante para o condicionamento de sinais de uma saída de impedância de 3k de 20 mVpp e de um dobrador piezo, descobri que JFETs discretos parecem ter diminuído em disponibilidade e popularidade e aumentado em preço.

Isso leva à suspeita de que algum outro componente discreto que funcione com baixa tensão de sinal, alta impedância e sinais bipolares substituiu o JFET para tais fins, onde qualquer coisa além de um único componente discreto seria um exagero. Um MOSFET exigiria um desvio além de V _{gs (th)} , que é o meu retorno.

Questão:

• Qual é a alternativa moderna e discreta ao JFET barato e onipresente?

Eu considerei o MOSFET de limite zero do canal N ALD110900 , mas não é barato, não é onipresente e não suporta a tensão da porta caindo abaixo da fonte.

Adendo :

A atração do JFET em aplicações como o microfone de eletreto acima é que ele é um dispositivo de 3 terminais, não é necessário Vcc regulado , sinal de entrada de polarização zero é alimentado, entrada modula a resistência e regula a corrente, e tudo funciona!

Com circuitos integrados, como amplificadores operacionais, essa simplicidade de implementação é perdida.

Contexto:

Observe que o contexto abaixo não é a questão, apenas indica onde o processo de pensamento foi iniciado.

Um sensor piezoelétrico desencapado de alta impedância (3 kOhm) (dobrador piezo) está localizado em um hidrofone subaquático hermeticamente fechado na extremidade remota de um cabo blindado de núcleo único de 5 a 15 metros de comprimento . O sinal pico a pico de 20mV a 70 mV está sendo inundado ao longo da linha devido ao local ser extremamente rico em EMI (ambiente industrial). No lado do operador, há um dispositivo de leitura portátil, operado por bateria, que é conectado ao cabo do sensor quando necessário. O sinal precisa de reforço de alguma forma, para devolvê-lo à unidade portátil.

Alguns circuitos mínimos podem ser adicionados na extremidade do sensor, se necessário, e os circuitos da extremidade do handheld podem ser modificados conforme necessário. Modificação de gabinetes ou cabos não é uma opção. Os volumes são de 10 a 20 unidades, portanto, um pedido de 1ku de peças não é uma opção.

Restrições:

• Nenhuma opção para adicionar o fio da fonte de alimentação ao gabinete do sensor.
• Potência limitada: dispositivo de leitura operado por bateria 4xAA.
• Gabinete do sensor muito pequeno para célula AA ou muitos circuitos.
• O compartimento do sensor não pode ser recuperado mais de uma vez por ano para substituição da bateria, etc.

Mudamos de JFETs para NFETs no modo de depleção, como um BSS169.

Dado que li o cabo não pode mudar, devo alterar minha resposta. Talvez : -

A beleza do JFET é que é simples, portanto a beleza potencial desse circuito é que ele deve ter um desempenho melhor. Por fim, o ganho depende do 1k no equipamento portátil, mas se esta for uma fonte atual (talvez um JFET!), O ganho poderá ser muito superior a 6,66. Acredito que, como esse amplificador é menos saturado que o amplificador JFET, também haverá mais ganhos.

Para torná-lo mais simples e mais parecido com a operação JFET, o resistor 150R pode ser curto-circuito e talvez se livrar dos 10uF e curto-circuitar os 10k. Esses dois últimos componentes impedem a realimentação CA do circuito e devem manter a impedância de entrada em 100k, mas rodar sem eles também pode funcionar.

Opamps e amplificadores de instrumentação em geral.

Para esta aplicação, eu recomendo o uso de um amplificador de instrumentação no lado de recebimento do cabo. Isso cancelará a maior parte do ruído do modo comum que você está captando no cabo e resultará em uma saída muito mais limpa. Se ainda houver muito ruído, você também precisará amplificar antes do cabo.

Se ainda houver muito ruído, você provavelmente precisará converter para sinalização diferencial na fonte e converter novamente para extremidade única no lado de recebimento.

Os JFETs não são tão difíceis de encontrar ... eles serão mais baratos em grandes volumes por meio de canais diretos, mas o aplicativo de microfone de eletreto deve mantê-los baratos por mais alguns anos, até que o MEMS assuma o controle.