Informe polarización Jfet

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Resumen. En el siguiente informe se observa el estudio de los parámetros de amplificación con un JFET en fuente común y drenaje común. También se estudia el funcionamiento de un amplificador en cascodo con un BJT (2N2222). Los datos obtenidos experimentalmente se compararon con los obtenidos en la teoría.

Palabras claves: Fuente – Drenaje – Amplificador.

OBJETIVO

Diseñar, verificar el funcionamiento y medir los parámetros de amplificadores con JFET en fuente común y drenaje común.

INTRODUCCIÓN

En los transistores bipolares, una pequeña corriente de entrada (corriente de base) controla la corriente de salida (corriente de colector); en los casos de los FET, es un pequeño voltaje de entrada que controla la corriente de salida.

La corriente que circula en la entrada es generalmente despreciable (menos de un pico amperio). Esto es una gran ventaja, cuando la señal proviene de un dispositivo tal como un micrófono de condensador o un transductor piezo eléctrico, los cuales proporcionan corrientes insignificantes. [1].

Cuando se utiliza en aplicaciones de amplificador, el FET ofrece una importante ventaja comparado con el BJT debido a la impedancia de entrada extremadamente alta del FET. Las desventajas, sin embargo, incluyen una alta distorsión y una baja ganancia. La aplicación particular normalmente determinará qué tipo de transistor es el más adecuado.

MARCO TEÓRICO

Amplificador con JFET en fuente común.

Un amplificador en fuente común basado en JFET es aquel en el que se aplica una señal de entrada de ca a la compuerta y la señal de salida de ca se toma del drenaje. La terminal fuente es común tanto para la señal de entrada como para la señal de salida. Un amplificador en fuente común no tiene ningún resistor en la fuente o tiene uno puenteado, de tal forma que la fuente queda conectada a la tierra de ca.

El voltaje de la señal de entrada hace que el voltaje de compuerta a fuente excursiona por encima y por debajo de su valor de punto Q (VGSQ), lo que provoca una excursión correspondiente de la corriente del drenaje. Conforme esta corriente se incrementa, la caída de voltaje a través de

RD también lo hace, lo que hace que el voltaje en el drenaje se reduzca. La corriente en el drenaje excursiona por encima y por debajo de su valor de punto Q en fase con el voltaje de compuerta a fuente. El voltaje de drenaje a fuente excursiona por encima y por debajo del punto Q (VDSQ) y se desfasa 180° con respecto al voltaje entre la compuerta y la fuente. En la figura 1 se muestra el diagrama esquemático de un amplificador en fuente común.

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Figura 1. Diagrama esquemático.

Amplificador en drenaje común.

El amplificador en drenaje común (CD) es similar al amplificador de BJT en colector común. Recuerde que el amplificador en colector común se llama seguidor-emisor. Asimismo, el amplificador de drenaje común se llama seguidor de fuente, porque el voltaje en ésta es aproximadamente de la misma amplitud que el voltaje de (compuerta) entrada y está en fase con ella. En otras palabras, el voltaje de la fuente sigue al voltaje de entrada en la compuerta.

Un amplificador con JFET en drenaje común es uno en el cual la señal de entrada se aplica a la compuerta y la salida se toma de la fuente, lo que hace al drenaje común a ambas. Debido a que es común, no se requiere un resistor en el drenaje. En la figura 9-18 se muestra un amplificador con JFET en drenaje común. Un amplificador en drenaje común también se conoce como seguidor de fuente. En este circuito particular se utiliza autopolarización. La señal de entrada se aplica a la compuerta mediante un capacitor de acoplamiento, C1, y la señal de salida se acopla al resistor de carga mediante C2. En la figura 2 se observa el circuito esquemático de un amplificador JFET en drenaje común. [2]

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Figura 2. Amplificador drenaje común.

DESARROLLO METODOLÓGICO

Con el fin de lograr el objetivo propuesto, se diseñó un circuito amplificador basado en JFET (K30a) en fuente común; (véase el circuito de la figura 1.) las resistencias obtenidas se describen en la tabla 1, así mismo el valor de los condensadores, los cuales se describían en la guía de laboratorio.

TABLA1. RESISTENCIAS Y CODENSADORES

Se utilizó el generador de señales para obtener una señal sinodal de 1KHz y 0,1Vrms. Se observó en el osciloscopio la señal de entrada y de salida del amplificador cuando tenía carga (RL = 2.2kΩ) y sin carga, estás graficas se observan en la figura 3 y figura 4, respectivamente.

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Figura 3. Señal de entrada y salida (con carga)

Vin = 100mVrms

Vout = 226mVrms

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Figura 4. Señal de entrada y salida (sin carga)

Vin = 100mVrms

Vout =426mVrms

Posteriormente se diseñó una etapa de amplificador con JFET (K30a) en drenaje común, (véase el circuito de la figura 2.) las resistencias obtenidas para este circuito se describen en la tabla 2, asi mismo el valor de los condensadores.

TABLA 2. RESISTENCIAS Y CONDENSADORS (DRENAJE COMÚN)

Las gráficas obtenidas de la señal de entrada y salida del amplificador cuando este trabaja sin carga y con carga se muestran en la figura 5 y 6 respectivamente.

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