Download Lab04-Polarización del JFET

UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA
FACULTAD DE INGENIERÍAY CIENCIAS
DEPTO. INGENIERÍA ELÉCTRICA
LABORATORIO DE Circuitos Electrónicos I
TEMA Nº 4: EL JFET – Polarización
Preparado por: J.I.Huircán
OBJETIVOS
Diseñar una red de polarización fija para un JFET.
Diseñar una red de autopolarización fija para un JFET.
Corroborar los puntos de operación
INTRODUCCIÓN
El Transistor de Efecto de Campo es un dispositivo de 3 terminales unipolar el cual es muy inmune a
efectors térmicos. Su análisis es más sencillo que el BJT debido a que la corriente de salida depende
de la ecuación de Schockley. Posee una zona Ohmica (o lineal), zona activa (zona de saturación) y
zona de corte. Se caracteriza por tener una alta impedancia de entrada y ser muy estable
térmicamente. En el laboratorio se montará un circuito basado en un JFET, se medirá su punto de
operación para dos configuraciones. Además se determinarán en forma práctica los valores de IDSS y
Vp.
Basic Preview
El punto de operación en el caso de JFET canal n depende de un voltaje aplicado en la compuerta
(Gate) vGS<0. Su corriente máxima en el terminal Drain será IDSS, lo cual ocurre para vGS=0. Sin
embargo, cuando vGS alcanza un valor llamado Vp (vGS OFF, para este caso negativo) el transistor ya
no entrega corriente en la salida (iD=0) y se encuentra en corte. La relación entre la corriente de
salida y el voltaje en al Gate está dada por la ecuación (1) conocida como ecuación de Schockley.

v
iD = I DSS  1 − GS

Vp

2




(1)
El circuito de la Figura 1 corresponde al circuito de polarización fija. Este circuito requiere de dos
fuentes de cc para establecer el punto de operación, note que la fuente VGG es negativa.
RD
RD
iD
iD
V DD
v
RG
v
DS
DS
RG
VGG
Figura 1. Circuito de polarización Fija.
Rev. 5-10-2015
22-02-2016
V DD
RS
Figura 2. Circuito de polarización Fija.
Laboratorio de Circuito Electrónicos I
Para el diseño se debe plantear la malla de entrada y la de salida, luego en conjunto con la ecuación
de Schockley con los parámetros VP e IDSS obtenidos de las hojas de especificación y un punto de
operación dado (IDSQ,VDSQ), el diseño queda resuelto.
El circuito de la Figura 2 corresponde al de autopolarización, este permite dejar operativo el
transistor con una sola fuente. Al igual que el circuito de la Figura 1, para el diseño se requiere de la
malla de entrada y salida. Considerando los valores de IDSS, Vp para la ecuación de Schockley en
conjunto con el punto de operación el circuito queda diseñado.
Desde el punto de vista práctico es importante mencionar que IDSS y Vp pueden tener distintos
valores dependiendo de la condición de operación, se importante revisar la hoja de especificación del
transistor.
DESARROLLO TEÓRICO
1.
Para un JFET _______ diseñe la red de polarización fija de la Figura 1, y realice una
estandarización de los valores de resistencias del diseño. Recalcular el punto de trabajo con
dichos valores.¿ En qué porcentaje varia el pto. De operación? El punto de operación será:
VDD
V
IDQ
mA
VDSQ
V
RG
MΩ
2.
Para el mismo JFET, diseñe la red de polarización para el circuito de la Figura 2 (use los datos
dados en el punto 1). Estandarice los valores de los resistores obtenidos y recalcule el punto de
operación.
3.
Con el circuito de la Figura 1 es posible determinar el valor de IDSS, De acuerdo a (1) esto sería
para vGS=0. ¿Cual sería la modificación a realizar en dicho circuito y que variables(s) se debe(n)
medir?. Re-haga un circuito esquemático incluyendo los instrumentos. Indique el procedimiento.
4.
Con el circuito de la Figura 1 es posible determinar el Vp del JFET. De acuerdo a (1) esto ocurre
cuando ID=0. ¿Cual es el procedimiento para encontrar el valor de Vp y qué debe medir en el
circuito? Dibuje el esquema respectivo.
CUESTIONARIO COMPLEMENTARIO
1. Investigue los parámetros del transistor a pequeña señal del JFET _______ : gm y rDS.
2. ¿Aparecen los mismos nombres en la hoja de especificación?
Laboratorio de Circuito Electrónicos I
PREINFORME
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Diseño (partes 1, 2, 3, 4)
Cuestionario
Layout del montaje
Hoja de pedido
CARPETA DE TRABAJO INDIVIDUAL
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ִ
Debe contener los datasheet de componentes a utilizar (al menos de dos fabricantes por
cada uno).
Copia de preinforme
BIBLIOGRAFÍA
[1]
[2]
Huircan, J. Carrillo, R. (2011). El Transistor de Efecto de Campo (FET).
Savant, et. al (1992). Diseño Electrónico, Adisson-Wesley
National Semicoductor, Discrete Semicoductor Products DataBook, 1989
Texas Instruments, The transitor and Diode DataBook
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