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FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRONICA - FIEE POLARIZACION DEL JFET

I.

OBJETIVOS Mediante el experimento de la polarización del JFET lo que se pretende realizar es encontrar el momento en el cual se está usando como amplificador.

II.

MARCO TEORICO INTRODUCCION El JFET, transistor de efecto de campo o transistor unipolar, fue inventado en 1948, al mismo tiempo que el transistor normal o bipolar, pero no fue posible su implantación hasta 1970 debido a la alta tecnología necesaria para formar sus uniones. Un JFET reúne las características más interesantes de las válvulas electrónicas, con las grandes ventajas de los componentes semiconductores. Según su composición, existen dos tipos de transistores JFET, los JFET de canal N y los de canal P. En la siguiente figura, se muestra la estructura de un transistor unipolar JFET de canal N con su símbolo correspondiente:

Este componente está formado por una delgada capa de material semiconductor tipo N denominado canal. A los lados de ésta aparecen dos regiones de material semiconductor tipo P. En cada uno de los extremos del canal se sitúa un terminal. Así, tenemos un terminal de fuente o surtidor (del inglés source) y otro de sumidero o drenador (drain). Las dos regiones P se interconectan entre sí, y hacia el exterior, constituyendo el terminal de puerta o graduador (gate). Este componente funciona de la siguiente forma: en los transistores de unión bipolares, la corriente de colector emisor se controlaba gracias a la variación de la pequeña corriente que se aplica a la base, realizándose la conducción tanto por electrones como por huecos. Sin

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FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRONICA - FIEE embargo, los transistores de efecto campo funcionan solamente con un tipo de portadores de carga: huecos o electrones, según el tipo de canal. Así, por ejemplo, en un JFET de canal N, lo portadores son los electrones. Curvas características de drenador de un JFET.

Resistencia de entrada. Debido a que la corriente que circula por el terminal graduador es prácticamente cero, la resistencia o impedancia de entrada se hace elevadísima, del orden de miles de kilohmios. Por esta razón, este transistor se emplea más en aquellos casos en que se requiera una mayor impedancia de entrada. Curvas de transferencia o transconductancia.

Estas curvas nos indican los valores que toma la intensidad de drenador (ID) en función de las variaciones que experimenta la tensión de graduadorsurtidor (VGS) para valores de VDSconstantes.

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FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRONICA - FIEE En general, la curva de transconductancia de cualquier JFET posee la forma de una parábola, tal como se muestra en la figura anterior. Esta gráfica se corresponde con las curvas de drenador del JFET. Esta curva se corresponde con la siguiente ecuación:

De esta forma, conociendo los valores de IDSS y VGS(apag) (datos que suele proporcionar el fabricante en las hojas técnicas) se puede determinar el valor de la corriente ID para cualquier valor de la tensión VGS aplicada a la puerta. Aplicaciones

En la figura de la izquierda, se muestra un ejemplo de interruptor analógico con un JFET. Si a este circuito se le aplica una tensión VGS=0, el transistor entrará en saturación y se comportará como un interruptor cerrado. Por otro lado, si la tensión aplicada es VGS=VGS(apag), el transistor se pondrá en corte y actuará como un interruptor abierto. Cuando se utiliza un JFET como interruptor, se le hace trabajar únicamente en dos estados, corte y saturación. Fabricación JFET de canal N. La siguiente figura representa un JFET en el que difusión se realiza por una cara solamente. Se representa en ella la sección del plano AA' de la vista superior de la figura b). El sustrato es de material tipo P en el que se ha formado por crecimiento epitaxial el canal n. Seguidamente, se difunde una puerta P en el canal N. La puerta difundida es de un material de muy baja

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FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRONICA - FIEE resistividad permitiendo que la región de deplexión se extienda más en el canal tipo N. JFET de canal P. Este tipo se obtiene a partir de la estructura de la resistencia MOS, añadiendo una conexión metálica al emisor, que la resistencia no necesitaba para a su construcción. Este contacto conductor constituye el terminal de puerta mientras que los otros dos terminales actúan de fuente y drenador. El canal lo constituye la fina región P que forma la resistencia. Obsérvese que el FET de canal P requiere dos operaciones de difusión P contrariamente a lo que ocurre al FET de canal N de la anterior figura. III.

MATERIALES o Porta pilas o 4 pilas de 1.5 voltios o Protoboard o Cables conectores y cocodrilos o Fuente DC o JFET K30A o Resistencias o Potenciometros

IV.

PROCEDIMIENTO Montar los siguientes circuitos y realizar las mediciones indicadas en clase:

Variando el potenciómetro se obtiene: VGS 0.00 -0.12

ID 2.89 2.42

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VDS 6.22 7.16

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRONICA - FIEE -0.23 -0.35 -0.47 -0.58 -0.70

1.99 1.60 1.24 0.93 0.66

8.02 8.80 9.51 10.1 10.7

Ahora con el segundo diseño:

Variando la resistencia R1 tenemos: R1 10M 11M 12M 13M 14M 15M 16M

R2 1M 1M 1M 1M 1M 1M 1M

ID 2.50 2.38 2.28 2.20 2.13 2.07 2.01

VGS -0.09 -0.12 -0.15 -0.17 -0.19 -0.21 -0.22

VDS 5.76 6.05 6.29 6.50 6.67 6.83 6.97

Variando la resistencia R2 tenemos: R1 1M 1M 1M 1M 1M 1M 1M

R2 40K 50K 60K 70K 80K 90K 100K

ID 1.61 1.75 1.89 2.02 2.15 2.29 2.42

VGS -0.34 -0.30 -0.26 -0.22 -0.18 -0.15 -0.11

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VDS 7.97 7.63 7.29 6.95 6.61 6.28 5.95

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRONICA - FIEE Los valores de los voltajes están dados en voltios y las corrientes en miliamperios. V.

CONCLUSIONES: Se concluye que las mediciones fueron bastante correctas para el funcionamiento de amplificación del JFET, en ambos gráficos se estuvo muy cerca de hallas VGS igual a la mitad del voltaje de entrada.

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