MOSFET穩壓輸出電壓控制技巧

吳立民limin_wu@diyzone.net

DZ的MOSFET穩壓『只』可以從正負8V調到正負 17V，照此 邏輯推斷，是屬於比較遜的囉？

非也。請讀者想想，同樣是轉一圈300度的可變電阻，是讓 它掌握8V到17V的範圍（9V的差距）容易呢？還是讓它掌握 5V到30V（25V的差距）容易？

先給諸位讀者一個觀念，使用相同的可變電阻時，可調範圍 越廣，則『越難調準』，可變電阻偏一點點，電壓就跑了好 幾伏。同樣的道理，可調範圍越窄時，我們就越容易調準。

算給您看。假設可變電阻可以轉300度，當電壓範圍 9V時， 每轉一度為0.03V；當電壓範圍為27V時，每轉一度為0.09V ，好不好調，由此可知。

至於穩壓可以調出多少電壓，其實都是可以算出來的。話說 網友江兄去年買了一組穩壓套件，拼了老命調，結果就是拉 不上所需的24V，只有14V多一點點。苦惱數日，後來屈指一 算，原來，這個無敵穩壓設定上只能到 14V；不知是設計老 大算錯了，還是零件挑錯了？

簡單算一算 要掌握MOSFET穩壓的輸出電壓範圍，其實是再簡單不過的。 您只要記得三個原則：

1. V=IR，電壓=電阻*電流。
2. 電晶體的基極，也就是Base，或者從圖面來看，中間哪一腳（真曖昧），只吃一點點電流，幾乎可以忽略的。
3. 『誤差放大級』的左右兩側『基極』電壓均等。

第3.點是初學者的大麻煩，因為穩壓是要穩定電壓，怎麼還 把誤差放大？老實講，『誤差放大』一詞是從音響技術上學 來的，當時也把我幼小的心靈困了好久，誤差放大、誤差放 大，一點都沒有用上中國字『望文生義』的好處。

這樣吧，大家就把它想成一個『放大』器，用來『偵測誤差』 、『修正誤差』的『放大』器，簡稱誤差放大。

多種構成方式

誤差放大器有許多種構成方式，以MOSFET穩壓為例，它使用 兩只面對面的晶體（圖中的Q2、Q3），形成『差動放大』。 這裡用兩個晶體的『差動放大器』作為誤差放大，有簡單用 一個晶體構成的，也有很複雜，使用OP的，至於哪個好？很 難講，各有長處。懂得設定的人，可以將簡單的電路充分發 揮，不懂的人，即使擁有複雜優異的架構也不知從何入手。

電路的好壞，是因人而異的。

在進入正式的運算之前，請大家再注意下圖。圖中B點右側的 可變電阻VR1，其實就是以B為中點，上下滑動。當VR1滑到最 高點時，B點到地間的電阻為2K，滑到中間時，B點到地的電阻 為1K，而B點到+V的電阻為1K+1K，其中1K為固定電阻，另外1K 來自可變電阻。簡單的講，可變電阻就是如此切割不同比例的 電阻，然而上下相加的結果卻一定是固定值，以2K VR為例， 正是2K。

您要多少電壓？

先從A點看起。此處的電位為5V，這個5V來自LM336-5V所給予 的『參考電壓』。根據前述誤差放大級兩側電壓均等的說法， B點電壓亦為5V。

接著我們要考慮的是，當VR拉到最高點時，輸出電壓是多少？

VR拉到最高點時，B對地電阻為2K，B對+V電阻為1K。我們先 求得通過2K電阻（B對地電阻）電流：

I=5V/2K（單位mA）

這個電流I，其實是從+V一路順著R6、VR1流到『地』的，當 然，中點被晶體基極吃掉一點，但非常少，少到可以忽略的 程度。

從R6到VR1到『地』的總電阻為：

1K+2K=3K

而通過的電流為5V/2K，於是，電阻上的壓降為：

3K*5V/2K=7.5V

這是穩壓所能調到的『最低電壓』。

如果，我們希望調出5V電壓，供給數位電路使用，該怎麼辦？ 很簡單，把R6短路就好了。當R6短路之後，我們把VR1拉到最 高點，瞧，A、B兩點是不是等電位？當A點為5V時，B點就是 5V。改變A點的『參考電壓』，也同時改變B點的輸出電壓。

有網友提到，SONY的唱盤中經常用到7V電壓，那應該怎樣調 出7V？

我們假設R6為500歐姆，則此時+V經VR1到地的總電阻降為2.5K ，VR1調到最高點時，通過2K VR的電流為：

5V/2K，跟剛剛一樣

但乘上總電阻後的結果： 5V/2K*2.5K=6.25V，只要把VR往下滑動一點點，就可以調出 7V，是不是很容易？

下次談談怎樣掌握最高輸出電壓？