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ESCUELA DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELÉCTRÓNICA ÁREA DE INFORMÁTICA INDUSTRIAL LABORATORIO No. 3 DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I POLARIZACIÓN DEL TRANSI STOR JFET Y MOSFET PERIODO AGOSTO – DICIEMBRE 2009
OBJETIVOS 1. 2. 3. Analizar el comportamiento del transistor FET en circuitos de polarización. A partir de las mediciones obtenidas, comparar los resultados teóricos con los resultados prácticos. Utilizar herramientas de simulación para analizar el comportamiento de los circuitos implementados. MATERIALES • • • •1 Transistor JFET 1 Transistor MOSFET (enriquecimiento) Resistencias según los diseños. Pinzas, pelacables, protoboard, cables para protoboard.
Fig. 1. Curva característica de un transistor JFET
Región de corte: En esta región la intensidad entre dreno y fuente es nula (ID =0). En este caso, la tensión entre puerta y fuente es suficientemente negativa lo que hace que las zonas de inversión se bloqueen y estrangulen el canal, cortando la corriente entre dreno y fuente. En las hojas técnicas se denomina a esta tensión como de estrangulamiento o pinchoff y se representa por VGS(off) o Vp. Región de saturación: En esta región, de similares características que un BJT en la región lineal, el JFET tiene unas características lineales que son utilizadas en amplificación. Se comporta como una fuente de corriente controlado por la tensión VGS cuya ID es prácticamente independiente de la tensión VDS. La ecuación que relaciona la ID con la VGS se conoce como ecuación cuadrática o ecuación de Schockley que viene dada por:
Alternativas para JFET (canal n): K161, K163, K192, K35, K49 (grupos 451, 459 y 312 del manual ECG). Alternativas para MOSFET: 3N175, 3N176, 3N177 (grupos 465 y 490 del manual ECG). INTRODUCCIÓN Los transistores de efecto de campo o FET (Field Electric Transistor) son particularmente interesantes en circuitos integrados y pueden ser de dos tipos: transistor de efecto de campo de unión o JFET y transistor de efecto de campo metaloxido semiconductor (MOSFET). Son dispositivos controlados por tensión con una alta impedancia de entrada (1012 Ω). Ambos dispositivos se utilizan en circuitos digitales y analógicos como amplificador o como conmutador. Sus características eléctricas son similares aunque su tecnología y estructura física son totalmente diferentes. A. Transistor JFETLa polarización de un JFET exige que las uniones pn se encuentren inversamente polarizadas. En un JFET de canal n, o NJFET, la tensión de dreno debe ser mayor que la de fuente para que exista un flujo de corriente a través del canal. Además, la puerta debe tener una tensión más negativa que la fuente para que la unión pn se encuentre polarizada inversamente. Estas polarizaciones se indican en la figura 1. Las curvas de características de un JFET son muy similares a las curvas de los transistores bipolares. Sin embargo, los JFET son dispositivos controlados por tensión a diferencia de los bipolares que son dispositivos controlados por corriente. Por ello, en el JFET intervienen como parámetros: I D
I D =I DSS⋅1−
V GS VP
1
El término Vp es la tensión de estrangulamiento y la I DSS es la corriente de saturación. Esta corriente se define como el valor de ID cuando VGS=0, y esta característica es utilizada con frecuencia para obtener una fuente de corriente de valor constante (IDSS). La ecuación anterior en el plano ID y VGS ...
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