Polarización JFET

CIRCUITOS DE POLARIZACION
DE TRANSISTORES JFET



RESUMEN: En este documento se presentará el estudio y análisis que se realizó de tres diferentes circuitos de polarización para los transistores JFET; circuitos de polarización fija, automática y por división de tensión. Para esto es necesario obtener el punto de operación “Q” de cada circuito, que, para este tipo de transistores, seobtiene de la intersección de la curva de transconductancia con la curva de polarización determinada a partir de los elementos externos del circuito conectado al JFET.

PALABRAS CLAVE:
JFET: (Junction Field-Effect Transistor). Dispositivo electrónico donde las variables para controlar la polarización vienen dadas por la corriente de drenaje ID, VDD y VDS.
Voltaje de pinchado (pinch off): es latensión de estrangulamiento del canal del transistor JFET.
Curva de transconductancia: muestra la relación entre ID y VGS a partir de la corriente de saturación, el voltaje de pinchado y la ecuación de Shockley.


INTRODUCCIÓN

Como el objetivo de este documento es presentar los resultados obtenidos en la práctica que permiten el estudio de ciertas configuraciones eléctricas quedeterminan el punto de operación “Q” dado por la polarización utilizada para los transistores JFET, se debieron, primero que nada, medir ciertas magnitudes eléctricas características de dicho tipo de dispositivo electrónico y del circuito de polarización externo (se midió el voltaje de pinchado, la corriente de saturación y los voltajes presentes en las resistencias utilizadas y el valor de las mismas, asícomo el valor de VGS y la corriente IDS). Con estos valores obtenidos se es capaz de graficar la curva de transconductancia propia de cada configuración eléctrica y la curva de polarización dada por el circuito conectado al JFET. Con la intersección de dichas graficas se obtiene el punto de operación “Q” del transistor, que es determinado por el valor de IDQ, obtenido directamente de lainspección e interpretación de la grafica. Todo este análisis se repitió para las tres diferentes configuraciones que permiten la polarización del dispositivo utilizado (JFET modelo 2N4416), polarización fija, polarización automática y polarización por divisor de tensión.

CIRCUITOS DE MEDICION




















Figura 1. Circuito de medición 1.
Circuito de polarización fija.Figura 2. Circuito de medición 2.
Circuito de polarización automática.




Figura 3. Circuito de medición 3.
Circuito de polarización por división de tensión.



RESULTADOS EXPERIMENTALES

3.1 CIRCUITO DE POLARIZACION FIJA

Para este tipo de configuración se utilizo el Circuito de Medición 1 para la posterior obtención de datos experimentales. Como primer paso se midió el valorreal de RD, el cual se presenta en la siguiente tabla.

Tabla 1. Resistencias utilizadas.

Parámetro
Valor Obtenido
RD(kΩ)
2.159

Seguidamente, se obtuvieron los valores prácticos de la diferencia de potencial presente en la resistencia RD, VGS y el voltaje de pinchado del JFET. Con estos valores es posible calcular el valor de la corriente de saturación del transistor al variar elpotenciómetro, que viene dada por la relación descrita en la ecuación 1, presente en Anexos. Estos resultados están presentes en la siguiente tabla.

Tabla 2. Mediciones y cálculos para polarización
fija de un transistor JFET.

Mediciones
VRD(V)
13.689
VP(V)
-3.042
VGS(V)
0
Valores Calculados
IDSS(mA)
6.327

Con los valores obtenidos en la tabla anterior se graficó la curva detransferencia del JFET para esta configuración, esta curva está basada en la ecuación de Shockley (ecuación 2, Anexos). Dicha gráfica se muestra a continuación.



Figura 4. Curva de transconductancia.
Circuito de polarización fija.

Con la curva de transconductancia trazada es posible determinar de manera gráfica el valor de IDQ con el valor ya conocido de VGS. En la siguiente tabla se...