Laboratorio N 07: EL TRANSISTOR UNIPOLAR FET

Primo Flores Alexander Luis 2012024AFacultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Universidad Nacional de IngenieraLima, PerINTRODUCCINEl siguiente componente que vamos a estudiar es el transistor unipolar o FET (fieldeffect transistor). El FET de unin fue descrito por primera vez en 1952 por Shockley y se llam FET de unin o JFET. Ms adelante se desarroll el FET de puerta aislada (insulatedgate FET) o MOSFET (metal-oxide semiconductor FET). Este ha sido el artfice de los circuitos digitales de alta velocidad y bajo consumo.

I. OBJETIVO

Estudiar las caractersticas de polarizacin de los transistores unipolares de efecto de campo (FET).

Determinar la operacin del FET en seal alterna.

Identificar los terminales, sistema de polarizacin, impedancia de entrada.

Identificar los niveles de seale del FET sin distorsin

II. TEORIA El JFETTransistor de efecto de campo de juntura o unin es un dispositivo electrnico, esto es, un circuito que, segn unos valores elctricos de entrada, reacciona dando unos valores de salida. En el caso de los JFET, al ser transistores de efecto de campo elctrico, estos valores de entrada son las tensiones elctricas, en concreto la tensin entre los terminales S (fuente) y G (puerta), VGS. Segn este valor, la salida del transistor presentar una curva caracterstica que se simplifica definiendo en ella tres zonas con ecuaciones definidas: corte, hmica y saturacin.

Mediante la grfica de entrada del transistor se pueden deducir las expresiones analticas que permiten analizar matemticamente el funcionamiento de este. As, existen diferentes expresiones para las distintas zonas de funcionamiento.Para |VGS| < |Vp| (zona activa), la curva de valores lmite de ID viene dada por la expresin: Siendo la IDSSla IDde saturacin que atraviesa el transistor para VGS= 0, la cual viene dada por la expresin:

Los puntos incluidos en esta curva representan las IDy VGS(punto de trabajo, Q) en zona de saturacin, mientras que los puntos del rea inferior a sta representan la zona hmica.Para |VGS| > |Vp| (zona de corte):

Ecuacin de salida

En la grfica de salida se pueden observar con ms detalle los dos estados en los que el JFET permite el paso de corriente. En un primer momento, la IDva aumentando progresivamente segn lo hace la tensin de salida VDS. Esta curva viene dada por la expresin:

Que suele expresarse como

, Siendo:

Por tanto, en esta zona y a efectos de anlisis, el transistor puede ser sustituido por unaresistenciade valor Ron, con lo que se observa una relacin entre la IDy la VDSdefinida por laLey de Ohm. Esto hace que a esta zona de funcionamiento se le denomina zona hmica.A partir de una determinada VDSla corriente IDdeja de aumentar, quedndose fija en un valor al que se denomina IDde saturacin o IDSAT. El valor de VDSa partir del cual se entra en esta nueva zona de funcionamiento viene dado por la expresin:.Esta IDSAT, caracterstica de cada circuito, puede calcularse mediante la expresin:

III. PREGUNTAS3.1.- Realice los clculos empleando un simulador. Ajuste la tensin y frecuencia del generador a los valores de la experiencia.3.2.-Simule el circuito y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento para ambos circuitos considerando todos los valores resistivos dados.Simulacin:1.-Armar el circuito de la figura 1. 2.-Teniendo cuidado de verificar la conexin del JFET, medir el punto de operacin, tomando las tensiones de los terminales del transistor respecto a tierra, las corrientes tomadas en forma indirecta (VRS/IRS).

Simulando el circuito obtenemos los siguientes valores:Rs=1K RS=5.6K RD=3.3K RD=5.6K

VD 1.509V 8.817V 7.005V 9.188V

VS 1.049V 1.782V 1.648V 1.657V

VG 2.829uV 10.323uV 8.368uV 11.131uV

3.-Con el circuito original, aplicar una seal Senoidal de 50mVoltios (pico) a una frecuencia de 1Khz y determinar la Ganancia de tensin midiendo la salida V0 = 150.973mV

4.-Retirar el condensador Cs= 500uf y determinar la Ganancia de tensin.

V0/Vi=AV=24,9/20=1.2455.-Armar el circuito de la figura mostrada (fig. 2), dando el punto Q y la ganancia de tensin.

La ganancia de tensin ser AV= V0/Vi =550/50=11 En este circuito la seal se amplifica enormemente.

IV. EQUIPOS MATERIALES

NTE312 DATASHEET

V. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

VI. BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/JFET http://es.wikiversity.org/wiki/Transistor_JFET http://www.unicrom.com/Tut_Caracteristicas_electricas_JFET.asp