เหตุใดทรานซิสเตอร์สนาม-เอฟเฟกต์ (FET) จึงเป็นองค์ประกอบหลักของไมโครโฟน
ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ (FET) ภาคสนามเป็นอุปกรณ์ขยายเสียงในอุดมคติสำหรับไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ เนื่องจากมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูง (โดยทั่วไปสูงกว่า 1 GΩ) สัญญาณรบกวนต่ำ (ค่าสัญญาณรบกวนอาจต่ำกว่า 1 dB) และลักษณะการตอบสนองที่รวดเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก (BJT) FET ไม่ต้องการกระแสไบแอส และสามารถเชื่อมต่อกับสัญญาณไดอะแฟรมของตัวเก็บประจุได้โดยตรง ซึ่งช่วยลดความผิดเพี้ยน ตัวอย่างเช่น 2SK170 FET แบบคลาสสิกได้รับอัตราส่วนสัญญาณ-ต่อ-สัญญาณรบกวนที่ 74 dB ที่สัญญาณรบกวนอินพุตเทียบเท่าที่ -130 dBV (ที่มา: คู่มือ Toshiba Semiconductor) นอกจากนี้ ลักษณะที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าของ FET ยังทำให้ FET มีความไวต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าน้อยลง ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน เช่น ระยะต่างๆ
เทคโนโลยีทั่วไปและการประยุกต์ใช้ไมโครโฟน FET
การบันทึกความเที่ยงตรงสูง-: ตัวอย่างเช่น ไมโครโฟน Neumann U87 ใช้เครื่องขยายสัญญาณล่วงหน้า FET ที่มีช่วงตอบสนองความถี่ 20 Hz-20 kHz (±1 dB) และช่วงไดนามิกเกิน 120 dB (เอกสารทางเทคนิคของผู้ผลิต)
ไมโครโฟนอิเล็กเตรต: ในโซลูชันต้นทุนต่ำ- FET จะถูกรวมเข้ากับส่วนหลังของไดอะแฟรมอิเล็กเตรต โดยมีความไว -35dB±3dB (อ้างอิงถึงมาตรฐาน IEC 60268-4)
การออกแบบภูมิคุ้มกันรบกวนสัญญาณ RF: ไมโครโฟนไดนามิก เช่น Shure SM58 ใช้ระยะบัฟเฟอร์ FET เพื่อระงับสัญญาณรบกวน RF ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์การส่งสัญญาณไร้สาย
ความท้าทายและแนวโน้มในอนาคตของเทคโนโลยี FET
ปัญหาการใช้พลังงาน: FET บางตัวกินกระแสสูงสุด 5mA ภายใต้พลัง Phantom 48V; อุปกรณ์พกพามักจะใช้รุ่น JFET พลังงานต่ำ- (เช่น LSK170)
การบูรณาการอย่างชาญฉลาด: ไมโครโฟน MEMS ผสานรวม FET เข้ากับชิป ASIC ซึ่งปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณ-ต่อ-เสียงรบกวนให้มากกว่า 70dB (รายงาน Knowles Acoustics)
การใช้งานวัสดุใหม่: FET ของแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) สามารถลดการบิดเบือนฮาร์มอนิกได้อีก แบบจำลองการทดลองแสดง THD < 0.1% (วารสาร IEEE *อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์*, 2023)
