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FETTRANSISTOR CONTROLADO POR VOLTAJE
Por: Ronald Bailey
Diplomado en matematica
Tipos
JFETCanal abierto Canal cerrado
Vp es el voltaje
de
ahorcamiento,
este hace que
el canal se
cierre por
completo y por
lo tanto no
exista flujo de
corriente.
Vp es un dato obtenido del
fabricante (datasheet).
Abriendo el canal al alejarse
positivamente de Vp, es posible dejar
pasar una corriente constante e
independiente de la variación de VDS.
Si VGS > Vp si existe flujo de corriente.
MOSFET tipo enriquecimientoCanal cerrado Canal abierto
Vt es un dato obtenido del
fabricante (datasheet).
Vt es el voltaje de
umbral, este hace que
el canal se abra para
que exista flujo de
corriente constante.
Abriendo el canal al aumentar
positivamente Vt, es posible dejar pasar
una corriente constante e independiente
de la variación de VDS.
Si VGS > Vt si existe flujo de corriente.
Modos
Modo de agotamiento de portadores.
Cuando el canal ya esta construido, por lo tanto el efecto del campo eléctrico consiste en reducirlo o aumentarlo en función de
la dirección de aplicación.
Modo de enriquecimiento de portadores.
Cuando el canal no esta construido y se construye por medio del
efecto del campo eléctrico.
Se puede usar la grafica ID vs VGS para saber
que tipo de transistor se esta trabajando
Ecuacion características para la
polarización del los transistores FET.
𝐼𝐷 = 𝐾𝑚(𝑉𝑇 − 𝑉𝐺𝑆) 2Al encontrarse con esta ecuación en los
libros se observara el factor 𝐾𝑚 el cual es
utilizado por puros fines didácticos y es un
factor que depende de las dimensiones de
construcción del transisto 1 −𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑇r.
𝐼𝐷 = 𝐾𝑚𝑉𝑇2 1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑇
2Aplicando factor común a VT se puede
observar esta ecuación en donde 𝐾𝑚𝑉𝑇2
es un factor llamado IDSS en las datasheets.
Sustituyéndolo en la ecuación se puede
observar la ecuación general que rige el
funcionamiento de los fet, la cual relaciona
la corriente de drenaje con el VGS
directamente.
𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 1 −𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑇
2
Valores necesarios para la
polarización de FET. 𝐼𝐷𝑆𝑆
Es un valor que se obtiene en la hoja de datos de transistor.
Imagen obtenida de la hoja de datos del transistor JFET K161.
𝑉𝑇
También es un valor obtenido de la hoja de datos, el cual suele tener
un rango.
http://www.datasheetspdf.com/pdf/624149/Toshiba
/K161/1
Grafica de la ecuación obtenida de la hoja de
datos en comparación con una obtenida
teóricamente.𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑇
2
Practica:
tomada desde la hoja de datos Teórica:
Generada con wólfram mathematica 11
Esta grafica esta en
amperios.
Las partes que crecen
a la izquierda se
ignoran ya que no es
posible que el
transistor deje pasar
corriente de esa
forma.
Grafica de hoja de datos delJFET K161
Ecuaciones de wólfram
mathematica.
ሿID[IDSS_, VGS_, VP_ := IDSS 1 −VGS
VP
2
ሿPlot[ ሿID[0.01, VGS,−1.8 , ሿID[0.008, VGS,−1.4 , ሿID[0.006, VGS,−1.2 , ሿID[0.004, VGS,−1 , ሿID[0.002, VGS,−0.8 , ሿID[0.001, VGS,−0.4 , VGS, −2,0
Para definir la función:
Para graficar la función:
Polarización de transistor.
2N3370𝑉𝐺𝑆(𝑜𝑓𝑓) = 𝑉𝑇 = 𝑉𝑇𝐻 = 𝑉𝑃 En algunas hojas de datos puede encontrarse con cualquiera de estos nombres.
𝑉𝑇𝐻 threshold-Voltage
𝑉𝐺𝑆(𝑜𝑓𝑓) = -3.2V
0.1 𝑚𝐴 ≤ 𝐼𝑑𝑆𝑆 ≥ 0.6 𝑚𝐴
Tabla tomada de la hoja de datos
del transistor
http://pdf.datasheet.live/datashee
ts-1/solitron_devices/2N3370.pdf
Ecuación:
ሿID[IDSS_, VGS_, VP_ := IDSS 1 −VGS
VP
2
ሿID[0.6mA, VGS_, −3.2𝑉 ≔ 0.6 1 −VGS
−3.2
2
Utilizando los valores máximos
para obtener la grafica mas
extensa.
ሿPlot[0.6 1 + 0.3125VGS 2, VGS,−3.2,0
Grafica teórica ID vs VGS creada con Wolfram
mathematica 11.
Extendiendo la grafica para
observar el comportamiento de la
corriente ID.
Grafica teórica ID vs VGS extendida para
observar la corriente a 5V creada con
Wolfram mathematica 11.
Como los transistores fet son tan
versátiles y sus valores dependen
mucho del fabricante por lo cual
seria necesario hacer los siguientes
experimentos para determinar sus
graficas de transferencia.
Encontrar la grafica ID vs VGSPara generar la curva ID vs vgs.
1- Colocar la fuente B1 constante.
2- Variar la fuente B2 e ir midiendo la corriente ID.
La fuente B2 tiene que variar
−V < 𝐵2 > 𝑉En donde V es un voltaje que no supere el máximo sugerido por
La hoja de datos.
Encontrar la grafica ID vs VDSPara generar la curva ID vs VDS.
1- Colocar la fuente B2 constante.
2- Variar la fuente B1 mientras se va midiendo la corriente ID.
La fuente B1 tiene que variar
−V < 𝐵2 > 𝑉En donde V es un voltaje que no supere el máximo sugerido por
La hoja de datos.
