Transistoresfet

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

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Prof. Tony Castillo