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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional Maracay-Edo- Aragua

Prof. Ing. Rasiel Pompa

Bachilleres Yecenia Oropeza

Maracay 28/06/18

Introducción Los transistores FET o transistores efecto de campo de unión fue uno de los dispositivos más importante que condujo a la revolución de la electrónica de estado sólido. Este dispositivo tiene una desventaja la cual es que posee una impedancia muy alta de entrada debido a que en la base del transistor esta la entrada de señal y el diodo base-emisor esta polarizado inversamente. Para un FET de canal N, el dispositivo está construido a partir de una barra de material de tipo n, con áreas sombreadas compuesta de materia tipo P. Entre la fuente y el drenador, el material tipo N actúa como resistencia permitiendo que el flujo de corriente se componga de portadadores mayoritarios Los Amplificadores con FET se utilizan en lugar de los amplificadores con BJT en el intervalo de frecuencias de 100MHz a 10GHz porque generan menos ruido y tienen un mejor desempeño en altas frecuencia. Pueden ser JFET o MOSFET ¿Qué es un FET? Es un dispositivo cuyo funcionamiento puede ser asimilado al de una fuente de corriente controlada por tensión y presenta las siguientes características: es un dispositivo unipolar, tiene un único tipo de portadores. Presenta alta impedancia de entrada. La corriente de entrada es prácticamente nula (IG). Tiene un bajo producto ganancia-ancho de banda. Es de fácil fabricación e integración. En principio son dispositivos simétricos, o sea bidireccionales, no hay distinción entre los terminales de drenaje y fuente, salvo por el sentido de circulación de corriente. Se toma como convención que la corriente es positiva cuando circula de drenaje a fuente.

No es muy común encontrarse en un circuito un JFET aislado, éstos suelen aparecer, más bien, insertos en circuitos integrados. Otras veces aparecen incorporadas, por ejemplo, en las cápsulas microfónicas, como un pequeño amplificador de la señal débil que se produce en éstas. 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. Construcción de un fet La construcción básica del JFET de canal-n la mayor parte de la estructura es el material tipo n que forma el canal entre las capas difundidas en material tipo p. El extremo superior del canal tipo n se conecta mediante contacto óhmico a la terminal denominada como drenaje (drain) (D), mientras que el extremo inferior del mismo material se conecta por medio de contacto óhmico a la terminal llamada la fuente (source) (S). Los dos materiales tipo p se encuentran conectados juntos y al

mismo

tiempo

hacia

la

terminal

de compuerta (gate) (Q). Por

tanto, esencialmente el drenaje y la fuente se conectan en esencia a los extremos del canal tipo n y la compuerta, a las dos capas del material tipo p. En ausencia de cualquiera de los potenciales aplicados, el JFET tiene dos uniones p-n bajo condiciones sin polarización. El resultado es una región de agotamiento en cada unión, que se parece a la misma región de un diodo bajo condiciones sin polarización. Recuérdese también que una región de agotamiento es aquella región carente de portadores libres y por lo tanto incapaces de permitir la conducción a través de la región. El JFET de canal n está constituido por una barra de silicio de material semiconductor de tipo n con dos regiones (islas) de material tipo p situadas

a ambos lados. Es un elemento tri-terminal cuyos terminales se

denominan

drenador (drain), fuente (source) y puerta (gate).

La

polarización

de

un JFET exige

que

las

uniones

p-n

estén

inversamente polarizadas. En un JFET de canal n, o NJFET, la tensión de drenador debe ser mayor que la de la fuente para que exista un flujo de corriente a través de canal. Además, la puerta debe tener una tensión más negativa que la fuente para que la unión p-n se encuentre polarizado inversamente.

Las curvas de características eléctricas de un JFET son muy similares a las curvas de los transistores bipolares. Sin embargo, los JFET son dispositivos controlados por tensión a diferencia de los bipolares que son dispositivos controlados por corriente. ¿Para qué se utiliza?

