UNIVERSIDAD TCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA

INGENIERA ELCTRICA

Materia:

LABORATORIO DE ELECTRNICA ANALGICA Y DIGITAL

Autores:

BRIONES CEVALLOS IRVIN ANTONIO

CHVEZ MORALES GEISON NORBERTO

FAJARDO CHALN ANGIE XIMENA

LPEZ GARCA FREDDY DANIEL

Docente:

ING. FREDDY FARES

Perodo:

2014 - 2015

1. INTRODUCCIN

Los transistores ms conocidos son los llamados bipolares (NPN y PNP),

llamados as porque la conduccin tiene lugar gracias al desplazamiento de

portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son

de gran utilidad en gran nmero de aplicaciones pero tienen ciertos

inconvenientes, entre los que se encuentra su impedancia de entrada bastante

baja.

Existen unos dispositivos que eliminan este inconveniente en particular y que

pertenece a la familia de dispositivos en los que existe un solo tipo de portador

de cargas, y por tanto, son unipolares. Se llama transistor de efecto campo.

2. OBJETIVOS

Comprobacin de cada una de las terminales del transistor en base a

pruebas estticas.

Comprobacin de las tensiones y corrientes de polarizacin de un

transistor JFET en dos configuraciones bsicas.

Comprobacin de la amplificacin de tensin del preamplificador.

3. MARCO TERICO

3.1 Esquema interno del JFET

El JFET es un transistor de efecto de campo, es decir, su funcionamiento se basa

en las zonas de deplexin que rodean a cada zona P al ser polarizadas

inversamente.

Tienen tres terminales, denominadas puerta (gate), drenador (drain) y fuente (source). La puerta es la terminal equivalente a la base del BJT. El transistor de efecto de campo se comporta como un interruptor controlado por tensin, donde el voltaje aplicado a la puerta permite hacer que fluya o no corriente entre drenador y fuente.

Este tipo de transistor se polariza de manera diferente al transistor bipolar. La

terminal de drenaje se polariza positivamente con respecto al terminal de fuente

(Vdd) y los cambios en la corriente de base para producir cambios en la corriente

de colector. El JFET es controlado por tensin y los cambios en tensin de la

compuerta a fuente modifican la regin de rarefaccin (deplecin) y causan que

vare el ancho del canal.

El transistor JFET, al igual que los BJT, se pueden polarizar de diversas maneras

(ms adelante se ver) para dar lugar a configuraciones de amplificadores de

seal, sin embargo no son las nicas aplicaciones, por ejemplificar algunas otras

se tienen la configuracin para formar osciladores, interruptores controlados,

resistores controlados, etc.

3.2 CARACTERSTICAS DE LOS TRANSISTORES JFET.

Para el transistor de efecto de campo, la relacin entre las cantidades de entrada

y salida es no lineal debido al trmino al cuadrado en la ecuacin de Shockley.

Las relaciones lineales producen lneas rectas cuando una variable se grafica

contra la otra, mientras que las funciones no lineales producen curvas como las

que se obtienen para las caractersticas de un JFET.

Las relaciones generales que se pueden aplicar al anlisis de CD de todos los

amplificadores de JFET son: 0 = = (1

)2 en donde

es la corriente de drenaje, es la corriente de la fuente, es la corriente de

compuerta, es la corriente mxima, es la tensin de compuerta de la

fuente. Para el transistor BJT la corriente de salida y la corriente de control de

entrada estn relacionadas por beta mientras que en un transistor JFET la

relacin no es lineal por la ecuacin de Shockley.

Fig.1Smbolos de JFET a) canal a b) canal b

3.3 CONFIGURACIN DE POLARIZACIN FIJA

La configuracin de polarizacin fija es la ms simple para el JFET de canal n

aparece en la fig 2., es una de las pocas configuraciones de JFET. Otra

diferencia entre el anlisis de transistores BJT y FET es que: La variable de

control de entrada para un transistor BJT es un nivel de corriente, en tanto que

para el FET la variable de control es un voltaje.

Para la configura de polarizacin fija tenemos las siguientes ecuaciones que

describen las caractersticas del transistor JFET son: = =

= 0 = = estas ecuaciones se las emplea en el

anlisis DC.

3.4 Hoja de especificaciones de JFET

FIG. 2 Configuracin de polarizacin fija. Fig. 3 Configuracin de autopolarizacin.

4. MATERIALES

Dos transistores JFET 2N4859.

Cuatro resistencias de 1Kohms a Watt.

Dos resistencias de 1MOhm a Watt.

Dos capacitares de 1uF a 25 V.

