Universidad de Oriente Núcleo de Anzoátegui Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Departamento de Tecnología Área de Electrónica

Transcripción

1 Universidad de Oriente Núcleo de Anzoátegui Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Departamento de Tecnología Área de Electrónica Prof. Tony Castillo

2 Símbolos Electrónicos Símbolo de un FET de canal N Símbolo de un FET de canal P

3 Diagrama de Construcción Diagrama de Capas

4 Diferencias entre el JFET y el BJT BJT Controlado por corriente de base. Dispositivo bipolar que trabaja con las cargas libres de los huecos y electrones IC es una función de IB β (beta factor de amplificación) JFET Controlado por tensión entre puerta y fuente Dispositivo unipolar que trabaja con las cargas libres de los huecos (canal p) ó electrones (canal n) ID es una función de Vgs gm (factor de transconductancia) Altas ganancias de corriente y voltaje Relación lineal entre Ib e Ic Ganancias de corriente indefinidas y ganancias de voltaje menores a las de los BJT Relación cuadrática entre Vgs e Id

5 Donde: Id: Corriente de fuente Idss: Corriente máxima del drenaje (Vgs=0V y Vds>lVpl Vgs=Voltaje puerta-fuente (es el voltaje que controla al FET) Vp=Voltaje de estrangulamiento K: Valores obtenidos en la Data Sheet

6 Esta es una curva de la corriente de salida en función de la tensión Puerta-Fuente. Se puede observar que la corriente Id aumenta rápidamente a medida que Vgs se acerca a 0V. La característica de transferencia normalizada muestra que el Id es igual a un cuarto del máximo cuando Vgs es igual a la mitad del corte. TRANSISTORES FET Características de Transferencia del JFET

7 Curva de Transferencia de un FET de canal P

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9 Curva Característica

10 Regiones o zonas de operación del FET: Zona Óhmica o lineal: El FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensión V GS. Zona de saturación: A diferencia de los transistores bipolares en esta zona, el FET, amplifica y se comporta como una fuente de corriente controlada por la tensión que existe entre Puerta (G) y Fuente o surtidor (S), V GS. Zona de corte: La intensidad de Drenador es nula. TRANSISTORES FET

11 Configuraciones Básicas: 1. Surtidor común (SC), equivale al EC en los transistores bipolares. 2. Drenador común (DC), equivale al CC en los transistores bipolares. 3. Puerta común (PC), equivale al BC en los transistores bipolares.

12 Tipos de Transistores de Efecto de Campo: Los JFET (Junction Field Effects Transistor) Los MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET ). Los transistores MOS respecto de los bipolares ocupan menos espacio por lo que su aplicación más frecuente la encontramos en los circuitos integrados. Un MOS de canal P o "PMOS" se indica con una flecha dirigida hacia el sustrato, señalando que el mismo es de tipo N, aunque el canal será de tipo P. NMOS Estructura Física F de un Transistor NMOS PMOS

13 Ventajas del FET con respecto al BJT Ventajas del FET con respecto al BJT Impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012)MΩ. Generan un nivel de ruido menor que los BJT. Son más estables con la temperatura que los BJT. Son más fáciles de fabricar que los BJT pues precisan menos pasos y permiten integrar más dispositivos en un CI. Se comportan como resistencias controladas por tensión para valores pequeños de tensión drenaje-fuente. La alta impedancia de entrada de los FET les permite retener carga el tiempo suficiente para permitir su utilización como elementos de almacenamiento. Los FET de potencia pueden disipar una potencia mayor y conmutar corrientes grandes.

14 Desventajas de los FET: Los FET s presentan una respuesta en frecuencia pobre debido a la alta capacidad de entrada. Los FET s presentan una linealidad muy pobre, y en general son menos lineales que los BJT. Los FET s se pueden dañar debido a la electricidad estática.

15 Parámetros del FET: FET de canal N FET de canal P

16 HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE LOS FET En las Data Sheets de los fabricantes de FET s se encuentran los siguientes parámetros (los más importantes): VGS y VGD.- son las tensiones inversas máximas soportables por la unión PN. IG.- corriente máxima que puede circular por la unión puerta - surtidor cuando se polariza directamente. PD.- potencia total disipable por el componente. IDSS.- Corriente de saturación cuando VGS=0. IGSS.- Corriente que circula por el circuito de puerta cuando la unión puerta - surtidor se encuentra polarizado en sentido inverso.

17 APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS Aislador o separador (buffer) Impedancia de entrada alta y de salida baja Uso general, equipo de medida, receptores Amplificador de RF Bajo ruido Sintonizadores de FM, equipo para comunicaciones Mezclador Amplificador con CAG Amplificador cascodo Baja distorsión de intermodulación Facilidad para controlar ganancia Baja capacidad de entrada Receptores de FM y TV, equipos para comunicaciones Receptores, generadores de señales Instrumentos de medición, equipos de prueba

18 APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS Resistor variable por voltaje Amplificador de baja frecuencia Oscilador Se controla por voltaje Capacidad pequeña de acoplamiento Mínima variación de frecuencia Amplificadores operacionales, control de tono en órganos Audífonos para sordera, transductores inductivos Generadores de frecuencia patrón, receptores Circuito MOS digital Pequeño tamaño Integración en gran escala, computadores, memorias

19 DETECCION DE FALLAS VDD 20V RD 3.3k Q1 2N5457 DC V V mV DC V RS 390

20 DETECCION DE FALLAS VDD -20V RD 3.3k 135.6mV DC V Q1 PJFET RS 390 DC V V

21 Análisis AC Determinación matemática del factor de transconductancia ΔI gm Δ V D GS 2I gm DSS 1 VP V = GS VP Determinación gráfica del factor de transconductancia

22 Modelo Hibrido de Pequeña Señal V2 10V +V V1-10m/10mV Q1 NJFET RD 1kHz RESISTENCIA DE SALIDA

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24 SIMBOLOGIA DE LOS TRANSISTORES MOS

25 CURVA CARACTERISTICA DE UN TRANSISTOR NMOS

26 ? Prof. Tony Castillo