CARACTERISTICAS DEL JFET.

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1 Electrónica I. Guía 4 1 / 1 CARACTERISTICAS DEL JFET. Facultad: Ingeniería. Escuela: Electrónica. Asignatura: Electrónica I. Lugar de ejecución: Fundamentos Generales (Edificio 3, 2da planta, Aula 3.21). Objetivos generales Comparar el comportamiento del Transistor de Efecto de Campo (JFET) con las predicciones que entregan los modelos lineales del dispositivo. Verificar si los datos determinados experimentalmente concuerdan (de forma aceptable) con los que proporcionan los fabricantes (Usar criterios técnicos de comparación). Emplear el equipo de laboratorio y los dispositivos electrónicos utilizando criterios técnicos de seguridad. Objetivos específicos Trazar la familia de curvas características del JFET: ID vrs. VDS e ID vrs VGS. Graficar la relación RDS vrs. VDS cuando VGS = 0.0 V. Determinar de forma experimental la frontera entre la zona de operación Óhmica y la zona de Saturación si VGS = 0.0 V. Determinar de forma experimental el valor de los parámetros IDSS, (VGS)off y transconductancia (Gm) cuando VGS = 0.0 V (Gmo). Identificar las diferentes zonas de operación del JFET en sus curvas características. Materiales y equipo 1 Unidad PU-2000 con PU Placa DEGEM EB Osciloscopio de doble trazo. 2 cables de conexión para osciloscopio. 2 Cables de conexión para el multímetro. 4 Cables de conexión para el PU-2000.

2 2 / 2 Electrónica I. Guía 4 Procedimiento PARTE I. CURVAS CARACTERISTICAS DEL JFET. 1. Antes de iniciar la actividad asegúrese que el entrenador PU-2000 se encuentra desactivado, además todos los controles se encuentran apagados o ajustados a su posición mínima. 2. Asegúrese que el osciloscopio está calibrado de forma correcta, para evitar atrasos futuros. 3. Ubique en la placa EB-112 el bloque que contiene al transistor Q1, este se encuentra en la parte izquierda de la placa EB Observe detenidamente la figura 1 y en el espacio en blanco redibuje el circuito que utilizará, pero eliminando todos los componentes que no intervienen en la operación. Figura 1. (a) Circuito de prueba y (b) circuito redibujado 5. Tome nota del código que identifica al transistor Q1.

3 Electrónica I. Guía 4 3 / 3 6. Tome nota del valor teórico y experimental del resistor R4. 7. Introduzca la placa EB-112 en el bastidor PU-2000 y déjela firmemente sujeta al conector. 8. Asegúrese que las fuentes de alimentación PS-1 y PS-2 están calibradas al nivel mínimo. 9. Conecte tanto el resistor R4 como la Fuente del JFET a GND. 10. Conecte el Amperímetro como se muestra en la Figura 1a, utilizando la escala máxima de mili-amperios. 11. Incremente lentamente el valor de PS-1, observando como l D aumenta, continúe hasta que la lectura llegue al máximo (ya no aumente). (ID)max = 12. Incremente el valor de PS-2 (por el lado negativo), observando como l D se reduce, continúe hasta que la lectura llegue al mínimo. NOTA: Será necesario que cambie la escala del Amperímetro mientras hace esta medición. 13. Usando el Osciloscopio mida el valor de VG, como lo indica la figura 1a y tome nota de este valor. V GS = Con qué parámetros del JFET se relacionan las dos mediciones anteriores? 14. Desensamble el circuito y ajuste las fuentes PS-1 y PS-2 al mínimo. 15. Tomando como referencia la figura 1, conecte R4 a PS-2 y los dos canales del osciloscopio (utilice acople de DC). 16. Utilizando un cable o puente conecte el Dreno del JFET a PS-1. NOTA: NO CONECTE AUN EL AMPERIMETRO. 17. Coloque las referencias de voltaje del Osciloscopio (0.0 V) de manera estratégica para hacer lecturas optimas, tomando en cuenta que el voltaje de compuerta (V G ) es negativo y el de Dreno (V D ) es positivo. 18. Asegúrese que la lectura de V GS es cero, si tiene dificultades consulte con su instructor. 19. Ajuste PS-1 hasta lograr que V DS sea de 2.0 V. 20. Una vez que logre lo anterior desconecte el osciloscopio, mida I D y anote el dato en la casilla respectiva de la primera fila de la Tabla 1.

4 4 / 4 Electrónica I. Guía Repita los pasos anteriores para los otros valores de V DS indicados en la Tabla1, asegurándose que los medidores NUNCA estén conectados de forma simultánea al circuito (V GS debe mantenerse a 0.0 V). 22. Repita el procedimiento anterior (paso 17) para los otros valores de VGS hasta completar l Tabla 1. NOTA: Si las lecturas de ID le reportan un valor de 0.0 ma llame a su instructor de laboratorio. 23. Desensamble el circuito calibre PS-1 y PS-2 al mínimo. V DS (V) V GS (V) I D (ma) Tabla 1. PARTE II. RESISTENCIA DEL CANAL. 24. Observe detenidamente la figura 2 y en el espacio en blanco redibuje el circuito que utilizará, pero eliminando todos los componentes que no intervienen en la operación. 25. Tome nota del valor teórico y experimental del resistor R Conecte tanto el resistor R4 como la Fuente del JFET a GND, como se muestra en la figura Conecte el resistor R3 a PS-1, tal como se muestra en la figura Conecte los canales del Osciloscopio a la Compuerta y al Dreno del JFET para medir sus voltajes. 29. Ajuste PS-1 a 1.0 V. 30. Mida V DS y anótelo en la casilla correspondiente de la Tabla Ajuste PS-1 para los otros valores de la Tabla 2 y complete la columna V DS.

