LECCION 1

Las características del transistor de efecto de campo

1. OBJETIVOS

Al completar esta lección, usted habrá aprendido a:

Trazar la curva características de drenaje a partir de valores conocidos. Trazar la curva características de transferencia a partir de valores medidos. Determinar la resistencia del canal (RDS) a partir de valores medidos. Conectar el FET en un círculo atenuador.

2. EQUIPOS NECESARIOS 1 Computador base PU-2000. 1 tablero maestro. 1 tarjeta de circuito impreso ES-112. 1 generador de funciones. 1 osciloscopio de dos canales.

3. CORRELACION CON TEORIA

El FET tiene dos modos principales de funcionamiento:

1 Con tensión reducida VDS reducida, VDS/IDS constante V llamado RDS.2 En tensión VDS elevada, mayor que VP(también conocida como VDS(off), e ID casi

invariable con el aumento de VDS.

En el primer modo el FET se usa como atenuador o como resistor variable.

El segundo modo el FET se utiliza como amplificador o como fuente de corriente.

Esta lección se usa un FET de canal N.

NOTA: existen dispersión de parámetros entre FETS de un mismo tiempo, por ejemplo VP puede valer -0, 5V en una unidad y -6v en otra.

4. PROCEDIMIENTO1.- Enchufe la Tarjeta EB-112 introduciéndola por las guías del PU-2000 hasta el conector.2.- enciende el tablero maestro.3.- ejecute los pasos de la fig.1 de la información general para inicializar el PU-2000.4.- Busque el circuito de la fig. 1. En la tarjeta.

Fig.1 El circuito del FET

5.- conecte los puentes como se indica en la fig 1. Las flechas indican los puentes de conexión de los puentes.

LAS CURVAS CARACTERISTICAS DE DRENAJE.

6.- teclee “*” para llevar el índice a 2.7.- Haga VGS = 0 ajustando la fuente de poder PS-2 a 0. Varie VDS ajustando la fuente de poder PS-1 para obtener los valores de tensión, indicados en la fig 2. Mida y anote los valores de tensión y de corriente de drenaje ID para cada caso.

VDS(V)Vgs(V)

0 0.1 0.25 0.5 1.0 2.0 5 10Id(mA)

0 0.02 0.32 0.73 1.37 2.38 3.40 3.81 3.87-0.5 0.01 0.24 0.56 1.03 1.71 2.23 2.41 2.46-1.0 0.01 0.17 0.38 0.68 1.02 1.18 1.25 1.29-1.5 .00 0.09 0.20 0.31 0.38 0.41 0.43 0.45-3 0 0 0 0 0 0 0 0

Fig 2: Las características de drenaje.

8.- repita el paso 7 para los demás valores de VGS especificaciones en la fig 2 .9.- en la fig. 3 trace las curvas características de drenaje, graficando los valores de la fig 2

Fig 3: las características de drenaje

10.- el siguiente paso del experimento consiste en analizar la característica de transferencia. Usando los resultados de la fig2 anote la variación de la corriente de drenaje ID correspondiente a la variación de tensión de compuesta VGS, para los tres valores de tensión de drenaje indicamos en la fig 4

Vgs(V)Vds(V)

0 -0.5 -1.0 -1.5 -3Id(mA)

0.1 0.32 0.24 0.17 0.09 01 2.38 1.71 1.02 0.38 0

10 3.87 2.46 1.29 0.45 0Fig. 4: características de transferencia.

11.- En la fig. 5 grafique los valores de la fig. 4 obteniendo las características de transferencia.

fig.5: Curva características de transferencia.

LA RESISTENCIA DEL CANAL (RDS)

12.- conecte el circuito de prueba de la fig.6 para determinar la resistencia de canal (RDS). Para ello conecte el borne ven 1 (vin1) al borne de la fuente de alimentación PS-1 con un cable de conexión.

Fig. 6: Medición de la resistencia de conducción.

13.- Presione “*” para llevar el índice a 3.14.- Ajuste la fuente de poder PS-1 a 1V.15.- Mida la tensión de drenaje VDS y anótela en la fig. 7

Vds(mV) VPS-1(V) Rds(on) ohmios0.0 1 0.212

0.06 2 0.309Fig.7: Medición de la resistencia del canal.

16.- Calcule la resistencia de conducción RDS (on) con la siguiente expresión:

RDS(on)= R3x VDS

(Ven –VDS )

Donde R3=10kΩ

Teclee el FET como atenuador, como se muestra en la fig 8

Fig 8: el fet como atenuador

Ajuste la frecuencia del generador de señales a 1khz y su amplitud a 200mVp-p con un offset de 100mV, como se indica en la fig 9

Fig 9: la señal de entrada

Mida la tensión de drenaje VDS y anótela en la fig 10. Al mismo tiempo mida y anote el valor de la tensión de entrada.

Vgs V Vds(mV) Ven (mV)0 0 00.7-1 0 00.7-2 02.5 02.4-3 07.6 07.70-4 07.6 07.7-5 07.7 07.6

Fig 10: mediciones en el atenuador

Calcule con esta expresión y compárela con el resultado que obtuvo anteriormente

Fig 11: medición de la transconductansia

PRACTICA 2

EL AMPLIFICADOR A FET

1.- objetivos

Al completar esta lección, usted habrá aprendido.

