Amplificador jfet

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INTRODUCCIÓN

La acción de los transistores de efecto de campo se presenta por primera vez en la década de1920, mucho antes de que los transistores de unión bipolar aparecieran, sin embargo, debido a las limitaciones de los conocimientos de fabricación no se prosiguió su producción. Luego el transistor de unión bipolar estaba en auge por lo que mucho después, a comienzos de la década de 1960,otros mejoramientos de los procesos de fabricación hicieron que el FET llegara a ser una realidad práctica.

Hay dos tipos básicos de unidades de efecto de campo:

El transistor de unión de efecto de campo (JFET) y
El transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido (MOSFET).

En este laboratorio trabajaremos con el diseño del amplificador de efecto de campo JFET.

OBJETIVOS• Diseñar un amplificador con el transistor de efecto de campo JFET con las características dadas en el laboratorio.
• Simular el circuito en PSpice, para corroborar que el diseño está bien realizado.
• Simular las gráficas para observar la ganancia a frecuencias medias y las frecuencias baja y alta.

CONCLUSIONES

• El JFET tiene una resistencia de entrada muy alta perocomparada con la Rin MOSFET es baja por lo que el JFET sea un poco obsoleto.
• El JFET encuentra un número limitado de aplicaciones en el diseño de circuitos discretos, principalmente como amplificador de elevada resistencia de entrada y como conmutador analógico.
• Al simular el circuito con PSpice confirmamos que el diseño estaba bien elaborado.

1. MARCO TEÓRICO

ESTRUCTURA DELDISPOSITIVO
Al igual que otros tipos de FET, el JFET se fabrica en dos polaridades: canal n y canal p. En la figura 1 se ilustra una estructura simplificada del JFET de canal n. Consta de una placa de silicio de tipo n con regiones tipo p difundidas en sus dos costados. La región n es el canal y las regiones p están eléctricamente conectadas juntas y forman la compuerta. La operación del dispositivoestá basada en la polarización inversa de la unión pn entre compuerta y canal. De hecho, es la polarización inversa de esta unión la que se usa para controlar el ancho del canal y por lo tanto la circulación de corriente de dren a fuente. El importante papel que esta unión pn desempeña en la operación de FET ha dado lugar a su nombre: transistor de unión de efecto de campo (JFET).

Figura 1.Debe ser obvio que un dispositivo de canal p se puede fabricar con sólo invertir todos los tipos semiconductores, con lo que se usa silicio tipo p para el canal y silicio tipo n para las regiones de la compuerta..

En las figuras 2 y 3, se muestran los símbolos de circuitos para los JFET de ambas polaridades. Observe que la polaridad del dispositivo (canal n o canal p) está indicada

por ladirección de la línea de la punta de flecha de la compuerta. Esta punta de flecha apunta en la dirección directa de la unión pn entre compuerta y canal. Aun cuando el JFET es un dispositivo simétrico cuya fuente y dren se pueden intercambiar, es útil, en el diseño de circuitos, designar uno de estos dos terminales como fuente y el otro como dren. El símbolo de circuito logra esta designaciónal colocar la compuerta más cerca de la fuente que del dren.

Figura 2. Figura 3
OPERACIÓN FÍSICA
Considere un JFET de canal n, mirar la figura 4. Con vGS = 0, la aplicación de un voltaje vDS hace que circule corriente de dren a la fuente. Cuando se aplica un voltaje

negativo vGS, la región de agotamiento entrecompuerta y canal se hace proporcionalmente más angosto; entonces aumenta la resistencia del canal y la corriente iD (para un vDS dado) se reduce. Como vDS es pequeño, el canal es casi de ancho uniforme. El JFET está simplemente operando como una resistencia cuyo valor está controlado por vGS. Si seguimos aumentando vGS en la dirección negativa, se llega a un valor al que la región de...
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