Polarizacion JFET

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO (FET)

El transmisor de efecto de campo(fet) es un dispositivo de 3 terminales . El transistor JFET es un dispositivo controlado por voltaje. Para el FET la corriente Ia será un función de voltaje VGS aplicando al circuito de entrada como se observa en la siguiente figura.

L a I del circuito de salida esta controlado por parámetro del circuito de in.

Hay transistores FTE de canal N y de canal P. El FET es un dispositivo que depende únicamente de la conducción o bien, de electrones ( canal n) o de huecos (canal p).

CONSTRUCCION Y CARACTERISTICAS DE LOS JFET

La construcción básica del JFET de canal n obsérvese que la mayor que la mayor parte de la estructura es del material de tipo n que forma el canl entre las capas interiores del material tipo P.

La parte superior del canal tipo n se encuentra conectada por medio de un contacto óhmico a la terminal referida como el drenaje (d), mientras quie el extremo por medio de un contacto óhmico a una terminal referido como la fuente (s), conectados entres si y también a una terminal de compuerta g.

Por tanto el drenaje y la fuente se hallan conectados a los extremos del canal del tipo n y la entrada a las dos capas de material tipo p.

Durante la ausencia de cualquier potencial el JFET tiene dos emisiones p-n bajo condiciones sin polarización. El resultado es una región de agotamiento en c/ unión, lo cual se asemeja a la región de un diodo de polarización.

La región de agotamiento es aquella que no presenta portadores libres y es por tanto, incapas de soporta la conducción a través de la región.

Analogía hidráulica para el mecanismo de control del JFET.

DIBUJO DE UNA LLAVE

La compuerta mediante una señal aplicada (potencia), controla el flujo de electrones hacia el drenaje.

Característica y Parámetros del JFET.

VGS =0 VDS algún valor positivo

En la siguiente figura se a aplicado un voltaje positivo VDS a través del canl y la entrada se conecto directamente a la fuente con objeto de establecer la condición VGS=0. A medida que VDD (por tanto VDS) se incrementa desde cero la Id crece proporcionalmente como se muestra en la grafica entre los puntos A y B. En esta región, la resistencia del canal es esencialmente cte.; pues la región de empobrecimiento no es suficientemente grande para tener un efecto significativo. Esta región se denomina óhmica porque ID y VDS están relacionados por la ley de ohm.

En el punto B de la grafica los niveles de la curva se estabilizan en Id se vuelve esencialmente cte.; cuando VDS crece desde el punto B hasta el punto C.

ESTRANGULAMIENTO

Para VGS=0, EL VALOR DE VDS al que Id se vuelve esencialmente cte. (punto B de la grafica), es el voltaje de estrangulamiento, Vp.

Para un JFET dado, Vp tiene un valor fijo. Como se puede observar, un incremento continuado en VDS, por arriba del voltaje de estrangulamiento produce una corriente de drenaje casi constante, el valor de esta Id es Idss (corriente de drenaje a la compuerta en corto) y siempre se especifica en la hojas de datos de los JFET. Idss es la máxima Id que un JFET es capas de producir sin importar el circuito externo, y siempre se especifica par al condición VGS=0 V.

Al continuar sobre la grafica, la ruptura ocurre en el punto c cuando Id empieza a crecer muy rápido con cualquier incremento adicional en VDS. L ruptura puede dar por resultado el daño irreversible del dispositivo, de modo que los JFET siempre se operan por debajo de la ruptura y dentro de la región de I cte.

El VGS controla la IA.

Ahora se conectara un voltaje de polarización VGG, de la compuerta de la fuente a medida que VGS se establece en valores c/v mas negativas mediante el ajuste de VGS, se obtiene una familia de curvas características del drenaje como se observa en la siguiente grafica.

Observe que ID decrece a medida que la magnitud de VGS se incrementa a valores C/V mas negativos. También observe que , por el incremento en VGS, que por c/ incremento en VGS, el JFET alcanza el estrangulamiento a valores de VDS mayores que VP. As la cantidad de ID es controlada por VGS.

CORTE

El valor de VGS que hace a ID aprox. Cero es el valor de corte, VGS(apag). El JFET debe ser operado entre VGS=0 y VGS (apag). Para este rango de voltajes de la compuerta a la fuente, ID variara desde un máximo de IDSS. Hasta un mínimo a cero.

Para un JFET de un canal N, mientras más negativa sea. VGS menor se vuelve ID en la región de I cte; cuando VGS asume un valor negativo suficientemente grande, IA se reduce a cero. Este efecto de corte es provocado por el ensanchamiento de la región de empobrecimiento hasta un punto en el que cierra por completo el canal.

-VGS (apag) y VP siempre son iguales en magnitud pero de signo opuesto. En una hoja datos por lo general se proporciona VG(apag) o VP, pero no ambos. Sin embargo, cuando se conoce uno también se conoce el otro.

Por ejemplo:

VGS (apag)=-5

VP=+5V

Ejemplo:

1 Para un JFET, el VGS (apag)=-4v e IDSS=12m A. Determine el valor mínimo de VDD necesario para colocar el dispositivo en la región de operación de cte.

Como VGS (apag) =-4V por lo tanto VP=4v

El valor mínimo de VDS para que el JFET se encuentre en la región de I cte. Es :

VDS=VP =4V

En la región de I cte; con VGS=0v

ID=IDSS =12m A

La caída a través del resistor del drenaje es

I=V/R VRD=(12m A)(560 ohm)= 6.72v

Al aplicar la ley de kirchoff alrededor del circuito del drenaje se obtien

VDD= VDS+ VRD

VDD=4V+ 6.72V= 10.72V

Este es el valor de VDD para obtener VDS=VP y colocar el dispositivo en la región de I cte.

EJERCICIO.

2.- Si VDD se incrementa 15V, ¿Cuál es la corriente de drenaje?

I=V/R =15V/560OHM= 26m A

3.- Un JFET particular de canal P tiene un VGS (apag) =4v ¿Cuál es el valor de Id cuando VGS=6V?

El JFET de canal? Requiere un voltaje de compuerta a fuente positivo mientras mas positivo sea, menor la corriente del drenaje. Cuando VGS= 4v, la Id es 0. Cualquier incremento adicional en VGS mantiene en corte al JFET y si, la Id se mantiene en 0.

CARACTERISTICAS DE TRANSFERENCIA DEL JFET

De las anteriores ya podemos comprender que un rango de valores de VGS, desde 0 hasta VGS (apag), controla la cantidad de corriente de drenaje.

Para un JFET de canal N,

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