Practica 1 Polarizacion FET 1

Universidad Politécnica Salesiana. Juan Jara

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Practica #1 Polarización del Transistor FET Jara Juan, [email protected]

Universidad Politécnica Salesiana Laboratorio de Analógica II Resumen. – En la electrónica analógica es importante realizar circuitos que nos ayuden a comprender el funcionamiento de los diferentes elementos en este caso se realizaron polarizaciones con los transistores FET, en los cuales se realizaron diferentes polarizaciones las cuales nos ayudan a comprender de una mejor manera el funcionamiento para luego poder aplicar en los diferentes campos que se necesiten en este caso se realizaron las polarizaciones con variaciones a la salida de la recta de carga.

I. OBJETIVOS Diseñar, calcular y comprobar el funcionamiento de los siguientes circuitos de polarización con transistores FET. Polarización con 2 fuentes de alimentación (Punto de trabajo a la salida al centro de la recta de carga). b) Auto polarización con resistencia de source (Punto de trabajo a la salida al 25% de la recta de carga). c) Polarización con divisor de tensión (Punto de trabajo a la salida 75% a la recta de carga). d) Polarización con fuente doble simétrica (Punto de trabajo a la salida al centro de la recta de carga). e) Polarización con divisor de tensión y punto de trabajo a la salida regulable de 1/3 a 2/3 de la recta de carga.

Fig. 1. Símbolos de los transistores JFET

a)

II.

MARCO TEÓRICO

Curva Característica Las curvas de características eléctricas de un JFET son muy similares a las curvas de los transistores bipolares. Sin embargo, los JFET son dispositivos controlados por tensión a diferencia de los bipolares que son dispositivos controlados por corriente. Por ello, en el JFET intervienen como parámetros: ID (intensidad drain o drenador a source o fuente), VGS (tensión gate o puerta a source o fuente) y VDS (tensión drain o drenador a source o fuente). Se definen cuatro regiones básicas de operación: corte, lineal, saturación y ruptura. A continuación se realiza una descripción breve de cada una de estas regiones para el caso de un NJFET. [2]

Transistores FET El transistor JFET es un dispositivo mediante el cual se puede controlar el paso de una cierta cantidad de corriente haciendo variar una tensión, esa es la idea principal; existen 2 tipos de JFET los de canal n y los de canal p, se comentará para el caso de JFET de canal n, lo que se comente para el de canal n, es similar para el de canal p, la diferencia será el sentido de las corrientes y las tensiones sobre el JFET; constan de 3 pines, los cuales reciben los nombres de drenaje(D), compuerta(G) y fuente(S); lo que hace el JFET es controlar la cantidad de corriente que circula entre el drenaje y la fuente, esa corriente se controla mediante la tensión que exista entre la compuerta y la fuente.[1] Fig. 2. Curva característica


2

Polarizaciones transistor JFET Polarización por Divisor de Tensión En este tipo de polarización es muy importante tener en cuenta el punto de operación del JFET pues este se ve menos afectado cuando se cambia un transistor por otro, siendo ambos de la misma familia, en este casi se polariza el JFET con una sola fuente de alimentación, en la siguiente figura se presenta la polarización. [3]

Fig. 4. Auto polarización

III.

Fig. 3. Polarización por divisor de tensión

Auto polarización con resistencia al source Para este tipo de polarización se necesita únicamente se necesita una fuente de alimentación como se muestra en la figura, este tipo de arreglo para un JFET de canal n, es muy similar para el caso del JFET de canal p, con la diferencia de que hay que invertir las polaridades.[3]

MATERIALES Y HERRAMIENTAS

Transistor JFET Fuente variable Multímetro Resistencias 1 KΩ 10 KΩ 330 Ω 530Ω 820Ω 3.9 KΩ IV.

DESARROLLO

Polarización con 2 fuentes de alimentación (Punto de trabajo a la salida al centro de la recta de carga).


3

Recta de carga

Fig. 6. Recta de carga

Fig. 5. Polarización con doble fuente de alimentación

Datos: VDD=10V ID=5mA Vp=-8.7V VDS=5V IDS=10mA


Auto polarización con resistencia de source (Punto de trabajo a la salida al 25% de la recta de carga).

Cálculos:

(

I D =I Dss 1−

VGS VP

2

)

❑

( √ )

ID VGS=Vp 1− IDSS

VGS=−2.54 V VDD−RD∗ID−VDS =0 10 V −RD∗5 mA −5 V =0 RD∗5 mA=5V RD=1000 Ω En la siguiente tabla se mostraran los diferentes valores medidos Valores medidos VDS ID

Calculado s 5V 5 mA Tabla #1

Medidos 5.09 V 5.15mA

Fig. 8. Auto polarización con resistencia al source

Cálculos VDD=10V


4

ID=5mA Vp=-8.7V VDS=5V IDS=10mA

I D =I Dss

(

VGS 1− VP

2

)

❑

( √ )

ID VGS=Vp 1− IDSS VGS=−2.54 V

Fig.8 . Recta de carga

Polarización con divisor de tensión (Punto de trabajo a la salida 75% a la recta de carga).

