Laboratorio Nº 07: EL TRANSISTOR UNIPOLAR - FET Ing. Virginia Virginia Romero Ro mero Fuentes Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Ingeniería Lima, Perú
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INTRODUCCIÓN Los transistores más conocidos son los llamados bipolares (NPN y PNP), llamados así porue la conducci!n tiene lugar gracias al despla"amiento de portadores de dos polaridades (#uecos positi$os y electrones negati$os), y son de gran utilidad en gran n%mero de aplicaciones pero tienen ciertos incon$enientes, entre los ue se encuentra su impedancia de entrada bastante ba&a. 'isten unos dispositi$os ue eliminan este incon$eniente en particular y ue pertenece a la amilia de dispositi$os en los ue eiste un solo tipo de portador de cargas, y por tanto, son unipolares. *e llama transistor de eecto campo.
I.
OBJETIVO
'l laboratorio deacuerdo deacuerdo a sus eperimentos eperimentos tiene como como inalidad+ •
•
•
•
Lo anteriormente dic#o se puede aplicar al transistor F', en donde, cuando se aumenta V-* aumenta una regi!n con empobrecimiento de cargas libres
'studiar las características de la polari"aci!n de los los tran transi sist stor ores es un unip ipol olar ares es de eec eecto to de campo(F'). -ete -eterm rmin inar ar la op opera eraci ci!n !n del del F' F' en sea seall alterna. Iden Identi tii ica carr los los term termin inal ales es,, sist sistem emaa de polari"aci!n, impedancia impedancia de entrada. Identi Identiic icar ar los ni$eles ni$eles de seal seal del F' F' sin distorci!n.
II.
TEORA
A. Combinación de portadores: Puesto ue #ay #ay una tensi!n positi$a entre el drenador y el surtidor, los electrones luirán desde el surtidor al drenador (o $ice$ersa seg%n la coniguraci!n del mismo), aunue #ay ue notar ue tambi/n luye una corriente despreciable entre el surtidor (o drenador) y la puerta, ya ue el diodo ormado por la uni!n canal 0 puerta, esta polari"ado in$ersamente. in$ersamente. 'n el caso de un diodo polari"ado en sentido in$erso, donde inicialmente los #uecos luyen #acia la terminal negati$a de la batería y los electrones del material N, luyen #acia el terminal positi$o de la misma.
1uando 1uando seleccion seleccionamos amos un transisto transistorr tendremos tendremos ue conocer el tipo de encapsulado, así como el esuema de identiicaci!n de los terminales. ambi/n tendremos u uee cono conocer cer un unaa seri seriee de $alo $alores res mái máimo moss de tensiones tensiones,, corrientes corrientes y potencias potencias ue no debemos debemos sobrepasar para no destruir el dispositi$o. 'l parámetro de la po pote tenc ncia ia disi disipa pada da po porr el tran transi sist stor or es especialmente crítico con la temperatura, de modo ue esta potencia decrece a medida ue aumenta el $alor de la temp temper erat atur ura, a, sien siendo do a $ece $ecess nece necesa saria ria la instalaci!n de un radiador o aleta rerigeradora. odos estos $alores críticos los proporcionan los abricantes en las las #o #o&a &ass de cara caract cterí eríst stic icas as de los los dist distin into toss dispositi$os.
B. Explicación de sus sus elementos o terminales: terminales:
2n transistor de eecto campo (F') típico está ormado por una barrita de material p ! n, llamada canal, rodeada en parte de su longitud por un collar del otro tipo de material ue orma con el canal una uni!n p3n. 'n los etremos del canal se #acen sendas coneiones !#micas llamadas respecti$amente sumidero (d3drain) y uente (s3source), más una conei!n llamada puerta (g3gate) en el collar.
•
45N6 789I16 o LIN'6L+ 'n esta "ona el transistor se comporta como una resistencia $ariable dependiente del $alor de V:*. 2n parámetro ue aporta el abricante es la resistencia ue presenta el dispositi$o para V-*;< (rds on), y distintos $alores de V:*.
La igura muestra el crouis de un F' con canal N.
•
*ímbolos para un F' de canal N
45N6 -' *62R61I7N+ 'n esta "ona es donde el transistor ampliica y se comporta como una uente de corriente gobernada por V:*
III. =.
*ímbolos para un F' de canal P
Las uniones Puerta3-renador y la *urtidor3Puerta están polari"adas en in$ersa de tal orma ue no eiste otra corriente ue la in$ersa de saturaci!n de la uni!n PN. La "ona n (en el F' canal n) es peuea y la amplitud de la "ona de deplei!n aecta a la longitud eecti$a del canal. La longitud de la "ona de deplei!n y depende de la tensi!n in$ersa (tensi!n de puerta). !o"a# $% &'"(io"a)i%"to $%* tra"#i#tor $% %&%(to $% (a)+o ,FET:
PROCEDIIENTO: 1on ayuda del manual o data s#eet reconocer los terminales del F'. -ibu&ar su esuema de pines y colocar sus datos.
>.
6rmar el circuito =.
.
Retirar el 1? y e$aluar la ganancia, asi como la seal máima obtenible sin distorci!n.
6$ ; E<
?.
Polari"ar y medir las terminales del F' con rspecto a tierra, e$aluando el punto de operaci!n+ V- ; ==.@V
V:* ; 3>A
V-* ; ==.=V
V: ; >.BBmV
V* ; <.>A$
I- ; >A?u6 B.
@.
Repetir el paso anterior para los $alores de R- y R* indicados.
R* ; =C R- ; D.EC
R- ; >C
R- ; D.EC
R- ; =C
V-
==V
=<.@V
==.EV
=<.AV
==.BV
V*
<.>A?V
<.>A?V
<.E>BV
<.E>BV
<.E>BV
6plicar una seal V= de D
Vo ; >B.@>mV E.
6rmar el circuito > dando el punto G y la ganancia de tensi!n.
R* ; ?.?C
R- ; ?.?C
D.
Vo(ma) ; >D=.mV
6$ ; <.DEB
6umentar la amplitud de Vi #asta ue la deormaci!n de Vo y determinar la máima amplitud de la salida ue se puede obtener sin distorci!n. La seal se empie"a a distorcionar alrededor de los B<
IV. E/UIPOS ATERIALES Los materiales a utili"ar en el laboratorio son+ • • • • •
Vo (ma) sin distorci!n ; >>.EmV
Vi(ma) ; @<
• • •
<> F' canal N, N' ?=> Resistores de =,>,=<,D.E,?.?C y =9 <= generador de unciones 1apacitores >=
<= multímetro <> uentes de alimentaci!n
• •
Q1
C1
C2
NJFET
0.1uF
V.
RESPUESTA A LAS PRE1UNTAS
10uF
R2
C1(2)
10k
R1
R3
3.3k
=)
33k
Realice los cálculos empleando un simulador. 6&uste la tensi!n y recuencia del generador a los $alores de la eperiencia.
B1 10V
Los calculos ueron reali"ados en el procedimiento del eperimento, paginas arriba. >)
*imule el circuito y anote las tensiones y corrientes ue se piden en el eperimento para ambos circuitos considerando todos los $alores resisti$os dados.
?)
1ircuito =
Las "onas de operaci!n están determinadas en el procedimiento.
1ircuito >
-etermine el estado de corte y saturaci!n para ambos circuitos.