Medir los valores de CD del circuito amplificador a fet Determinar la respuesta en frecuencia a partir de tensión a causa de variaciones

del resistor de carga.

Las características del amplificador de fuente común:

Fig 1 amplificador a FET de fuente común – circuito de polarización.

Ajuste la fuente de poder PS-1 para obtener VDD=12V Ajuste la tensión de polarización a VD= ½ x VDD con RV1 Mida las tensiones directas de fet y anótelas en la fig 2

VS (V) VD(V) VGL(V)1.3 6 0

Fig 2: Polarizacion del amplificador de fuente común

Fig3:amplificador fet de fuente común- parámetros de c.a

Calcule la ganancia de tensión AV=Vsal/Ven y anote los resultados en la fig 4.

F (kHz) Ven (V) Vsal(V) AV0,1 0.10 2.30 23

1KHz 0.14 2.32 26.5710KHz 0.26 3.02 11.6150KHz 0.30 3.20 10.66

100KHz 0.31 3.40 10.92Fig 4: respuestas en frecuencia del amplificador de fuente común en función de la

tensión de compuerta a fuente.

Varié RL a R2 y repita las mediciones y cálculos. Anótelos en la fig 5. La tensión de entrada debe ser igual a la del paso 9.

RL(kΩ ¿ Ven(V) Vsal(V) AVRL=10 kΩR2=2.2 kΩ

Fig 5: influencia de la carga en la ganancia de tensión del amplificador de fuente común.

LECCION 3

EL VMOS FET

Procedimiento

Enchufe la tarjeta EB-112 introduciéndola por las guias del PU-2000 hasta el conector Encienda el tablero maestro.

NOTA: ponga el PU-2000 en el mismo modo de funcionamiento y con el mismo índice de experimentos que tenia al final de la lección anterior.

Teclee “*”para poner el índice en 11. Busque el circuito de la fugura 1 en la tarjeta EB-112.

Fig 1: circuito de VMOS

Ajuste VGS=0 con la fuente de poder PS-2 y mida la corriente de drenaje ID para los distintos valores de VDS mostrados en la fig. 2

Vd(V)Vgs(V)

0 0.05 0.1 0.25 0.5 1 2 5 7.5 10Id(mA)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1 0 0 0 0 0.01 0.13 0.15 0.17 0.17 0.18-1.5 .10 0.26 0.44 1.01 1.56 1.96 4.65 4.87 4.91 5.01-2 0.18 0.38 0.74 1.77 3.27 5.99 10.95 23.6 30.9 36.6-2.5 0.18 0.44 0.84 2.15 4.34 8.57 17.49 46.7 67 72.8-3 0.18 0.47 0.95 2.21 4.46 9.2 19 46.7 69.6 93.3-4 0.19 0.53 0.95 2.29 4.48 9.01 18.12 48 71.2 94.9-5 0.19 0.49 0.94 2.27 4.90 9.9 19.2 47.5 71.5 95.4

Fig.2: características del VMOS.

Dibuje las curvas características de la fig.3 para los diferentes valores de VDS y VGS que configuran en la fig. 2. El resultado será una serie de 8 curvas diferentes.

Fig.3: características de salida del VMOS

Pregunta:¿a qué otro dispositivo se parece el Vmos? ¿Cuál es la principal diferencia entre ambos?

LA RESPUESTA A LA ONDA CUADRADA.

Arme el circuito mostrado en la fig.4. Teclee”*”para poner el índice en 12. Ajuste el generador de señales en onda cuadrada de 0 a 5 V (o salida TTL), con 10kHz.

Ajuste la fuente de poder PS-1 a 5V. Mida con el osciloscopio las ondas de entrada y de salida. Dibújelas en la fig.5 indicando

los valores de tensión.

Fig.4: el VMOS como llave electrónica.

Fig.5: las características de conmutación.

Repita las mediciones con los siguientes valores de frecuencia: 1Hz, 10Hz, 1KHz, 100KHz y 1MHz.

PREGUNTA: ¿Cómo es la respuesta en frecuencia? ¿Hay distorsión? Compare la linealidad con un circuito con un circuito similar pero construido con un transistor bipolar.

LA LLAVE ANALOGICA

Conecte el VMOS FET como la llave analógica, como se indica en la fig.6. Teclee ”*” para poner el índice en 13.

Fig.6.: llave analógica.

Al conectar R6 a +5V o a masa se hace conmutar al VMOS FE#T a conducción o a corte, respectivamente. Nunca ponga ambos puentes a la vez.

Muestre el generador de señales a onda senoidal, con Ven en t-0.2<y<4 Volts, 1 KHz de frecuencia.

Conmute el VMOS FET a conducción y a corte, y dibuje las ondas de entrada y de salida en la fig.7.

Fig.7: forma de onda en la llave analógica.

Conmute el VMOS al corte y determine si actua como llave ideal a frecuencias 10 Hz, 100Hz, 10KHz y 100KHz.

Cambie la forma de onda a onda cuadrada. ¿Cómo es la respuesta del VMOS? Ponga el generador de señales en onda sinusoidal de -3V<Vin<+3V y observe la onda de

salida con el osciloscopio, conmutando el VMOS de conducción a corte.

PREGUNTAS: ¿el VMOS FET es una llave analógica bidireccional?

¿Qué ocurriría si usted usara V2(variable) en lugar de +5V?