Universidad Politécnica Salesiana. Amplificadores con MOSFET. 1 Resumen— Los amplificadores de pequeña señal utilizan como elemento principal el transistor BJT el cual presenta múltiples parámetros tanto en el análisis en DC como en AC. Para casos especiales en los que se requiera más potencia o una mayor ganancia para obtener más señal entonces resulta apropiado utilizar los mismos amplificadores pero con transistores FET’s cuyas ventajas frente a los BJT son numeradas a igual que las desventajas. En el presente trabajo se enlistará las diferentes polarizaciones de análisis con JFET y MOSFET con sus respectivas aplicaciones. Lo anterior consta como una primera parte del trabajo, después, el análisis continúa con la segunda parte sobre los IGBT que si bien no está en el contexto de los amplificadores para nada está aislado de los transistores FET. Abstract— Small signal amplifiers using as the main element BJT transistor, which has multiple parameters analysis in both DC and AC. For special cases where we need more power or a higher gain for get a higher signal then use the same amplifiers required but using FET’s whose advantages over BJT are numbered as disadvantages. In this paper, the different polarizations of analysis JFET and MOSFET with their applications are going listed. This comprises a first part of the work, and then the analysis continues with the second part of the IGBT that while it is not in the context of the amplifiers for nothing is isolated from the FET transistors. Keywords— Bipolar transistors, FET circuits, MOSFET circuits, Polarizations. I. INTRODUCCIÓN n este artículo se refieren algunas de las polarizaciones más importantes y comunes de los transistores JFET y MOSFET para obtener amplificadores de potencia o de una señal mucho mayor que los obtenidos en los BJT. La necesidad de utilizar los transistores de efecto de campo (FET) se debe a los inconvenientes que resultan de utilizar transistores de unión bipolar (BJT) en los amplificadores, por ejemplo, los amplificadores con BJT aparte de ser para pequeñas señales presentaban inconvenientes como: Baja impedancia de entrada (lo cual repercutía en considerar la resistencia interna βre) Trabajo sólo en bajas frecuencias (como resultado nos limitábamos a señales de ingreso dadas por generadores y no por transductores) Velocidad de conmutación lenta (representaba un pequeño desfase entre las señales de ingreso y salida) Estos factores resultaron en cambiar el dispositivo amplificador por uno que cubra en gran parte todas esas desventajas y de hecho para eso se utilizan los FET, siempre claro está que, según sea la aplicación se utilizarán los diferentes amplificadores porque tanto BJT como FET cubren las desventajas del otro. Por tanto, al igual que los amplificadores ya estudiados con transistores bipolares podemos utilizar las mismas configuraciones pero considerando nuevos parámetros internos de análisis tanto en DC como en AC. Fig. 1 Analogía entre dispositivos BJT y JFET. Ya en una segunda parte del artículo se explicará el funcionamiento de un tipo especial de transistores denominados IGBT considerados como la unión o fusión de los transistores BJT con FET. Estos transistores especiales funcionan como conmutadores de alta potencia pues las cargas que manejan comprenden voltajes en el orden de los KV y corrientes muy superiores a la unidad, siendo de gran aplicación en la electrónica de potencia por su facilidad de control y gran capacidad de manejo de altas potencias. II. AMPLIFICADORES CON JFET’S A. Transistores JFET El JFET es un dispositivo de tres terminales con una terminal capaz de controlar la corriente entre las otras dos. Sus características importantes son: Amplificadores con JFET, MOSFET; y Transistores IGBT Argudo, Andrés; Carpio, Geovanny; Marca, Cristian; Molina, Daniel; Samaniego, Juan gargudog@\; gcarpios@\; cmarca@\;dmolinav1@\; jsamaniegop@\; \est.ups.edu.ec Universidad Politécnica Salesiana - Ecuador E
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Universidad Politécnica Salesiana. Amplificadores con MOSFET.
1
Resumen— Los amplificadores de pequeña señal utilizan como
elemento principal el transistor BJT el cual presenta múltiples
parámetros tanto en el análisis en DC como en AC. Para casos
especiales en los que se requiera más potencia o una mayor ganancia
para obtener más señal entonces resulta apropiado utilizar los
mismos amplificadores pero con transistores FET’s cuyas ventajas
frente a los BJT son numeradas a igual que las desventajas. En el
presente trabajo se enlistará las diferentes polarizaciones de análisis
con JFET y MOSFET con sus respectivas aplicaciones. Lo anterior
consta como una primera parte del trabajo, después, el análisis
continúa con la segunda parte sobre los IGBT que si bien no está en
el contexto de los amplificadores para nada está aislado de los
transistores FET.
Abstract— Small signal amplifiers using as the main element BJT
transistor, which has multiple parameters analysis in both DC and
AC. For special cases where we need more power or a higher gain
for get a higher signal then use the same amplifiers required but
using FET’s whose advantages over BJT are numbered as
disadvantages. In this paper, the different polarizations of analysis
JFET and MOSFET with their applications are going listed. This
comprises a first part of the work, and then the analysis continues
with the second part of the IGBT that while it is not in the context of
the amplifiers for nothing is isolated from the FET transistors.
Keywords— Bipolar transistors, FET circuits, MOSFET circuits,
Polarizations.
I. INTRODUCCIÓN
n este artículo se refieren algunas de las polarizaciones más
importantes y comunes de los transistores JFET y MOSFET
para obtener amplificadores de potencia o de una señal mucho
mayor que los obtenidos en los BJT. La necesidad de utilizar
los transistores de efecto de campo (FET) se debe a los
inconvenientes que resultan de utilizar transistores de unión
bipolar (BJT) en los amplificadores, por ejemplo, los
amplificadores con BJT aparte de ser para pequeñas señales
presentaban inconvenientes como:
Baja impedancia de entrada (lo cual repercutía en
considerar la resistencia interna βre)
Trabajo sólo en bajas frecuencias (como resultado nos
limitábamos a señales de ingreso dadas por
generadores y no por transductores)
Velocidad de conmutación lenta (representaba un
pequeño desfase entre las señales de ingreso y salida)
Estos factores resultaron en cambiar el dispositivo
amplificador por uno que cubra en gran parte todas esas
desventajas y de hecho para eso se utilizan los FET, siempre
claro está que, según sea la aplicación se utilizarán los
diferentes amplificadores porque tanto BJT como FET cubren
las desventajas del otro. Por tanto, al igual que los
amplificadores ya estudiados con transistores bipolares
podemos utilizar las mismas configuraciones pero
considerando nuevos parámetros internos de análisis tanto en
DC como en AC.
Fig. 1 Analogía entre dispositivos BJT y JFET.
Ya en una segunda parte del artículo se explicará el
funcionamiento de un tipo especial de transistores denominados
IGBT considerados como la unión o fusión de los transistores
BJT con FET. Estos transistores especiales funcionan como
conmutadores de alta potencia pues las cargas que manejan
comprenden voltajes en el orden de los KV y corrientes muy
superiores a la unidad, siendo de gran aplicación en la
electrónica de potencia por su facilidad de control y gran
capacidad de manejo de altas potencias.
II. AMPLIFICADORES CON JFET’S
A. Transistores JFET
El JFET es un dispositivo de tres terminales con una
terminal capaz de controlar la corriente entre las otras dos. Sus
características importantes son:
Amplificadores con JFET, MOSFET; y
Transistores IGBT
Argudo, Andrés; Carpio, Geovanny; Marca, Cristian; Molina, Daniel; Samaniego, Juan