Polarizacion de jfet

POLARIZACION DEL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNION J-FET
(JUNTION FIELD EFFECT TRANSISTOR)

TEORIA PREVIA

El transistor de efecto de campo (JFET) tiene las siguientes ventajas y desventajas con respecto del transistor bipolar

VENTAJAS

- su impedancia de entrada es extremadamente alta (típicamente 100M[pic] o más).
- Su tamaño físico es aproximadamente un 20 o 30% delespacio que ocupa un BJT. Esto lo hace idóneo para su integración en gran escala, sobre el MOSFET que es más pequeño que el JFET.
- Su consumo de potencia es mucho más pequeña que la del BJT.
- Su velocidad de conmutación es mucho mayor que la del BJT.
- Es menos ruidoso que el BJT, esto lo hace idóneo para amplificadores de alta fidelidad.
- Es afectado en menor grado por latemperatura.

DESVENTAJAS

- Su ganancia de voltaje es mucho menor que en el BJT.
- Es susceptible al daño en su manejo, sobre todo el MOSFET.
- Su ancho de banda o respuesta en frecuencia es menor que en el BJT.

CONSTRUCCIÓN

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FUNCIONAMIENTO

1.- VGS = 0 y VDS variable

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El canal n se comporta como una resistencia cuyo valor depende delvoltaje existente entre D y S. Cuando VDS llega a ser lo suficientemente grande la corriente iDS comienza a ser constante, VDS puede incrementarse hasta BVDS0 (punto en el que ocurre el rompimiento por avalancha), la nomenclatura significa “voltaje de ruptura entre D y S con VGS = 0”.

La curva que se obtiene para cuando se mantiene en corto las terminales de Gate y Source,mientras varia el voltaje entre Dren y Source, es la siguiente:

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IDSS = Corriente entre D y S con VGS = 0.
VPO = Voltaje entre D y S a partir del cual la corriente comienza a ser constante. Aquí comienza la región de saturación
BVDS0 = Voltaje de ruptura entre D y S con VGS = 0.

NOTA: Como el canal N se comporta como una resistencia a medida que se incrementa VDS, entonces elmismo potencial presente en el canal hace que se forme una región de agotamiento o campo eléctrico que va incrementándose en intensidad hasta que se cierra por completo en el punto A, cualquier aumento posterior en la tensión VDS mantendrá al potencial de A con respecto de tierra constante, razón por la cual la corriente iDS comienza a ser constante.

2.- VGS y VDS variables:

El voltaje VGSes negativo en los FET`S de canal N, esto para controlar la anchura del canal, a medida que se incrementa VGS negativamente se origina una región de agotamiento entre compuerta y fuente que va reduciendo la corriente iDS gradualmente:

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Denotaremos por VPX a un voltaje cualquiera producido bajo la condición de un voltaje VGS de valor “x” y en el cual la corriente comienza ahacerse constante (saturarse). La relación existente entre el nuevo VPX y cualquier VGS es:

VPX = Vpo + VGS

BVDSX = BVDS0 + VGS

El canal se cierra por completo cuando VGS = VGsoff, en este momento la corriente iDS es aproximadamente cero.

CURVA DE TRANSCONDUCTANCIA

Es una grafica de la corriente de salida en función del voltaje de entrada.

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La ecuación querepresenta a esta curva es:

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ó iDS = IPO[pic]

donde IDSS = IPO y VGSoff = -Vpo

Algunos parámetros importantes del FET son los siguientes:

IDSS = Corriente de saturación entre D y S con la tensión VGS = 0.
VGSoff = Voltaje que produce la oclusión o cierre del canal.
IGSS = Corriente inversa de saturación entre G y S con VDS = 0.
BVDS0 = voltaje de rupturaentre D y S con VGS = 0.
BVGSS = Voltaje de ruptura entre G y S con VDS = 0.
(YfS( = Admitancia de transferencia directa para source común con VGS = 0.

EJERCICIO:

El JFET 2N5457 tiene los siguientes parámetros:
IDSS = 5mA
VGSoff = -6V
IGSS = 1nA
BVGSS = -25V
(YFS ( = (gFS ( = 5000 (S

1.- Obtener la ecuación de la curva de transconductancia.

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2.- Obtener...