ELEC

Polarización del FET
J.I, Huircán
Universidad de La Frontera
December 9, 2011
Abstract
Se muestran las redes de polarización …ja y autopolarización para el
JFET. En ambas se plantean la malla de entrada y salida, en conjunto
con la ecuación de Schockley, los datos requeridos son la corriente de
saluración IDSS y el voltaje de estrangulamiento Vp . Para el MOSFET
de enriquecimiento, seopera de la misma forma pero se usa la ecuación
de saturación, son requeridos como datos la constante de fabricación K y
el voltaje umbral VT .

1

Circuito de polarización …ja para JFET

Sea el circuito de la Fig. 1.

RD
RD

RG

VDD

RG
i

VGG

iG

D

VDD

VGG

iG

iD
vDS

vGS

(b)

(a )

Figure 1: Circuito de Polarización …ja para el JFET.
Para la malla deentrada, dado que iG = 0 (la unión compuerta-fuente se
encuentra inversamente polarizada).
VGG
vGS

= iG RG + vGS
=
VGG

Para la malla de salida

1

(1)

VDD
iD

= iD RD + vDS
vDS
VDD
=
+
RD
RD

(2)
(3)

Donde (3) es la recta de carga de salida. Adicionalmente se tiene la ecuación
de Shockley
2
vGS
iD = IDSS 1
(4)
Vp
Donde Vp es la tensión de estrangulacióndel canal, también llamado VGS(OF F )
e IDSS la corriente de saturación, datos provistos por el fabricante.
i
D
VDD
RD
IDSS

v GS

vGS = - V GG
2

IDQ

vGS
v
GS

-Vp

= 0

1

VDD

VDSQ

vGSQ

3

v
DS

Figure 2: Punto de trabajo del JFET.
Para un punto Q dado (IDSQ ; VDSQ ), se determina RD de (2), como
RD =

VDD

VDSQ
IDQ

(5)

De (4), se determina vGS, luego de (1) se obtiene VGG .

2

Circuito de autopolarización para JFET

Un JFET se autopolariza usando un resistor en la fuente, de acuerdo a la Fig.
3. Para la malla de entrada
iG RG + vGS + RS iD
iD
2

= 0
=

(6)
vGS
RS

(7)

RD

iD

RG

VDD

vDS
vGS

iG

RS

Figure 3: Circuito de autopolarización para el JFET.

Para la malla de salida
VDD = vDS + (RD+ RS )iD

(8)

Así la recta de carga de salida será
iD =

VDD
(RD + RS )

vDS
(RD + RS )

(9)

Para un punto Q, (IDQ ; VDSQ ) de (9), se obtiene RD +RS : Usando la relación
(7), se obtiene vGS y luego RS :
Se puede observar que la recta dada por (7) intersecta la curva de la ecuación
de Schockley y de…ne el punto de operación como se muestra la Fig. 4.
ID
IDSS
_

1
RSIDQ

Vp

vGSQ

vGS

Figure 4: Intersección ecuación de Schockley y la malla de entrada.

3

Polarización del MOSFET de enriquecimiento

El MOSFET canal n de enriquecimiento o incremental requiere un voltaje positivo en la compuerta, éste puede ser polarizado de acuerdo al circuito indicado
en la Fig.5a. Luego, planteando la malla de entrada y la malla de salida en la
Fig. 5b. setiene

3

RD

RD

iD

RG

iD

RG

VD D

iG

VD D

RS

VD D

vD S
vG S

iG

RS

(a)

iD

(b)

Figure 5: Polarización del MOSFET Incremental.

VDD
VDD

= iG RG + vGS + iD RS
= iD RD + vDS + iD RS

(10)
(11)

VDD
Donde de (11) se obtiene la recta de carga de salida iD = RDvDS
+RS + RD +RS :
Luego usando la ecuación de funcionamiento del MOSFET parazona activa
se completa el sistema de ecuaciones

VT )

2

(12)

VDD = vGS + iD RS

(13)

iD = K (vGS
Dado iG = 0, el sistema se simpli…ca.

i

D

i

[mA]

[mA]

D

VDD
R D + RS

VDD
RS
_

1
RS

I DQ

I DQ

vGS

3

vGS

2

v GS

VT

VGSQ

VDD

[V]
vG S

VDSQ

= V

GSQ

1

[V]
v
DS

VDD

Figure 6: Punto de operación delMOSFET.
Donde de ()13 se obtiene la recta de carga de entrada iD =

4

vGS
RS

+

VDD
RS :

Para un punto de operación (IDSQ ; VDSQ ), en conjunto con el voltaje umbral
VT y la constante de fabricación K, el sistema (12) y (13) se determina RS y
vGS . Finalmente usando (11) se determina RD .

4

Polarización alternativa de MOSFET de Acumulación

El circuito de la Fig.7a usa un...