Reemplazo de un FET para evitar el diodo del cuerpo (conmutación de audio)

Aquí hay un circuito que encontré en línea para cambiar una señal de guitarra, utiliza un relé mecánico para enrutar la señal a través de una unidad de procesamiento de sonido o alrededor de ella, sin pasar por el circuito.

Los relés mecánicos a veces crean un ruido 'pop' debido al acoplamiento de la bobina EMF cuando se descargan o debido a las diferencias de potencial de CC durante la conmutación (piense que la unidad de procesamiento de sonido está acoplada a CA, por lo que cuando se cambia a una carga, el capacitor se descargará). Otra fuente de ruido podría ser el pulso real creado por la MCU para activar el relé. La onda cuadrada tiene un rico contenido armónico que puede acoplarse fácilmente a la ruta de audio.

Este circuito, por lo que puedo entender, usa un FET que cambia justo antes del relé y crea una ruta de baja impedancia a tierra que permite que cualquier capacitor en la salida se descargue y silenciará la señal conduciéndola a tierra mientras el interruptor toma lugar. El diodo está ahí para proteger el FET (no estoy seguro de eso).

La cuestión es que el 2N7000, como todos los demás MOSFET, tiene un diodo de cuerpo que comenzará a conducir mientras la señal está en el ciclo negativo, si es más grande que su voltaje directo. Dado que la unidad de procesamiento de sonido está acoplada a CA, esto significa que habrá voltaje negativo presente y el diodo debe conducir en picos que cuadrarán la forma de onda, causando distorsión. ¿Hay una manera fácil y rápida de resolver esto reemplazando el FET con algún otro dispositivo? Me imagino que podría DC sesgar la señal tan alto que nunca se recortará, sino que no lo hará si es posible.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Información útil. Lo que no entiendo es la disposición del diodo-condensador en la puerta y la fuente del MOSFET. Me parece que no hay una forma confiable de que se descargue la capacitancia de la puerta. ¿Eso simplemente depende de las corrientes de fuga para mantener baja la puerta?
@Dzarda Soft turn-off, es una "característica". JAJAJA
@Dzarda: podría poner en paralelo una gran resistencia a C3, como 500K 1M o algo así como esos números. Funcionará de la misma manera que el voltaje se acumulará cuando la MCU esté alta (perdón). Supongo que el valor exacto tendrá que determinarse experimentando porque un valor demasiado alto significará un apagado lento.
@ usuario34920 Exactamente. Entonces no sé por qué falta tal cosa en su esquema. Su ausencia es "semánticamente" incorrecta.
@user34920: No lo dibujé, esta es la forma que se encuentra en línea. No lo construí completamente todavía. Lo de FET parece un problema.

Respuestas (2)

Si los niveles de la señal son lo suficientemente altos como para tolerar la caída de voltaje adicional de un diodo Schottky (por ejemplo, 0,35 voltios), el siguiente cambio debería resolver el problema de la conducción inversa:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El diodo Schottky indicado, Rohm Semi RB531S-30 , tiene un voltaje directo de 350 mV y un tiempo de recuperación rápido. Está disponible en unidades individuales por menos de US$0,50 por unidad de DigiKey y otros.

Como alternativa, también están disponibles diodos Schottky de pequeña señal y recuperación rápida con una caída de voltaje aún más baja, de hasta 200 milivoltios o menos.

Pero con un diodo en esa posición, el transistor ya no puede silenciar la mitad negativa de la señal de audio cuando se supone que debe estar encendido . También reduce su eficacia en los picos positivos. El OP preguntaba sobre cómo evitar el recorte de picos negativos cuando el transistor está apagado .

Use un FET sin diodo de cuerpo. Suelen ser JFET en lugar de MOSFET. Manejo de menor potencia pero comúnmente utilizado en este rol. El J309 o J310 es una parte que se ha utilizado para esta función en aplicaciones de audio, pero con voltajes de suministro más altos. Es posible que deba cambiar el voltaje de activación de la compuerta para encenderlo y apagarlo correctamente.

¿El problema con estos es que tendré que generar voltaje negativo para poder trabajar con ellos?
Eso tal ves sea el caso. Mis aplicaciones de ellos tenían +/-15V disponibles.
Probablemente podría salirme con la mía usando un jfet de canal P, ¿verdad? No hay tantos disponibles pero hay algunos...
Dependiendo del FET, posiblemente. No sé si 5V es suficiente para cambiar los que están disponibles; Se requiere una lectura detallada de la hoja de datos.
Acabo de pensar en algo... mi señal es tanto positiva como negativa (alrededor de 0V), así que no importa si uso un JFET de canal P o N, en algún momento se cerrarán debido a la polaridad de la señal que hará la puerta en el potencial "incorrecto" para operar como debería.
Reemplazo de un FET para evitar el diodo del cuerpo (conmutación de audio)
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