universidad de oriente núcleo de anzoátegui escuela de...
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Prof. Tony Castillo
Universidad de OrienteNúcleo de AnzoáteguiEscuela de Ingeniería y Ciencias AplicadasDepartamento de TecnologíaÁrea de Electrónica
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET
Símbolo de un FET de canal N Símbolo de un FET de canal P
Símbolos Electrónicos
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETDiagrama de ConstrucciDiagrama de Construccióónn
Diagrama de CapasDiagrama de Capas
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETDiferencias entre el JFET y el BJTDiferencias entre el JFET y el BJT
BJT JFET
Controlado por corriente de base. Controlado por tensión entre puerta y fuente
Dispositivo bipolar que trabaja con las cargas libres de los huecos y electrones
Dispositivo unipolar que trabaja con las cargas libres de los huecos (canal p) óelectrones (canal n)
IC es una función de IB ID es una función de Vgs
β (beta factor de amplificación) gm (factor de transconductancia)
Altas ganancias de corriente y voltaje Ganancias de corriente indefinidas y ganancias de voltaje menores a las de los BJT
Relación lineal entre Ib e Ic Relación cuadrática entre Vgs e Id
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET
Donde:Id: Corriente de fuenteIdss: Corriente máxima del drenaje(Vgs=0V y Vds>lVplVgs=Voltaje puerta-fuente(es el voltaje que controla al FET)Vp=Voltaje de estrangulamientoK: Valores obtenidos en la DataSheet
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETCaracterCaracteríísticas de Transferencia del JFETsticas de Transferencia del JFET
Esta es una curva de la corriente de salida en función de la tensiónPuerta-Fuente. Se puede observar que la corriente Id aumenta rápidamente a medida que Vgs se acerca a 0V.La característica de transferencia normalizada muestra que el Ides igual a uncuarto del máximocuando Vgses igual a la mitaddel corte.
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETRegiones o zonas de operación del FET:Zona Zona ÓÓhmica o lineal:hmica o lineal: El
FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensión VGS.
Zona de saturaciZona de saturacióónn:: A diferencia de los transistores bipolares en esta zona, el FET, amplifica y se comporta como una fuente de corriente controlada por la tensión que existe entre Puerta (G) y Fuente o surtidor (S) , VGS.
Zona de corteZona de corte: La intensidad de Drenador es nula.
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET
Configuraciones Básicas:1. Surtidor común (SC),
equivale al EC en los transistores bipolares.
2. Drenador común (DC),equivale al CC en los transistores bipolares.
3. Puerta común (PC),equivale al BC en los transistores bipolares.
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETTipos de Transistores de Efecto de Campo:
• Los JFET (Junction Field EffectsTransistor)
• Los MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET ). Los transistores MOS respecto de los bipolares ocupan menos espacio por lo que su aplicación más frecuente la encontramos en los circuitos integrados. Un MOS de canal P o "PMOS" se indica con una flecha dirigida hacia el sustrato, señalando que el mismo es de tipo N, aunque el canal será de tipo P. PMOS
NMOS
Estructura FEstructura Fíísica de un Transistor NMOSsica de un Transistor NMOS
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETVentajas del FET con respecto al BJTVentajas del FET con respecto al BJT
• Impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012)MΩ.• Generan un nivel de ruido menor que los BJT.• Son más estables con la temperatura que los BJT.• Son más fáciles de fabricar que los BJT pues precisan menos
pasos y permiten integrar más dispositivos en un CI.• Se comportan como resistencias controladas por tensión para
valores pequeños de tensión drenaje-fuente.• La alta impedancia de entrada de los FET les permite retener
carga el tiempo suficiente para permitir su utilización como elementos de almacenamiento.
• Los FET de potencia pueden disipar una potencia mayor y conmutar corrientes grandes.
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETDesventajas de los FET:
• Los FET´s presentan una respuesta en frecuencia pobre debido a la alta capacidad de entrada.
• Los FET´s presentan una linealidad muy pobre, y en general son menos lineales que los BJT.
• Los FET´s se pueden dañar debido a la electricidad estática.
ParParáámetros del FET:metros del FET:TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET
FET de canal N FET de canal P
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETHOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE LOS FET
En las Data Sheets de los fabricantes de FET´s se encuentran los siguientes parámetros (los más importantes):
• VGS y VGD.- son las tensiones inversas máximas soportables por la unión PN.
• IG.- corriente máxima que puede circular por la unión puerta -surtidor cuando se polariza directamente.
• PD.- potencia total disipable por el componente.• IDSS.- Corriente de saturación cuando VGS=0.• IGSS.- Corriente que circula por el circuito de puerta cuando
la unión puerta - surtidor se encuentra polarizado en sentido inverso.
APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS Aislador o separador (buffer)
Impedancia de entrada alta y de salida baja
Uso general, equipo de medida, receptores
Amplificador de RF Bajo ruido Sintonizadores de FM, equipo para comunicaciones
Mezclador Baja distorsión de intermodulación
Receptores de FM y TV, equipos para comunicaciones
Amplificador con CAG Facilidad para controlar ganancia
Receptores, generadores de señales
Amplificador cascodo Baja capacidad de entrada
Instrumentos de medición, equipos de prueba
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETAPLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS
Resistor variable por voltaje
Se controla por voltaje Amplificadores operacionales, control de tono en órganos
Amplificador de baja frecuencia
Capacidad pequeña de acoplamiento
Audífonos para sordera, transductores inductivos
Oscilador Mínima variación de frecuencia
Generadores de frecuencia patrón, receptores
Circuito MOS digital Pequeño tamaño Integración en gran escala, computadores, memorias
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET
DC V
-646.9mV
DC V
13.88 V
VDD20V
Q12N5457
RD3.3k
RS390
DETECCION DE FALLAS
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETDETECCION DE FALLAS
Q1PJFET
DC V
135.6mV
DC V
-18.72 V
VDD-20V
RD3.3k
RS390
GS
D
VIgm
ΔΔ
≡
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETAnálisis AC
Determinación matemática delfactor de transconductancia
Determinación gráfica delfactor de transconductancia
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−=
P
GS
P
DSS
VV
VIgm 12
TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETModelo Hibrido de Pequeña Señal
+V
V210V
1kHz
V1-10m/10mV
Q1NJFET RD
+V
V210V
RESISTENCIA DE SALIDA