Informe previo POLARIZACION POLARIZACION JFET I. MARCO MARCO TEORICO
En los transistores bipolares, una pequeña corriente de entrada (corriente de base) controla la corriente de salida (corriente de colector); en los casos de los FET, es un pequeño voltaje de entrada que controla la corriente de salida. La corrie corriente nte que circu circula la en la entrad entrada a es enera eneralme lmente nte despr desprec eciab iable le (menos de un pico amperio). Esto es una ran ventaja, cuando la señal proviene de un dispositivo tal como un micr!fono de condensador o un tran transd sduc ucto torr pie" pie"o o el#c el#ctr tric ico, o, los los cual cuales es prop propor orci cion onan an corr corrie ient ntes es insinificantes. Los FET, b$sicamente son de dos tipos% & El transistor de efecto de campo de 'untura o 'FET. 'FET. & El tran transi sist stor or de efec efecto to de camp campo o con con comp compue uert rta a aisl aislad ada a o IFE IFET T, tamb tambi# i#n n cono conoci cido do como como semi semico cond nduc ucto torr de !id !ido o de meta metal, l, *+, *+, o simplemente *+FET. El 'FET
El 'FET 'FET est$ est$ cons constit titui uido do por por una una barra barra de silic silicio io tipo tipo - o cana canall -, introducido en una barra o anillo de silicio tipo tal como se muestra en la Fi. / Los termin terminale ales s del del canal canal - son denomi denominad nados os 0surti 0surtidor dor11 (+234 (+234E) E) 5 0drenador1 (63/I-). El anillo forma el tercer terminal del 'FET llamado compuerta (/TE).
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Informe previo Inicialmente circula una corriente por la compuerta, pero posteriormente la corriente circula 7nicamente desde el surtidor al drenador sin cru"ar la juntura -.
El control de esta corriente se efect7a por medio de la aplicaci!n de un voltaje de polari"aci!n inverso, aplicado entre la compuerta 5 el surtidor (8), formando un campo el#ctrico el cual limita el paso de la corriente a trav#s del canal - (Fi.9). /l aumentar el voltaje inverso, aplicado a la compuerta, aumenta el campo el#ctrico, 5 la corriente de urtidor a drenador disminu5e. Tambi#n se constru5en 'FET con barra de silicio tipo 5 anillos de silicio tipo -, denomin$ndose 0'FET canal 1. El voltaje aplicado entre el drenador 5 el urtidor (86), no debe sobrepasar el voltaje de ruptura (t:picamente <8) porque destruir:a el dispositivo. i se aplica polari"aci!n directa a la compuerta, circular$ una alta corriente por la compuerta que puede destruir el 'FET si no est$ limitada por una resistencia en serie con la compuerta. olari"aci!n del 'FET /lunas de las formas t:picas de polari"aci!n de un 'FET son las siuientes% & olari"aci!n fija o de compuerta & /uto polari"aci!n & olari"aci!n por divisor del voltaje
a) olari"aci!n fija FIEE - UNMSM
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/l iual que en el 9'T, la malla de entrada es la que polari"a al 'FET, en este caso la malla de compuerta. 4abe mencionar que para este dispositivo la corriente de reposo es fijada por el voltaje de compuerta
/n$lisis% El voltaje en la compuerta siempre ser$ neativo respecto al terminal de ource en un 'FET de canal -% VGS
= VG ( + ) − V S ( − )
/n$lisis en la malla de compuerta% Le5 de voltajes de =irc>off en la malla de compuerta VGS
+ VRG + V GG =
0
4omo se supone que la uni!n compuerta ? fuente este polari"ada inversamente, entonces sinifica que no eiste corriente 5 por lo tanto 83@< VGS = −V GG
Esta ecuaci!n representa la recta de polari"aci!n
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6e la fiura se observa la ran inestabilidad que puede eperimentar el punto de operaci!n para el caso de los posibles cambios en los par$metros que puede presentar un FET Este tipo de polari"aci!n es la forma menos recomendable de polari"ar un 'FET 5a que el punto de operaci!n (I6A, 86A) es bastante inestable /n$lisis en la malla del drenador% or le5 de voltaje de =irc>off% −V DD + VRD + V DS =
0
En t#rmino de la corriente de drenador%
V DD
=
V DD
I DS RD
− V DS
R D
Ecuaci!n de la recta de cara en 44
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+ VDS
= I DS
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b) /uto polari"aci!n
L8= en malla de compuerta% V RG
+ VGS + V RS =
VGS
+
RS iDS
⇒
i DS
=−
=
0
0
V GS RS
Esta es la ecuaci!n de la recta de polari"aci!n. Esta recta tiene pendiente neativa 5 pasa por el orien, como se observa en la fiura%
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La recta B representa una 3 pequeña 5 proporciona un elevado valor de m, ideal para una buena anancia de corriente, la desventaja es la inestabilidad debido a los cambios en los par$metros del 'FET La recta C ofrece las mejores condiciones. En esta recta la 3 puede llamarse !ptima 5a que esta recta pasa por el centro de una de las curvas de transconductancia La recta D produce buena estabilidad del punto de operaci!n, pero produce valores bajos de m que se traducen en una baja anancia de corriente /n$lisis en la malla del drenador% L8= en la malla de compuerta% −V DDVRD + vDS + VRS =
V DD
=
iDS ( RD
⇒ i DS =
+
V DD R D
RS ) + vDS − vDS +
RS
Esta es la ecuaci!n de la recta de cara en 44
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c) olari"aci!n por divisor de voltaje
ara simplificar el an$lisis en la malla de compuerta encontraremos el circuito equivalente de T>#venin para facilitar el trabajo
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Informe previo L8= en la malla de compuerta% −V + V RG + vGS + VRS =
VGG = iDS RS + vGS
VGG − vGS
⇒ i DS =
0
RS
Esta ecuaci!n representa la ecuaci!n de la recta de polari"aci!n. Es una recta con pendiente neativa 5 con la ordenada en el orien a V GG RS
como se observa en la fiura
6e la fiura puede observarse que este tipo de polari"aci!n es mejor que las dos anteriores debido a que ΔI6A es menor, sin embaro para conseuir eso es necesario aplicar valores elevados de 8 66 para que 8 sea lo m$s rande posible 5 as: el punto de operaci!n sea estable /n$lisis en la malla del drenador V DD V DD
=
= VRD + VDS + VRS
iDS ( RD
i DS
=
+
V DD RS
RS ) + VDS
− V DS +
RD
Esta es la ecuaci!n de la recta de cara
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II.
CIRCUITO EXPERIMENTAL
Trabajaremos con el siuiente circuito
ara esto debemos >aber polari"ado correctamente los dos transistores 2na buena polari"aci!n se da cuando en el caso de un 9'T el voltaje entre colector 5 emisor es aproimadamente la mitad del voltaje suministrado 5 el voltaje de 3E es aproimadamente la d#cima parte del voltaje suministrado En el caso de un 'FET el voltaje entre drenador 5 surtidor deber:a ser la mitad del voltaje suministrado 5 el voltaje de 3 la d#cima parte del voltaje suministrado
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Informe previo ara obtener estos valores aproimados debemos encontrar resistencias adecuadas
C-CCCC 3D 3 3E 34 83E 84 E I4
.GH BGH B
C-DKB 3B 3C 36 3 86 836 I6
J.K*H D.D*H DD
Lueo se trabajar$ con corriente alterna con el siuiente circuito%
Los valores de los condensadores que se usar$n ser$n los siuientes%
4i 4s 4oB FIEE - UNMSM
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<.B F B< F BF
las
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