AMPLIFICADOR SURTIDOR COMUN

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL:  Calcular los valores de las resistencias y capacitores para un amplificador de fuente común a partir de unas características o especificaciones establecidas OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Determinar si el JFET está operando en la zona de saturación, con los valores de las resistencias calculadas.  Calcular los valores teóricos de las resistencias Ri y Ro, y hacer sus respectivas mediciones.  Establecer la ganancia del amplificador según los valores antes hallados y hacer su respectiva medición.

MARCO TEÓRICO Con los transistores bipolares observábamos como una pequeña corriente en la base de los mismos se controlaba una corriente de colector mayor. Los Transistores de Efecto de Campo son dispositivos en los que la corriente se controla mediante tensión. Cuando funcionan como amplificador suministran una corriente de salida que es proporcional a la tensión aplicada a la entrada. Características generales:

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Por el terminal de control no se absorbe corriente. Una señal muy débil puede controlar el componente La tensión de control se emplea para crear un campo eléctrico

Se empezaron a construir en la década de los 60. Existen dos tipos de transistores de efecto de campo los JFET (transistor de efecto de campo de unión) y los MOSFET. Los transistores MOS respecto de los bipolares ocupan menos espacio por lo que su aplicación más frecuente la encontramos en los circuitos integrados. Es un componente de tres terminales que se denominan: Puerta (G, Gate), Fuente (S, Source), y Drenaje (D, Drain). Según su construcción pueden ser de canal P o de canal N. La curva característica del FET define con precisión como funciona este dispositivo. En ella distinguimos tres regiones o zonas importantes: 

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Zona lineal.- El FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensión VGS. Zona de saturación.- 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 corte.- La intensidad de Drenador es nula.

Como en los transistores bipolares existen tres configuraciones típicas: Surtidor común (SC), Drenador común (DC) y Puerta común (PC). La más utilizada es la de surtidor común que es la equivalente a la de emisor común en los transistores bipolares.

Las principales aplicaciones de este tipo de transistores se encuentra en la amplificación de señales débiles.

Características De Salida:

Características De Transferencia: Indican la variación entre la intensidad de drenador en función de la tensión de puerta.

Figura 3. Características de salida del JFET

Figura 4. Características De Transferencia del JFET

Al variar la tensión entre drenador y surtidor varia la intensidad de drenador permaneciendo constante la tensión entre puerta y surtidor. En la zona óhmica o lineal se observa como al aumentar la tensión drenador surtidor aumenta la intensidad de drenador. En la zona de saturación el aumento de la tensión entre drenador y surtidor produce una saturación de la corriente de drenador que hace que esta sea constante. Cuando este transistor trabaja como amplificador lo hace en esta zona. La zona de corte se caracteriza por tener una intensidad de drenador nula. La zona de ruptura indica la máxima tensión que soportará el transistor entre drenador y surtidor.

Hojas De Características De Los JFET:

Es de destacar que cuando la tensión entre puerta y surtidor es cero la intensidad de drenador es máxima.

En las hojas de características de los fabricantes de JFETs encontrarás los siguientes parámetros (los más importantes): 

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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.

Amplificador Surtidor Común: El amplificador surtidor común con JFET de la figura 5, tiene dos condensadores de bloqueo. Uno para separar el amplificador de la fuente de señal que lo alimenta (CG) y otro (CO) que aísla el amplificador de la próxima etapa (la etapa que recibe la señal amplificada).

Figura 5. Amplificador Surtidor Común También hay un condensador de derivación CS (en paralelo con la resistencia RS). Estos condensadores se escogen para que, en el rango de frecuencias a que va a trabajar este amplificador, se comporten como cortos circuitos. En el análisis de pequeña señal (señal alterna), la fuente de tensión de corriente continua (VDD) se cortocircuita.

Ganancia De Tensión: La ganancia de tensión se obtiene con la fórmula: AV = - VO/ VF Donde: AV = Ganancia de tensión VO = Tensión de salida VF = Tensión de entrada El signo negativo significa que la salida sale invertida con respecto a la entrada. Otra forma de obtener la ganancia es con la siguiente fórmula: AV = - gm x RL.

En esta fórmula aparece el valor de la transconductancia (gm); gm = ID / VGS. Este cociente está definido como la razón de un pequeño cambio en la corriente de drenaje entre un pequeño cambio en la tensión compuerta surtidor, cuando VDS es constante. La transconductancia da información acerca de la capacidad del JFET de suministrar cambios de corriente de drenaje (ID) cuando se cambia la tensión de compuerta surtidor (VGS).