Laboratorio no. 4 Electrónica II Polarización FET “polarización “polarización fija, auto polarización y polarización polarización por división división de tensión”.
Los transistores transistores de efecto de campo (FET) tiene ciertas características diferentes a los BJT como la forma de controlarlos ya que se controlan por el VGS, una impedancia de entrada alta, inmunidad a la radiación, genera menos ruido, mayor estabilidad térmica y algunas desventajas como menos ancho de banda y ganancia menor a la del BJT. BJT. I.
que la tensión VGS debe ser negativa en un NJFET (positiva en un PJFET) que exige unos circuitos de polarización característicos para este tipo de dispositivos. dispositivos. En este apartado se presentan uno de los circuitos más utilizados: polarización simple ó fija (Figura 153), se utiliza una fuente de tensión externa para generar una VGS<0.
Objetivo general.
Identificar las características de un transistor FET comparando los datos medidos y los de la tabla de datos suministrados por el fabricante. II.
Objetivos específicos.
-
Utilizando la polarización fija encontrar los valores de IDSS (ID máximo) y VP (VGS máximo). - Graficar ID/VGS para encontrar los valores de IDQ (corriente óptima para el trabajo de trabajo del transistor) y VGSQ (voltaje óptimo para el trabajo de trabajo del transistor). - Realizar la auto polarización y comprobar que los datos encontrados de IDQ y VDSQ son los correctos.
POLARIZACIÓN MEDIANTE DIVISOR DE VOLTAJE.
III.
Tal como lo hicimos para el BJT, la polarización del JFET se puede realizar por divisor de voltaje.
Marco teórico:
CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓN FIJA. Los circuitos básicos que se utilizan para polarizar los BJT se pueden emplear para los MOSFET. EL JFET tiene el inconveniente de
Su construcción básica es exactamente la misma, pero el análisis en DC es muy diferente. Puesto que, la corriente de la compuerta (IG) es de cero amperios mientras
que para el BJT la corriente de la base (IB) afecta los niveles de DC de la corriente y del voltaje tanto para el circuito de entrada como el de salida. Pues IB proporcionaba la relación entre el circuito de entrada y el de salida mientras que el VGS hará lo mismo para el JFET.
Cuando ID sea cero el valor de VGS será igual a VG y cuando VGS sea cero, ID será igual a la relación VG sobre RS. De acuerdo a la figura No. 5.4, si RS se incrementa, entonces la recta cruzará por un valor menor de ID cuando VGS sea cero. Pero esto ocasionará niveles menores de estabilidad de los ID y más negativos de VGS. VDS = VDD – ID ID (RD + RS) (5.4) IR1 = IR2 = VDD / (R1 +R2) (5.5) ( 5.5)
Polarización por divisor de voltaje de un JFET
Entonces, realizando el análisis de la misma forma que para un BJT, tenemos: VG = R2 * VDD / R1 + R2 (5.1) Luego, aplicando las leyes de Kirchhoff, y teniendo en cuenta que IR2 = IR1, entonces podremos encontrar el valor del voltaje de la compuerta: VG. VG – VGS VGS – VRS VRS = 0 (5.2) VGS = VG – VRS VRS Sustituyendo a VRS = IS * RS = IDRS, tenemos: VGS = VG – IDRS IDRS (5.3) Los valores VG y RS los fija la red. Y la ecuación No. 5.3 corresponde a una línea recta en el plano de ID – VGS. VGS.
Gráfica de JFET polarizado por divisor de voltaje. Tomado de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/20141 9/contLinea/leccin_21_configuraciones_de_p olarizacin_del_fet.html
IV.
Diagrama polarización fija.
eléctrico
Medidas experimentales: Polarización fija.
Auto polarización:
La usamos para hallar los valores de IDSS y VP. Como la corriente en G debe ser muy pequeña RG debe ser muy grande RG>500K. y basándonos en la hoja de datos asumimos IDSS=3.1mA y el voltaje VDS=10v. VDD=15v IDSS=3.1mA VDS=10v VD=5v VS=0v RD= VD/IDSS=5v/3.1mA=1.61Kohm VD/IDSS=5v/3.1mA=1.61Kohm VG=VGS+VS=VGS+0=VGS En esta configuración encontramos que cuando VGS=0 ID es máximo (IDSS) y cuando IDSS=0 VGS es máximo (VP). ID=IDSS (1-(VGS/VP))
ID(mA)
IDSS
VGS(v) 3,1
0
2,37
-0,2
1,74
-0,4
1,21
-0,6
0,775
-0,8
0,435
-1
0,193
-1,2
0,048
-1,4
0
-1,6
4 3 2 1 0 -2
-1.5
-1
-0.5
0
Medidas experimentales:
Voltaje drenaje fuente(VDS)
Auto polarización.
V.
Voltaje en fuente (VS)
Voltaje
de
drenaje
Diagrama eléctrico polarización.
auto
(VD) Ahora para encontrar los valores de IDQ y VDSQ tenemos que VGS=-IDRS tomamos un valor de ID y un un valor de VGS trazamos una línea y en el punto donde se intersecta la curva y la línea queda IDQ y VDSQ.
En nuestro caso para ID=0 VGS=0 Para VGS=VP -ID=VGS/RS=-1.6v/1.5K=1,06mA
VG=VGS+IDRS VG= -0,88V+1,5V=0,62V -0,88V+1,5V=0,62V VG=VDD (RG2/(RG1+RG2)) VGRG1+VGRG2=VDDRG2 RG1=VDDRG2-VGRG2/VG RG2=1Mohm RG1=1Mohm (15V-0,69)/O,62 RG1=23,19Mohm Medidas experimentales: experimentales:
Trazamos la línea y encontramos IDQ=0.65mA y VDSQ=-0.88v.
Polarización por divisor de tención.
Diseño auto polarización: VDD=15v, VDS=10v, VS=VDD/10=1,5v, VS=3,5v, VP=-1,6v, IDSS=3,1mA, IDQ=0.65mA y VDSQ=-0,88v. IS=ID RD=VD/IDQ=5,38Kohm RS=VS/IDQ=2,30kohm VI.
Diagrama eléctrico polarización por división de tención.
Voltaje drenaje-fuente (VDS)
Diseño polarización por división de tención: VDD=15v, VDS=10v, VS=VDD/10=1,5v, VS=3,5v, VP=-1,6v, IDSS=3,1mA, IDQ=0.65mA y VDSQ=-0,88v. IS=ID RD=VD/IDQ=5,38Kohm RS=VS/IDQ=2,30kohm
Corriente de drenaje (ID) Voltaje drenaje (VD)
VII.
Conclusiones:
VIII.
Bibliografías.
Voltaje fuente (VS)
-
Circuitos micro electrónicos análisis y diseño RASHID.
