tipo de polarizacion del jfet

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORESDE CUAUTITLAN IZCALLI

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Electrónica Analógica I

551 - M

Ing. Lourdes Maldonado López

TIPOS DE POLARIZACIÓN DEL FET

ERIC OMAR HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ 083112059

10 Enero del 2011


TIPOS DE POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNIÓN J-FET

Algunas de las formas típicas de polarización de un JFET son las siguientes:

- POLARIZACIÓN FIJA O DE COMPUERTA- AUTOPOLARIZACIÓN- POLARIZACION POR DIVISIÓN DE VOLTAJE- POLARIZACION POR FUENTE DE CORRIENTE

POLARIZACIÓN FIJA

Al igual que en el BJT, la malla de entrada es la que polariza al JFET, en este caso la malla de compuerta. Cabe mencionar que para este dispositivo la corriente de reposo es fijada por el voltaje de compuerta.

ANÁLISIS

El voltaje en la compuerta siempre será negativo respecto al Terminal de Source en jun JFET de canal N:

VGS = VG (+) – VS (-)


ANÁLISIS EN LA MALLA DE COMPUERTA

Ley de Voltajes de Kirchoff en malla de compuerta.

+VGG + VRG + VGS = 0

Como se supone que la unión compuerta-fuente esta polarizada inversamente, entonces significa que no existe corriente y por lo tanto VRG = 0

VGS = -VGG

Esta ecuación representa la recta de polarización

Esta recta se muestra en la siguiente figura, la cual queda representada por una recta vertical a lado izquierdo del eje de la corriente.

De la figura se observa la gran inestabilidad que puede experimentar el punto de operación para el caso de los posibles cambios en los parámetros que puede presentar un FET aún cuando tratándose del mismo tipo ya que las técnicas de fabricación no son tan perfectas como para que IDSS y VGS off sean constantes de un dispositivo a otro.

Este tipo de polarización es la peor forma de polarizar a un JFET ya que el punto de operación (IDSQ, VDSQ) bastante es inestable.

ANÁLISIS EN LA MALLA DEL DREN

Por Ley de Voltajes de Kirchoff

-VDD + VRD + VDS = 0


En terminos de la corriente de Dren:

VDD = IDSRD + VDS

iDS =

Ecuación de la recta de carga en C.C.

En la figura, el punto de operación depende el punto de operación fijado en la curva de transconductancia.

EJEMPLO: Encontrar la variación del punto de operación para el circuito mostrado:


VDD = 12VVGG = -1VRD = 470RG = 1M

SOLUCION

IDSQmax = 20mA

IDSQmin = 8mA

IDSQ = 11.9mA

AUTOPOLARIZACIÓN

LVK en malla de compuerta

FET 2N5486


A esta ecuación se le conoce como ecuación de la recta de polarización. Esta recta tiene pendiente negativa y pasa por el origen, como se observa en la siguiente figura:

La recta representa una pequeña y proporciona un elevado valor de , ideal para una buena ganancia de corriente, la desventaja es la inestabilidad debido a los cambios en los parámetros del JFEt, como puede observarse.

La recta ofrece las mejores condiciones tales que no compromete la inestabilidad y los valores de transconductancia, es decir, no se sacrifican una u otra.

La recta produce buena estabilidad del punto de operación, sin embargo produce valores de bajos que se traducen en una baja ganancia de corriente.

Generalmente muchos diseñadores optan por el tipo de polarización dado por la

recta Este tipo de polarización es mejor que la polarización fija ya que el punto de operación es más estable.

En la recta la puede llamarse óptima ya que esta recta pasa por el centro de una de las curvas de transconductancia.


óptima puede calcularse:

Las coordenadas del punto de operación cuando se presenta óptima es:

0.382 0.382

Estas ecuaciones pueden demostrarse a partir del siguiente análisis:

Normalizando:

Si el punto de operación esta a la mitad de la curva entonces:

Resolviendo la ecuación cuadrática:

Como: ó

Y como < entonces la solución es:

.


El mismo razonamiento se obtiene para

ANÁLISIS EN LA MALLA DE DREN

LVK en malla de compuerta

A esta ecuación se le conoce como ecuación de la recta de carga en C.C.

EJERCICIO: Polarizar el FET de la figura de tal modo que el punto de operación se ubique a la mitad de la curva de transconductancia y a la mitad de la recta de polarización.Calcular además el valor de en el punto de operación.


SOLUCIÓN:

La coordenada del punto Q cuando se elige Rs óptima es:

se propone de un valor de tal modo que se aproveche la alta impedancia del JFET.

En este caso se propone de:


POLARIZACIÓN POR DIVISOR DE VOLTAJE

Para simplificar el análisis en la malla de compuerta encontraremos el circuito equivalente de Thévenin para facilitar.

LVK en malla de compuerta:


Esta ecuación representa la ecuación de la recta de polarización. Esta ecuación puede escribirse como:

Es una recta con pendiente negativa y con la ordenada en el origen a como

se observa en la figura:

De la figura puede observarse que este tipo de polarización es mejor que las dos anteriores debido a que es menor, sin embargo para conseguir esto es necesario aplicar valores elevados de para que sea lo más grande posible y asi el punto de operación sea más estable.

ANÁLISIS EN LA MALLA DE DREN


Esta es la Ecuación de la recta de carga

EJERCICIO: Polarizar un JFET por divisor de tensión y de tal modo que se cumplan los siguientes datos:Punto de operación a la mitad de la recta de carga y a la mitad de la curva de transconductancia, el voltaje de alimentación y calcular el valor de en el punto de operación.

SOLUCIÓN:


Se elige arbitrariamente V

Eligiendo

EJERCICIO: Para cada uno de los circuitos de polarización con FET, determinar el punto de operación.

a)

SOLUCIÓN:


El punto de operación se obtiene analíticamente a partir de la intersección de la curva de transconductancia con la recta de polarización.

igualando ambas ecuaciones obtenemos el punto de operación.

Esta ecuación tiene analogía con:


Resolviendo la ecuación cuadratica:

Este último valor de es el correcto ya que para el otro, el canal estaría cerrado por completo e .

o de otra manera

b)


La curva de transconductancia es:

La recta de polarización es:

igualando ambas ecuaciones para encontrar el punto de operación:

Reacomodando:

tipo de polarizacion del jfet

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