VGS=−IDRS

RS=

−VGs ID

−−2.55 V 2.5 mA RS=1020 Ω RS=

En la siguiente tabla se mostraran los diferentes valores medidos Valores Calculado Medidos medidos s VDS ID

7.5V 2.5mA Tabla # 2

7.08 V 2.6mA

Recta de carga

Fig 9. Polarización con Divisor de Tensión

Cálculos


VDD=10V ID=5mA Vp=-8.7V VDS=5V IDS=10mA

10∗10 K R 1+10 K R 1=23.3 KΩ

VG=

3−VRS −VGS=0 3−ISD∗RS−2.55=0 0.45−ID∗RS=0


5

7.5 mA∗RS=0.45 0.45 RS= 7.5 mA RS=60 Ω ID∗RD + ID∗RS=10 ID ( RD + RS )=10 10 RD+ RS= 7.5 mA RD=1.2 KΩ Valores medidos VDS ID

Calculado s 7.5V 2.5 mA Tabla # 3

Medidos 8V 2.76mA

Diagramas Fig. 10. Polarización con fuente simétrica

Cálculos VDD=10V ID=5mA Vp=-8.7V VDS=5V IDS=10mA

−2.55=10−5 mARS Fig. 8. Recta de carga

12.55=VSS−ID∗RS 12.55=−10−5 mA∗RS RS=2.18 KΩ 10−VRD−VDS−VRS+ VSS=0 10−5 mA∗RD−5−5 mA (2.18 K ) +10=0 15−5 mA∗RD−10.9=0 2.45−5 mA∗RD=0 RD=490 Ω Fig. 9. Recta de carga

Polarización con fuente doble simétrica (Punto de trabajo a la salida al centro de la recta de carga).

En la siguiente tabla mostraremos los valores que fueron medidos. Valores medidos VDS ID

Calculado s 5V 5 mA Tabla #4

Medidos 5.6 V 5.5 mA


6

10∗10 K R 1+10 K R 1=23.3 KΩ

Diagramas

VG=


3−VRS−VGS=0 3−ISD∗RS−2.55=0 0.45−ID∗RS=0 7.5 mA∗RS=0.45 0.45 RS= 7.5 mA RS=60 Ω ID∗RD + ID∗RS=10 ID ( RD + RS )=10 10 RD+ RS= 7.5 mA RD=1.2 KΩ Valores medidos VDS ID


Polarización con divisor de tensión y punto de trabajo a la salida regulable de 1/3 a 2/3 de la recta de carga.

Valores medidos VDS ID

Calculado s

Medidos

6.5V 3.3 mA Tabla #5

Calculado s

6.1V 3.1 mA

Medidos

3.3V 6.5 mA Tabla #6

Diagramas


Fig. 12. Polarización con variación en la recta de carga

VDD=10V ID=5mA Vp=-8.7V VDS=5V IDS=10mA Fig. 13. Recta de carga

3.6V 6.8 mA


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Auto Polarización con resistencia en el source


V.

SUMULACIONES

Polarización de doble fuente de alimentación

Fig. 16. Simulación de auto polarización con resistencia en el source medición voltaje

Fig. 14. Simulación de la polarización de doble fuente de alimentación medición voltaje

Fig. 17. Simulación de auto polarización con resistencia en el source medicion corriente

Fig. 15. Simulación de la polarización de doble fuente de alimentación medición corriente


Polarización con Divisor de Tensión

Fig. 18. Simulación de polarización con divisor de tensión medición voltaje

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Polarización con fuente simétrica

Fig. 20. Simulación de polarización con fuente simétrica medición voltaje

Fig. 19. Simulación de polarización con divisor de tensión medición corriente Fig. 21. Simulación de polarización con fuente simétrica medición corriente

Polarización con divisor de tensión y punto de trabajo a la salida regulable de 1/3 a 2/3 de la recta de carga.


Fig. 22. Simulación de polarización con divisor de tensión en 2/3

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Análisis de Resultados Luego de haber realizado diferente cálculos y mediciones podemos decir que para variar el funcionamiento del transistor se modifica el voltaje del gate este ayuda a cambiar las características de las diferentes configuraciones. After having performed other calculations and measurements can say that to vary the operation of the transistor are modified the voltage of the gate this help to change the characteristics of the various configurations.



VI. COCLUSIONES Luego de haber realizado la práctica que nos permitió determinar e identificar el principio de funcionamiento de los transistores FET, para poder identificar los distintos fenómenos producidos por estos tipos de transistores fue necesario realizar diferentes tipos de polarizaciones , en donde se dieron los voltajes de VDS en donde se puede a preciar que este voltaje es la mitad del voltaje aplicado en la fuente , de la misma manera sucedía con la corriente , para poder realizar esta práctica es necesario tomar en cuenta que no todos los FET son iguales por lo que es recomendable realizar un cálculo previo para poder trabajar con estos dispositivos, además de eso se realizaron rectas de carga las cuales nos ayudan apreciar de una mejor manera este tipo de fenómeno producido por este transitor.

After completing the practice that allowed us to determine S. and identify the principle of operation of the FET produced by these types of Transistors were necessary Different Types of polarizations, where voltages occurred VDS is where a preciar Que esta voltage can is half the voltage applied at the source, the same was happening way with the current, para Power Perform esta practical is necessary to take into account that not all child FETs equal so is Calculation Perform recommended UN para Prior to working with these devices ,: Besides that load


lines which help us to appreciate in a better way This type of phenomenon produced by this transistor is made. VII.

BIBLIOGRAFIA Y REFENCIAS

[1] Robert L. Boylestad 2004, Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, Editorial Pearson Education. [2]http://monografias.com/trabajos_89/Amplificador//pot encia clase b 18/12/15 [3] http://ecurde.cu/amplificador_clase_B 18/12/15

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Practica 1 Polarizacion FET 1

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