Prof. Tony Castillo

Universidad de OrienteNúcleo de AnzoáteguiEscuela de Ingeniería y Ciencias AplicadasDepartamento de TecnologíaÁrea de Electrónica

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET

Símbolo de un FET de canal N Símbolo de un FET de canal P

Símbolos Electrónicos

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETDiagrama de ConstrucciDiagrama de Construccióónn

Diagrama de CapasDiagrama de Capas

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETDiferencias entre el JFET y el BJTDiferencias 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) óelectrones (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 Ganancias de corriente indefinidas y ganancias de voltaje menores a las de los BJT

Relación lineal entre Ib e Ic Relación cuadrática entre Vgs e Id

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET

Donde:Id: Corriente de fuenteIdss: Corriente máxima del drenaje(Vgs=0V y Vds>lVplVgs=Voltaje puerta-fuente(es el voltaje que controla al FET)Vp=Voltaje de estrangulamientoK: Valores obtenidos en la DataSheet

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETCaracterCaracteríísticas de Transferencia del JFETsticas de Transferencia del JFET

Esta es una curva de la corriente de salida en función de la tensiónPuerta-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 Ides igual a uncuarto del máximocuando Vgses igual a la mitaddel corte.

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETCurva de Transferencia de un FET de canal P

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETCurva CaracterCurva Caracteríísticastica

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETRegiones o zonas de operación del FET:Zona Zona ÓÓhmica o lineal:hmica o lineal: El

FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensión VGS.

Zona de saturaciZona de saturacióónn:: A diferencia de los transistores bipolares en esta zona, el FET, amplifica y se comporta como una fuente de corriente controlada por la tensión que existe entre Puerta (G) y Fuente o surtidor (S) , VGS.

Zona de corteZona de corte: La intensidad de Drenador es nula.

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET

Configuraciones Básicas:1. Surtidor común (SC),

equivale al EC en los transistores bipolares.

2. Drenador común (DC),equivale al CC en los transistores bipolares.

3. Puerta común (PC),equivale al BC en los transistores bipolares.

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETTipos de Transistores de Efecto de Campo:

• Los JFET (Junction Field EffectsTransistor)

• 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. PMOS

NMOS

Estructura FEstructura Fíísica de un Transistor NMOSsica de un Transistor NMOS

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETVentajas del FET con respecto al BJTVentajas 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 FETTRANSISTORES FETDesventajas 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.

ParParáámetros del FET:metros del FET:TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET

FET de canal N FET de canal P

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETHOJAS 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.

APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS Aislador o separador (buffer)

Impedancia de entrada alta y de salida baja

Uso general, equipo de 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

Receptores, generadores de señales

Amplificador cascodo Baja capacidad de entrada

Instrumentos de medición, equipos de prueba

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETAPLICACIÓN 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 FETTRANSISTORES FET

DC V

-646.9mV

DC V

13.88 V

VDD20V

Q12N5457

RD3.3k

RS390

DETECCION DE FALLAS

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETDETECCION DE FALLAS

Q1PJFET

DC V

135.6mV

DC V

-18.72 V

VDD-20V

RD3.3k

RS390

GS

D

VIgm

ΔΔ

≡

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETAnálisis AC

Determinación matemática delfactor de transconductancia

Determinación gráfica delfactor de transconductancia

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−=

P

GS

P

DSS

VV

VIgm 12

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FETModelo Hibrido de Pequeña Señal

+V

V210V

1kHz

V1-10m/10mV

Q1NJFET RD

+V

V210V

RESISTENCIA DE SALIDA

SIMBOLOGIA DE LOS TRANSISTORES MOS

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET

CURVA CARACTERISTICA DE UN TRANSISTOR NMOS

TRANSISTORES FETTRANSISTORES FET

Prof. Tony Castillo

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