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Actividad 2: Teniendo cuidado de verificar la conexión del JFET, mida el punto de operación, tomando las tensiones de los terminales del transistor, respecto a tierra, y las corrientes tomadas en forma indirecta (V/I). 

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Actividad 2: Teniendo cuidado de verificar la conexión del JFET, mida el punto de operación, tomando las tensiones de los terminales del transistor, respecto a tierra, y las corrientes tomadas en forma indirecta (V/I). 

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Tabla de tensiones en los terminales del transistor

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Rs = 1K Ohm

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Rs = 5.6K Ohm

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Rs = 3.3K Ohm y RD = 5.6K Ohm

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Actividad 3: Con el circuito original, aplique una señal senoidal de 20 mVpico a una frecuencia de 1 KHz y determine la ganancia de tensión midiendo la salida.

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Actividad 3: Con el circuito original, aplique una señal senoidal de 20 mVpico a una frecuencia de 1 KHz y determine la ganancia de tensión midiendo la salida.

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Armado del circuito e instrumentos (Generador de ondas, Osciloscopio, Fuente DC)

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Circuito

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Observando el osciloscopio, la ganancia es 10 veces ya que la señal de salida resulta 422 mV aproximadamente.

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Actividad 4: Aumente el nivel de Vi hasta observar una distorsión en la señal de salida Vo. La deformación no debe llegar a recortes de la señal, sino hasta que aprecie una alinealidad, deformando las ondulaciones positivas y negativas en distintas proporciones.

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Actividad 4: Aumente el nivel de Vi hasta observar una distorsión en la señal de salida Vo. La deformación no debe llegar a recortes de la señal, sino hasta que aprecie una alinealidad, deformando las ondulaciones positivas y negativas en distintas proporciones.

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Según los resultados, a partir del primer caso (Vo=4.56 V) se observa que la señal de salida está al límite de deformarse. Conforme se aumenta el nivel de Vi, se aprecia notoriamente la alinealidad de la señal de salida Vo.

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Actividad 5: Manteniendo Vi constante, varié la frecuencia del generador llenando la tabla adjunta.(Verifique en cada medición que Vi NO VARÍE)

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Actividad 5: Manteniendo Vi constante, varié la frecuencia del generador llenando la tabla adjunta.(Verifique en cada medición que Vi NO VARÍE)

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Valores de la señal de salida para cada frecuencia (1)

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Valores de la señal de salida para cada frecuencia (2)

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Actividad 6: Retire el condensador Cs = 22uF y determine la ganancia de tensión.

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Actividad 6: Retire el condensador Cs = 22uF y determine la ganancia de tensión.

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Señal de entrada y salida del osciloscopio

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Imagen del circuito con el osciloscopio

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Circuito retirando el condensador Cs=22uF

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f=50Hz

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f=100Hz

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f=200Hz

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f=500Hz

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f=2kHz

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f=5kHz

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f=10kHz

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f=20kHz

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f=50kHz

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f=100kHz

# data[].attributes.body
f=200kHz

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f=2MHz

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Según el diagrama de Bode en la pregunta 5, la ganancia experimental del 2N5485 es prácticamente estable (20dB, aproximadamente) conforme crece la frecuencia, aunque disminuye abruptamente cuando la frecuencia es mayor a 10^6 rad/seg. Esto indica que el transistor está diseñado para operar hasta el rango de frecuencia MF (órdenes menores de 10^6 rad/seg, según el diagrama de Bode). Por otro lado, el transistor ofrece una ganancia menor dependiente de la frecuencia cuando se trabaja en frecuencias mayores al orden de 10^6 rad/seg. De acuerdo a esto, es factible decir que el transistor FET usado en este laboratorio puede emplearse para la amplificación en onda larga y media, por las razones ya mencionadas.