5 Electrónica I. Guía 4 5 / Desensamble el circuito y calibre PS-1 y PS-2 al mínimo. Figura 2. (a) Circuito de prueba y (b) circuito redibujado PS-1 (V) VDS (V) RDS (Ω) Tabla 2. PARTE III. TRANSCONDUCTACIA Gm. 33. Ajuste el Generador de Señales del PU-2000 para entregar una onda senoidal de 1.0 khz y 100 mvpp.

6 6 / 6 Electrónica I. Guía Tome nota del valor teórico y experimental de R Ajuste PS-2 a 0.0 V y utilizando un puente o un cable conéctela a R Conecte la Fuente del JFET a GND. 37. Utilizando el Amperímetro conecte R2 con el Dreno del JFET (Use la escala máxima de mili- Amperios). 38. Incremente PS-1 hasta que obtenga la corriente máxima de Dreno. 39. Desconecte el Amperímetro por un puente o cable de conexión. 40. Conecte la onda senoidal al capacitor C2, en el borne etiquetado como Vin Conecte los canales del Osciloscopio en Vin2 y en el Dreno del JFET. 42. En el siguiente espacio de la Figura 3 dibuje el circuito que ha implementado. Figura 3. Circuito de prueba para determinar la Transconductancia Gm. 43. Observe (solo) la señal en el Dreno del JFET, realizando TODOS los ajustes necesarios para obtener información útil, pero no cambie el Acople de DC. 44. Dibuje la señal que observa en el Osciloscopio a partir de la figura 4a, indicando en el trazo la posición de la referencia de voltaje (0.0 V), así como los valores máximos y mínimos de la señal que observa. NOTA: Si no incluye esta información el trazo se considerará incorrecto.

7 Electrónica I. Guía 4 7 / Cambie el acople del Osciloscopio a AC y reajuste el instrumento para obtener información útil. 46. Mida el valor del Voltaje pico a pico en el Dreno del JFET. (VDS)pp = 47. En el Osciloscopio observe, de forma simultánea, las señales de entrada y del Dreno de JFET (realice los ajustes necesarios). 48. En la Figura 4b dibuje las señales que observa, indicando en el trazo la posición de la referencia de voltaje (0.0 V), así como los valores máximos y mínimos de la señal que observa. NOTA: Si no incluye esta información el trazo se considerará incorrecto. 49. Desconecte el circuito y deje ordenado su puesto de trabajo. (Canal 1) VOLT/DIV = (Canal 2) VOLT/DIV = TIME/DIV = (a) (Canal 1) VOLT/DIV = (Canal 2) VOLT/DIV = TIME/DIV = Figura 4. (a) Voltaje en el Dreno del JFET con acople de DC y (b) Señales de entrada y Dreno con acople de AC. Investigación complementaria Tomar nota de los datos técnicos que provee el manual impreso ECG ó NTE del JFET utilizado en la sesión de práctica. (b)

8 8 / 8 Electrónica I. Guía 4 La manera de determinar Gmo con la información que le proporciona la tercera parte del procedimiento. Análisis de Resultados 1. Utilizando los datos de la Tabla 1 trace (en un mismo gráfico) la familia de curvas del JFET. 2. Complete la información de la Tabla 2 dejando constancia de los cálculos que realiza (por lo menos un ejemplo representativo). 3. Tomando datos de la Tabla 1 complete la Tabla 3. VGS(V) VDS(V) Tabla 3. ID(mA) 4. Utilizando los datos de la Tabla 3 trace gráficas de I D vrs. V GS, para valores diferentes de VDS (por lo menos dos). 5. Utilizando los datos de la Tabla 2 trace la gráfica R DS vrs. V DS. 6. Usando los datos de la tercera parte del procedimiento determine el valor de Gm. 7. Utilizando un modelo lineal del JFET calcule datos útiles para comparar con las mediciones realizadas. Logro de Objetivos Tome ejemplo de la primera guía de laboratorio. Bibliografía Hayt, W. Kemmely, J. Análisis de circuitos en ingeniería, séptima edición, MCGRAW HILL Boylestad, R - Nashelsky, L, Electrónica: Teoría de Circuitos y dispositivos electrónicos, sexta edición. PRENTICE HALL 1999.

9 Electrónica I. Guía 4 9 / 9 Hoja de cotejo: 1 Guía 1: Diodo de unión. Alumno: Puesto No: Docente: GL: Fecha: EVALUACION % Nota CONOCIMIENTO 35 Conocimiento deficiente de los siguientes fundamentos teóricos: APLICACIÓN DEL CONOCIMIENT O -Constitución del diodo. -Función del diodo. -Comportamiento del diodo. 60 Cumple con uno o ninguno de los siguientes criterios: -Identifica si un diodo está en buen estado o no. -Obtiene la resistencia dinámica del diodo. -Predice el comportamiento de un diodo. ACTITUD 2.5 -Es un observador pasivo. TOTAL Es ordenado pero no hace uso adecuado de los recursos. Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos. Cumple sólo con dos de los criterios. -Participa ocasionalmente pero sin coordinarse con su compañero. -Hace uso adecuado de los recursos de manera segura, pero es desordenado. Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos. Cumple con los tres criterios. -Participa de forma propositiva e integral en toda la práctica. -Hace un manejo responsable y adecuado de los recursos de acuerdo a pautas de seguridad e higiene.