2.5 Dos capacitares de 100uF a 25 V.

5. PROCEDIMEINTO

5.1 POLARIZACIN FIJA

Los circuitos bsicos que se utilizan para polarizar los BJT se pueden emplear

para los MOSFET. EL JFET tiene el inconveniente de que la tensin VGS debe

ser negativa en un NJFET (positiva en un PJFET) que exige unos circuitos de

polarizacin caractersticos para este tipo de dispositivos. En este apartado se

presentan uno de los circuitos ms utilizados: polarizacin simple o fija, se utiliza

una fuente de tensin externa para generar una VGS

ID Vdd

Vgg 0 1 2 3 4 5

0 4.73 nA 969.06 uA 1.93 mA 2.90 mA 3.875 mA 4.84 mA

-1 - 384.5 uA 695.44 uA 1.60 mA 2.59 mA 3.58 mA 4.57 mA

-2 -1.37 mA -377.69 uA 616.84 uA 1.61 mA 2.60 mA 3.59 mA

-3 -2.36 mA -1.37 mA -375.69 uA 619 uA 1.69 mA 2.60 mA

-4 -3.53 mA -2.36 mA -1.37 mA -374.36 uA 620.83 uA 1.61 mA

ID Vdd

Vgg 6 7 8 9 10 11 12

0 5.81 mA 6.78 mA 7.74 mA 8.71 mA 9.68 mA 10.65 mA 11.61 mA

-1 5.55 mA 6.53 mA 7.51 mA 8.43 mA 9.45 mA 10.43 mA 11.40 mA

-2 4.59 mA 5.57 mA 6.56 mA 7.54 mA 8.52 mA 9.99 mA 10.47 mA

-3 3.60 mA 4.59 mA 5.58 mA 6.57 mA 7.55 mA 8.53 mA 9.51 mA

-4 2.61 mA 3.60 mA 4.59 mA 5.58 mA 6.75 mA 7.56 mA 8.54 mA

El valor de la corriente de drenaje vara desde un valor negativo hasta un valor

positivo mientras mayor sea el valor de mayor modulo tiene pero esta se

reduce si el valor de tambin aumenta en modulo. Mientras si y son

iguales en modulo la es cero aproximadamente pero si es menor que

la es negativa y si si aumenta en mdulo y sigue negativa el valor de es

negativa y aumenta en modulo.

0,00E+00

2,00E-03

4,00E-03

6,00E-03

8,00E-03

1,00E-02

1,20E-02

1,40E-02

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

Grfica Id=f(Vdd) con Vgg constante

6. AUTOPOLARIZACIN

En el anlisis en DC del Preamplificador de audio, se realiza un proceso similar

al anlisis de los BJT, abriendo cada uno de los capacitores y analizando los

valores que pide el ejercicio.

Id (mA) Vgs (V) Vrs (V) Vds (V) Vrd (V)

Vmed 4,273 -4,233 4,273 3,454 4,244

Vterico 4,1 -4,1 4,1 3,3 4

%E. 1,04% 1,03% 1,04% 2,05% 1,06%

Para el anlisis AC, se realiz con una entrada baja la cual se mostr amplificada

en la salida, obteniendo diferentes valores de ganancia con respecto a distintas

frecuencias, adems de trazar los valores obtenidos dando como resultado la

grfica de Bode.

Frecuencia (Hz)

1 10 50 75 100 1000 10000

(mV) 10 10 10 10 10 10 10

(mV) 0 0 18,14 23,91 27,56 35,76 35,88

=/ 0 0 1,814 2,391 2,756 3,576 3,588

Frecuencia (Hz)

100000 1000000 10000000 100000000 1000000000

(mV) 10 10 10 10 10

(mV) 35,889 35,882 35,86 18,13 10,19

=/ 3,5889 3,5882 3,586 1,813 1,019

En este tipo de transistor y en cualquier otro dispositivo tiene comportamientos

diferentes en alta, media y baja frecuencia como observamos en la tabla en

valores menores que 100 Hz la ganancia de voltaje ya se ve afectada lo mismo

ocurre cuando la frecuencia aumenta a 100 MHz. Por ende estos transistores

tienen un gran rango de frecuencia en la que no se ve afectada la ganancia. Esto

tambin se ve reflejado en el grfico de vs en donde el voltaje de

salida se da en mili voltios y la frecuencia en Hertzs.

7. CONCLUSIONES

Para todos los terminales del transistor obtuvimos los valores deseados,

de tal manera que dicho transistor trabaj en la zona esperada y

funcionando como un amplificador en el anlisis en AC.

Se obtuvo un minio margen de error en las tensiones y las corrientes

resultantes siendo aproximadamente similares a las que se esperaban en

el valor terico.

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 1E+09

Grfica de Bode

El circuito de amplificador obtuvo una ganancia de voltaje (en frecuencias

medias) de 3.5 de tal manera que si obtuvo la amplificacin deseada.

Estos transistores tienen un gran rango de frecuencia en la que no se ve

afectada la ganancia. Esto tambin se ve reflejado en el grfico de vs

en donde el voltaje de salida se da en mili voltios y la frecuencia en

Hertz.

8. RECOMENDACIONES

Tener en cuenta todos los valores posibles que puedan interferir tanto

para las mediciones en el circuito real, simulado y terico; de esa manera

obtendremos resultados muchos ms cercanos a los reales.

En el anlisis terico es poco recomendable utilizar las frmulas en las

que aproximen los resultados, puesto que por ser ms simples para los

clculos, se obtiene un mayor margen de error.