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Según teoría, la curva de transferencia Id (mA) vs Vgs (V) opta por la siguiente gráfica:

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Según teoría, la curva de transferencia Id (mA) vs Vgs (V) opta por la siguiente gráfica:

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En donde los cortes de los ejes representan el valor de la tensión de estrangulamiento (V p) y la corriente de saturación drenaje a fuente (I DSS)

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Usando los datos del presente laboratorio, obtenemos los siguiente valores para Vgs e Id.

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Usando los datos del presente laboratorio, obtenemos los siguiente valores para Vgs e Id.

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Rectas obtenidas a partir los cuatro casos presentados anteriormente.

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Curva de función de transferencia Id vs Vgs

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Curva de función de transferencia Id vs Vgs con los puntos de corte V p e I DSS

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Rectas obtenidas a partir los cuatro casos presentados anteriormente.

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Curva de función de transferencia Id vs Vgs

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Del circuito: considerando
Vp= -0.5V y IDSS= 4mA

Vgs=-3.3Id
Id=4(1-(Vgs/-0.5))²
10=13.3Id+Vds
Id=0.12, Vgs=-0.396V y Vds=8.40V
gm=3.52mA/V

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Del circuito:
Vi=-Vgs
Vo=-gm Vgs (10k//33k) - Vo=-27.013Vgs
Av=Vo/vi=27.013

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Ventajas:
-La ganancia de tensión es semejante a la configuración de fuente común, pero no invierte la señal.
Desventajas:
-La impedancia de entrada es menor que en la configuración de fuente común.

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Observación:

El presente laboratorio implica tener cierto grado de precisión al momento de armar nuestro circuito y hacer las conexiones con los equipos correspondientes; ya que un error puede significar tener una ganancia negativa o pequeña. En nuestro caso, salió una ganancia significativa, de esa manera nuestros datos quedan verificados.

Respecto al transistor se observa que cuando la frecuencia toma valores altísimos, sea 1M o 2M Hz aproximadamente, la señal de salida y por consecuencia la ganancia empiezan a disminuir abruptamente.

Conclusión:

Verificando los cálculos teóricos y el material correspondiente al tema, se concluye que la ganancia hallada es la correcta, habiendo una clara diferencia entre la señal de entrada y de salida; conforme se aumenta la frecuencia.

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Av=173/40=4.32

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Observación:
Se observó que la ganancia del transistor 2N5485 es prácticamente constante para frecuencias menores a los 2kHz, con un valor nominal de 10 veces la amplitud pico a pico (p-p) de la señal de entrada. Para este rango de frecuencias, existe un límite superior de la amplitud de entrada antes de distorsionar la señal de salida, la cual es 448mVp-p. Dicho valor puede considerarse como el voltaje de entrada captado por un receptor de radiofrecuencia.

Conclusión:
Se concluye que el transistor FET usado genera una buena ganancia de tensión (20dB) para frecuencias por debajo de los 2kHz, lo que lo hace adecuado para un amplificador de RF en un receptor de señales AM, por ejemplo.

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Para un punto de trabajo determinado la máxima señal de entrada que puede amplificarse sin distorsión está determinada por la respuesta lineal del dispositivo, o en otras palabras, limitada por los valores de Vgs que limitan la permanencia de los puntos de la recta de carga dinámica dentro de la zona de corriente constante donde el dispositivo responde en forma lineal ante variaciones de la tensión de entrada.

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Procedimiento para el trazo de la curva Id vs Vds y rectas de carga.

# data[].attributes.subject
Procedimiento para el trazo de la curva Id vs Vds y rectas de carga.

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En el documento adjunto se detalla el procedimiento realizado para graficar la curva Id vs Vds, la identificación de los puntos de operación y la zona a la que pertenecen.

Además se realizado el gráfico de las rectas de cargas para los cuatro casos propuestos en el laboratorio.

# data[].attributes.headline
El caso de la distorsión de la señal de salida

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El caso de la distorsión de la señal de salida

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Como se aprecia en registro de la experiencia del presente laboratorio, la señal de señal de salida empieza a distorsionarse para una entrada de 449 mV pico a pico.