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Fig.   Imagen referencial de un circuito amplificador con transistor FET (a) y su gráfica de corriente de drenaje vs Voltaje Drenador-Sumidero (b)

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ALBURQUEQUE GUERRERO, ANGEL LUIS

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POMA REZA, CHRISTIAN MARINO (20210376A)

SANTILLAN ROJAS ARACELI (20213016F)

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Analizar la polarización de transistores Unipolares y familiarizarse con los cuidados

al utilizar estos dispositivos, trazar las rectas de carga, curva de transferencia y

verificar la ganancia de tensión.

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Fig. Circuito de la guía del laboratorio de electrónica de un amplificador con transistor FET

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Los materiales que necesitaremos para armar y probar el circuito serán:

Resistencias: 1M, 33K , 10K , 5.6K , 3.3K , 1K (1/4W).

Condensadores: 0.1 uF, 10uF , 22 uF (16V).

01 Transistor JFET: 2N5485 o 2N5486 y/o MPF102 (canal N).

Las características del circuito son:

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1. Confeccione un mapa conceptual con CmapTool para analizar y contrastar las diferentes clases de FET, identificando conceptos relevantes y reconociendo sus aplicaciones.

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2. Obtenga de los manuales, información sobre los dispositivos a utilizar y presente los datos más importantes.

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Características térmicas e índices absolutos máximos

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3. Resuelva teóricamente el circuito propuesto, obteniendo la ganancia en pequeña señal usando los parámetros respectivos.

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4. Simule en computadora cada uno de los circuitos.

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Fig. Lectura de los voltímetros en el circuito con una resistendia Rs=3.3k Ohm y Rd=5.6k Ohm utilizando un transistor FET 2N5485

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Como podemos notar el voltaje de drenaje es igual a la diferencia del voltaje de entrada de 10V y lo que marca el multímetro en la resistencia Rd

Vd: Ventrada-VRd=10-2.798=7.202 V

Vs: 1.649V

Vg: 9.102 uV

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4.1. Arme el circuito de la figura 1.

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Como se puede ver la amplitud máxima de la onda verde es la señal de entrada ( señal del osciloscopio ) del circuito amplificador donde el Vpp=40 mV, por lo anto el Vp=20 mV

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Fig. Circuito simulado en el programa NI Multisim 14.0 conectado a un osciloscopio con el fin de ver la señal de salida Vo y la señal ded entrada del generador de funciones

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Circuito simulado el programa NI Multisim 14.0

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Circuito simulado el programa NI Multisim 14.0

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4.2. 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). No tome entre terminales del dispositivo, ni mida las resistencias internas con el multímetro, pues se pueden exceder las corrientes permitidas en directa, conociendo que el gate trabaja en polarización inversa

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Fig. Lectura de los voltímetros en el circuito original con un transistor FET 2N5485

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Como se sabe para poder medir el voltaje de Drenaje, Gate y Sumidero, necesitamos retirar o de alguna manera cortar los capacitores

En base a ello podemos notar que el voltaje de drenaje es igual a la diferencia del voltaje de entrada de 10V y lo que marca el multímetro en la resistencia Rd

Vd: Ventrada-VRd=10-4.969=5.031 V

Vs: 1.64 V

Vg: 6.935 uV

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Fig. Lectura de los voltímetros en el circuito con una resistendia Rs=1k Ohm utilizando un transistor FET 2N5485

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Como podemos notar el voltaje de drenaje es igual a la diferencia del voltaje de entrada de 10V y lo que marca el multímetro en la resistencia Rd

Vd: Ventrada-VRd=10-8.806=1.194 V

Vs: 880.637 mV

Vg: 2.33 uV

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Fig. Lectura de los voltímetros en el circuito con una resistendia Rs=5.6k Ohm utilizando un transistor FET 2N5485

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Como podemos notar el voltaje de drenaje es igual a la diferencia del voltaje de entrada de 10V y lo que marca el multímetro en la resistencia Rd

