Ejercicios de Semiconductores

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Física de semiconductores

3er. Semestre

Tema 5. Transistores de efecto de campo

Práctica 1. Obtención de las corrientes y voltajes de la configuración de un FET

Alumno: Francisco Uriel Bernal Gutiérrez Edwin Efren Castro Contreras No. de control: 20061404

20060958

Docente: M.C. Martha Leonila Torres Narváez

Fecha de entrega 12/12/2021

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Objetivo general:

Obtener las corrientes (ID, IS) correspondientes del circuito, así como los voltajes (VDS, VD y VS) de acuerdo con la configuración empleada.

Objetivo específico:

• Realizar el cálculo teórico y,
• Verificar los datos obtenidos de manera práctica.

Marco teórico:

Igual como el transistor BJT que cuenta con tres terminales que son identificadas por las letras mayúsculas E (emisor), C (colector) y B (base). Sucede lo mismo que con el transistor JFET esta constituido por tres terminales que se identifican con G (Gate – Compuerta), D (Drain – Drenaje) y S (Source – Fuente). Dentro de la construcción básica se cuenta con dos tipos que son el canal n y el canal p. (Boylestad & Nashelsky, 2009)

En relación con la construcción básica del JFET de canal n. La característica principal dentro de su estructura es el tipo de material de mayor dimensión y sería el tipo n. Es decir, como este tiene mayor cantidad de tipo n permitiendo formar el canal entre las capas incrustadas de material p. Si se ve la construcción de este, se puede ver que el canal tipo está conectado mediante un contacto óhmico a un material conocido y que se denomina drenaje (D), en tanto que el extremo inferior del mismo material está conectado mediante un contacto óhmico a un material conocido como fuente (S). Los dos materiales tipo p están conectados entre sí a la terminal de compuerta (G). Tanto el drenaje y la fuente están conectados a los extremos del canal tipo n y la compuerta a las dos capas de material tipo

p. (Boylestad & Nashelsky, 2009)

Las configuraciones que se tiene para el JFET serían de polarización fija, de autopolarización, de divisor de voltaje y la base común. La solución para cada una es empleando el análisis matemático y el gráfico. (Boylestad & Nashelsky, 2009)

Listado de materiales y equipos:

1 Fuentes de voltaje DC variable (0 – 24 V) con puntas 1 Multímetro c/puntas

1 Resistencia 1 de 2.1 MΩ

1 Resistencia 2 de 270 kΩ

1 Resistencia drenaje de 2.4 kΩ

1 Resistencia fuente de 1.5 kΩ

1 Transistor 2N5457 (o equivalente del canal n) 1 Protoboard

Cables para conexión en protoboard los necesarios

Procedimiento:

1. Realice el armado de la configuración de emisor fijo que se realizó como ejemplo de clase y que se muestra a continuación. Considera que la hoja de especificaciones indica para 2N5457 que tiene IDSS de 5 mA y Vp = - 5 V. Aplicando VDD = 16 V. Encontrar las siguientes incógnitas IDQ, VGSQ, VD, VDS, VG

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Nota: En este caso se debe encontrar el punto Q para la configuración empleando la característica de transferencia para poder obtener los voltajes solicitados.

1. Obtener el cálculo teórico de las incógnitas de corrientes y voltajes y puedas comprobarlo con la simulación del circuito. Anotar en el recuadro dicho cálculo.

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1. Medir las corrientes y voltajes en el circuito para comprobar los resultados obtenidos teóricamente y anotarlos en la siguiente tabla:

Nota: * Este valor es el obtenido por medio de la característica de transferencia y su recta de carga. Anotarlos.

1. Mostrar la gráfica generada para conseguir el punto Q en el siguiente espacio.[pic 8][pic 9]
2. Responder las siguientes preguntas:

1. Al tener los valores tanto teóricos y prácticos, ¿Se tuvieron diferencias? En caso de tenerse dichas diferencia, indica a que se debe:

Como mencioné en la práctica anterior, siempre existe un rango de diferencia entre los cálculos y la simulación, ya que la simulación es más exacta. En este caso. El margen de error es mínimo y es aceptable

1. ¿Qué sucederá si se cambia el valor de la beta del transistor?, afectará algo en la obtención de los resultados.

Si cambian los valores, en esta simulación cambié el valor de Beta para así obtener los valores que antes anoté en la tabla. Hay una fórmula que dice lo siguiente:

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Cambiando esa fórmula, dependiendo de los valores de IDSS y Vp, obtenemos el valor, y lo sustituimos en el simulador.

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