El amplificador con Fet se puede utilizar en distintos circuitos como son: Amplificador Búfer (drenaje común) Amplificador en cascada Limitador de corriente (JFET) Amplificador de bajo ruido Aplicaciones relacionadas con microondas Características del Fet El FET, por sus características especiales, (alta impedancia de entrada, mejor respuesta de frecuencia que los transistores bipolares, bajo ruido) se utiliza con frecuencia en amplificadores. Estos poseen las siguientes características •

Alta impedancia de entrada

•

Mejor respuesta de frecuencia que los transistores bipolar

•

Bajo ruido

•

Se utiliza con frecuencia en amplificadores

•

Presenta ganancia tanto de voltaje como de corriente

•

Desfasa la salida con respecto a la entrada en 180°.

•

Dispositivo controlado por voltaje.

•

Mayor estabilidad térmica.

Ventajas del FET ➢ Son dispositivos controlados por tensión con una impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012ohmios). ➢ Los FET generan un nivel de ruido menor que los BJT.

➢ Los FET son más estables con la temperatura que los BJT. ➢ Los FET son más fáciles de fabricar que los BJT pues precisan menos pasos y permiten integrar más dispositivos en un CI. ➢ Los FET se comportan como resistencias controlados por tensión 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. Desventajas ➢ Los FET presentan una respuesta en frecuencia pobre debido a la alta capacidad de entrada. ➢ Los FET presentan una linealidad muy pobre, y en general son menos lineales que los BJT. ➢ Los FET se pueden dañar debido a la electricidad estática. En este apartado se estudiarán brevemente las características de ambos dispositivos orientadas principalmente a sus aplicaciones analógicas.

Como funciona un Amplificador de volumen de Voz En muchas situaciones es deseable disponer de un amplificador que proporcione una señal de salida de amplitud constante para un amplio rango de niveles de señal de entrada y con un mínimo de distorsión. Una solución clásica a este problema es utilizar un amplificador no lineal. Un operacional, por ejemplo, operará como un amplificador no lineal si se incluyen dos diodos en anti paralelo en el lazo de realimentación. Esta estrategia, sin embargo, aunque proporciona una señal de salida de amplitud casi constante, tiene un inconveniente: genera una gran

distorsión. Una solución más elegante es utilizar un FET (Q1) y sus componentes asociados. El cual aplica una señal pequeña al operacional (741), su salida es pequeño. Consecuentemente, la compuerta del FET recibe una muy baja polarización negativa y la resistencia entre drenador y fuente es alta. Por tanto, la ganancia de voltaje es alta. Lo contrario sucede si la señal de entrada es grande. Como resultado, el nivel medio de la señal de salida se auto-regula entre 1.5V y 2.85V sobre un rango de 50:1 de variación del nivel de la señal de entrada, sin generar distorsión audible. El valor de R1 depende de la máxima amplitud de señal de entrada esperada y se determina sobre una base de 200k por cada voltio RMS. Por ejem plo, para acom odar señal es hasta de 50Vr ms R1 debe ser de 1OM.

Como mejorar el circuito Podría mejorar el circuito agregándole un Bjt en cascada con el Fet el cual me amplificaría un poco más la señal dándole más sonido.

CONCLUSIONES La realización de este informe nos permitió observar la importancia de los transistores, para la creación de amplificadores, con direccionamiento a la creación de un amplificador de audio, con dos canales de entrada, comentado con un amplificador de clase A. Al mismo tiempo se pudo aprovechar la alta impedancia de entrada que contienen dichos transistores, logrando el acoplamiento de todo el

sistema. Además, el ver como atreves de la inyección de diferentes señales, se logra una buena recepción de estas, sin percepción de ruido en el circuito. Como por último, se puede decir que durante el desarrollo de este proyecto se presentaron diferentes inconvenientes, como por ejemplo el obtener una ganancia en el circuito muy baja dado a una mala polarización del JFET, sin embargo, los objetivos a este informe se han cumplido en su cabalidad.