Vd: Ventrada-VRd=10-3.17=6.83 V

Vs: 1.775 V

Vg: 8.799 uV

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Fig. Lectura de los Voltajes de drenaje, sumidero y compuerta a diferentes resistencias 

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Tablero de datos de las medidas de Vd, Vs y Vg

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Tablero de datos de las medidas de Vd, Vs y Vg

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Como se puede notar, el voltaje de gate o compuerta es un numero muy poco significante, por esta razón al querer medir la diferencia de potencial llamado voltaje drenador-sumidero con un multímetro este no marcará practicamente nada

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4.3. Con el circuito original, aplique una señal senoidal de 20 mV pico a una frecuencia de 1 KHz y determine la ganancia de tensión midiendo la salida.

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Fig. Grafica de la señal de salida del circuito amplificador (Onda amarilla)

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Como se puede ver la amplitud máxima de la onda amarilla es la señal de salida del circuito amplifcador donde el Vpp=447 mV, por lo tanto el Vp=Vo=223.5 mV

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Fig. Ganancia del circuito amplificador con transistor JFET con el condensador de 22uF paralelo a la resistencia de sumidero

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4.4. 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 proporción.

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Fig. La amplitud a la cual la señal sufre una distorcón en su estructura (gráfica)

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Aproximadamente a un voltaje pico de 251mVp la señal empieza a deformarse y a partir de ese valor la señal deformada es visible a simple vista

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Fig.  Señal de salida amplificada (rojo) y la señal de entrada (verde)

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Señal de salida del circuito amplificador con transistor FET

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Señal de salida del circuito amplificador con transistor FET

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Señal de salida visto desde un punto de análisis transitorio, esto se logra de manera sencilla poniendo una punta de V en el borne de la resistencia que está en la salida y otra punta de V en el borne de donde sale el voltaje de entrada del generador de funciones.

Onda Roja: Señal de salida vista desde la punta V en la resistencia

Amplitud (Vp) : 223.5 mV

Onda Verde: Señal de entrada visto desde la punta V conectada el el borne positivo del generador de funciones

Amplitud (Vp) : 20mV

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Fig. Tabla de voltajes y voltajes maximos  de salida según cierta frecuencia para la señal de entrada

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Como sabemos, el multímetro nos da el valor de voltaje de salida eficaz, por eso nosotros debemos cambiarlo a voltaje maximo, multiplicando el voltaje efizar por raiz de 2.

Vmax=Vef*sqrt(2)

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Fig. Señal de salida con la onda deformada

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Señal de salida con la onda deformada en la parte inferior de su gráfica, a partir de este punto la grafica se empieza deformar más a medida que se aumenta el voltaje pico de entrada.

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4.5. Manteniendo Vi constante, varié la frecuencia del generador llenando la tabla adjunta.

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Fig. Circuito conectado a una frecuencia de 50 Hz y Vi constante

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Fig. Circuito conectado a una frecuencia de 100 Hz y Vi constante

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Fig. Circuito conectado a una frecuencia de 200 Hz y Vi constante

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

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Fig. Circuito sin condensador de 22uF paralelo a la resistencia de 3.3k Ohm

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Fig. Señal de entrada en el canal 2 sin el condensador de 22uF

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Como se puede ver la amplitud máxima de la onda verde es la señal de entrada ( señal del osciloscopio ) del circuito amplificador donde el Vpp=39.7 mV, por lo anto el Vp=19.85 mV

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Fig. Señal de salida en el canal 1 sin el condensador de 22uF

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Como se puede ver la amplitud máxima de la onda amarilla es la señal de salida del circuito amplificador donde el Vpp=76.1 mV, por lo anto el Vp=38.05 mV

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Fig. Ganancia del circuito amplificador con transistor JFET sin condensador de 22uF paralelo a la resistencia de sumidero

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Fig. Señal de salida em color (rojo) y señal de entrada (verde) del circuito

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Fig. Voltaje pico pico de la señal de entrada (ch2)

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Fig. Voltaje pico pico de la señal de salida (CH1)