Der FET im Elektret-Mikrofon

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Wie sieht es eigentlich in einem Elektret-Mikrofon aus? Ein Mikro musste geopfert werden, um diese Frage zu klären. Außer der dünnen, metallisierten Elektret-Folie findet man eine Metallplatte, die zweite Platte des Kondensatormikrofons. Und einen ganz besonderen Feldeffekttransistor.

Der FET hat ein SMD-Gehäuse. Die aufgedruckte Typenbezeichnung ist J36. Source und Drain liegen an den äußeren Anschlüssen. Das Gate steht frei und hat im zusammengebauten Zustand Kontakt zur isolierten Kondensatorplatte.

Um den FET genauer zu untersuchen, wurde seine Kennlinie gemessen. Bei einer Gatespannung von 0 Volt ergibt sich ein Drainstrom von 0,4 mA. Ab ca. -0,3V sperrt der FET. Bei Gatespannungen über 0 V findet man eine Steilheit von ca. 6 mA/V. Es handelt sich offenbar um einen FET mit isoliertem Gate, den man ansonsten als Einzelhalbleiter kaum noch bekommt. Nur Sperrschicht-FETs wie der BF245 sind sehr verbreitet.

Normalerweise ist es ein Problem, einen FET bei völlig offenem Gate zu betreiben, denn es könnte sich auf eine zufällige Spannung aufladen. Wie wird hier der Arbeitspunkt festgelegt? Auskunft gibt der "Fingertest" in einer einfachen Verstärkerschaltung. Wenn man das Gate berührt, wird eine 50-Hz-Brummspannung angelegt. Wenn man dann den Finger zurückzieht, bleibt eine zufällige Spannung stehen. Dann kann man am Oszilloskop (hier mit dem SIOS-Interface am PC) beobachten, wie der Transistor in seinen Ruhezustand zurückkehrt. Beobachtet wurde eine Zeitkonstante von ca. 100 ms. Daraus folgt bei einer geschätzten Eingangskapazität von 1 pF ein Eingangswiderstand von 100.000 MOhm (10 ^11 Ohm). Dieser Widerstand ist also im FET eingebaut. Allein schon dieser Widerstand ist etwas Besonderes. Wer also mal einen riesigen Widerstand braucht, kann ein Elektret-Mikrofon schlachten.

Mit diesem Transistor kann man Verstärker für unterschiedliche Zwecke bauen: Hochohmige Messverstärker, Antennenverstärker, NF-Verstärker usw. Auch Spezialanwendungen für Betriebsspannungen unter 1 V sind denkbar.

Nachtrag: Es ist ein JFET!

Ralf Retter schrieb: "Ich habe auch ein K-Mikrofon zerlegt. Die Typenbezeichnung auf dem Transistor war K596. Es handelt sich hierbei um einen N-Kanal-Sperrschicht-FET. Bei Ihrem Mikro war es der Typ K1109 und bei ganz kleinen Mikrofonen wirds wohl der Typ TF202 sein. Sie können die Datenblätter der Transistoren bei dem Hersteller herunterladen. Der Hersteller ist die Firma Unisonic in Taiwan (www.unisonic.com.tw)."

Stimmt, es ist doch kein MOSFET, sondern ein Sperrschicht-FET. Noch mal nachgemessen: Man findet mit einem Ohmmeter die Gate-Source-Diode. Laut Datenblatt gibt es zusätzlich eine inverse Schutzdiode. Sie besteht anscheinend aus zwei Dioden in Reihe. Aber wenigstens eins stimmte: Einen eingebauten Widerstand erwähnt auch das Datenblatt. Der K1109 wird übrigens in drei Stromgruppen geliefert: J35 (90-180 µA), J36 (150-300 µA), J37 (200-450 µA), das sind jeweils die Drainströme bei der Gatespannung Null.