Universidad de Oriente Núcleo de Anzoátegui Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Departamento de Tecnología Área de Electrónica
Prof. Tony Castillo
TRANSISTORES FET Símbolos Electrónicos
Símbolo de un FET de canal N
Símbolo de un FET de canal P
TRANSISTORES FET Diagrama de Construcci贸n
Diagrama de Capas
TRANSISTORES FET Diferencias entre el JFET y el BJT BJT
JFET
Controlado por corriente de base.
Controlado por tensión entre puerta y fuente
Dispositivo bipolar que trabaja con las cargas libres de los huecos y electrones
Dispositivo unipolar que trabaja con las cargas libres de los huecos (canal p) ó electrones (canal n)
IC es una función de IB
ID es una función de Vgs
β (beta factor de amplificación)
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
TRANSISTORES FET
Donde: Id: Corriente de fuente Idss: Corriente mรกxima 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
TRANSISTORES FET Características de Transferencia del JFET 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 Curva de Transferencia de un FET de canal P
TRANSISTORES FET Curva Característica
TRANSISTORES FET Regiones o zonas de operaciรณn del FET: Zona ร hmica o lineal: El FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensiรณn VGS. Zona de saturaciรณn: A diferencia de los transistores bipolares en esta zona, el FET, amplifica y se comporta como una fuente de corriente controlada por la tensiรณn que existe entre Puerta (G) y Fuente o surtidor (S) , VGS. Zona de corte: corte La intensidad de Drenador es nula.
TRANSISTORES FET Configuraciones Básicas: 1.
2.
3.
Surtidor común (SC), equivale al EC en los transistores bipolares. Drenador común (DC), equivale al CC en los transistores bipolares. Puerta común (PC), equivale al BC en los transistores bipolares.
TRANSISTORES FET • •
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 de un Transistor NMOS
PMOS
TRANSISTORES FET • • • • • • •
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.
TRANSISTORES FET 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.
TRANSISTORES FET Parรกmetros del FET:
FET de canal N
FET de canal P
TRANSISTORES FET 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.
TRANSISTORES FET APLICACIÓN
PRINCIPAL VENTAJA
USOS
Aislador o separador (buffer)
Impedancia de entrada Uso general, equipo de alta y de salida baja medida, receptores
Amplificador de RF
Bajo ruido
Sintonizadores de FM, equipo para comunicaciones
Mezclador
Baja distorsión de intermodulación
Receptores de FM y TV, equipos para comunicaciones
Amplificador con CAG Facilidad para controlar ganancia Amplificador cascodo
Baja capacidad de entrada
Receptores, generadores de señales Instrumentos de medición, equipos de prueba
TRANSISTORES FET APLICACIÓN
PRINCIPAL VENTAJA
USOS
Resistor variable por voltaje
Se controla por voltaje
Amplificadores operacionales, control de tono en órganos
Amplificador de baja frecuencia
Capacidad pequeña de acoplamiento
Audífonos para sordera, transductores inductivos
Oscilador
Mínima variación de frecuencia
Generadores de frecuencia patrón, receptores
Circuito MOS digital
Pequeño tamaño
Integración en gran escala, computadores, memorias
TRANSISTORES FET DETECCION DE FALLAS VDD 20V
-646.9mV DC V
Q1 2N5457
RS 390
DC V 13.88 V
RD 3.3k
TRANSISTORES FET DETECCION DE FALLAS VDD -20V
135.6mV DC V
Q1 PJFET RS 390
DC V -18.72 V
RD 3.3k
TRANSISTORES FET Análisis AC Determinación matemática del factor de transconductancia
ΔI D gm ≡ ΔVGS
2 I DSS gm = VP
⎡ VGS ⎤ ⎢1 − ⎥ ⎣ VP ⎦ Determinación gráfica del factor de transconductancia
TRANSISTORES FET Modelo Hibrido de Peque単a Se単al V2 10V +V
V1 -10m/10mV
Q1 NJFET
RD
1kHz
RESISTENCIA DE SALIDA
TRANSISTORES FET SIMBOLOGIA DE LOS TRANSISTORES MOS
TRANSISTORES FET CURVA CARACTERISTICA DE UN TRANSISTOR NMOS
? Prof. Tony Castillo