Texas Instruments JFE2140EVM JFET评估模块 (EVM) 设计用于对JFE2140器件进行基本功能评估。JFE2140是一款双通道超低噪声低栅极电流音频N通道JFET。Texas Instruments JFE2140EVM采用闭环前置放大器配置，在±5V分立式电源上提供60dB增益。可以针对各种电路配置对用户进行修改。

数据手册：*附件：Texas Instruments JFE2140EVM JFET评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

• 用于输入和输出的SMA连接
• 电阻器和电容器通孔和表面贴装焊盘选项，用于关键信号路径
• 方便访问所有相关节点的测试点
• 用于电源和偏置节点的香蕉插头连接

板布局

JFE2140EVM评估模块技术解析：超低噪声JFET前置放大器的设计与应用

产品概述

JFE2140EVM评估模块是德州仪器(TI)推出的一款专为高性能音频和传感器信号调理设计的评估平台，基于JFE2140匹配对离散JFET器件。该模块采用SOIC-8封装，提供完整的超低噪声前置放大器解决方案，特别适合需要极高信噪比的应用场景。

‌核心特性‌：

• ‌超低噪声性能‌：0.9nV/√Hz输入参考噪声(5mA偏置时)
• ‌灵活偏置调节‌：工作电流可调范围50μA至20mA
• ‌专业级接口‌：SMA和XLR双输入/输出连接方式
• ‌多功能测试点‌：关键节点均设有测试点便于测量
• ‌可扩展设计‌：提供电阻/电容焊盘选项用于信号路径优化

评估模块硬件设计

1. 电源架构设计

‌供电系统配置‌：

• ‌默认双电源‌：±5V供电(VDD=+5V, VSS=-5V)
• ‌关键电源管理‌：
  • 100nF陶瓷电容(C1,C2)用于高频去耦
  • 10μF电解电容(C3,C14)用于低频滤波
  • 2.5kΩ电阻(R1,R2)建立偏置电压

‌热管理要点‌：

• 推荐环境温度：15°C至35°C
• 高偏置电流时需监控Q1(JFE2140)温升

2. 信号路径设计

‌输入电路‌：

• 交流耦合输入通过10μF电容(C3)
• 1MΩ电阻(R13)设置栅极偏置电压
• SMA接口(J1/J8)和测试点(Vin)并行接入

‌输出电路‌：

• OPA202运放构成增益级
• 49.9Ω隔离电阻(R3)提升容性负载驱动能力
• 输出电压范围：±2V(相对于中电源电压)

关键电路分析

1. 超低噪声前置放大器

评估模块核心电路为闭环前置放大器：

• ‌第一级‌：JFE2140构成共源放大器
• ‌第二级‌：OPA202运放提供主增益
• ‌反馈网络‌：R37(10kΩ)和R15(10Ω)设定1001V/V增益
• ‌尾电流源‌：典型值2mA(通过R19/R22设置)

‌性能指标‌：

• 中频增益：60dB(1000V/V)
• 带宽特性：-3dB带宽约100kHz
• 输入阻抗：1MΩ(由R13决定)

2. PCB布局要点

专业六层板设计：

1. ‌顶层‌：
   • 关键信号路径最短化
   • 对称差分走线布局
   • 电源去耦电容靠近器件引脚
2. ‌内层‌：
   • 完整地平面降低噪声
   • 电源层分割设计
   • 多过孔连接降低阻抗
3. ‌测试点分布‌：
   • 20个多功能测试点覆盖所有关键节点
   • 黑色TH测试点便于示波器连接

典型应用场景

1. ‌专业音频设备‌：
   • 麦克风前置放大器
   • 黑胶唱头均衡放大器
2. ‌医疗仪器‌：
   • 生物电信号采集(ECG/EEG)
   • 超声探头接口电路
3. ‌科学测量‌：
   • 应变片信号调理
   • 光电探测器接口

评估指南

1. 快速启动步骤

1. 连接双电源：
   • J1.3接+5V，J1.1接-5V
   • 最大供电电压±18V
2. 信号输入连接：
   • 单端模式：J1(SMA IN+)，J3接地
   • 差分模式：J1/J3差分输入
3. 输出测量：
   • SMA接口J8或测试点Vout
   • 典型输出幅度1Vpp(对应1mVpp输入)

2. 配置建议

• ‌增益调整‌：修改R37/R15比值
• ‌带宽优化‌：调整C10-C13电容值
• ‌偏置设置‌：通过R19/R22调节尾电流
• ‌ESD防护‌：操作时佩戴防静电手环