Aplicaciones del transistor de efecto de campo

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Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

Los transistores de efecto de campo (FET) se utilizan como

Interruptores analógicos

La aplicación de los FET como interruptores en circuitos analógicos es una consecuencia directa de su modo de trabajo. Esto se debe a que cuando el voltaje Puerta-Fuente, V GS es cero, el FET de canal n funcionará en la región de saturación y actuará como (casi) un cortocircuito. Por lo tanto, el voltaje de salida será cero (Figura 1). Por otro lado, si se aplica un voltaje negativo entre la puerta y los terminales de la fuente, es decir, si V GS es negativo, entonces el FET opera en su región de corte o pinch-off. Esto significa que, en este caso, el FET actúa como un circuito abierto y la corriente de drenaje, I D , será igual a cero. Debido a esto, el voltaje a través de la resistencia de carga R D será cero, lo que provoca que VDD para aparecer en V 0 . transistor de efecto de campo como interruptor analógico
Esta propiedad de JFET de comportarse como un interruptor se puede aprovechar para diseñar un multiplexor analógico como se muestra en la Figura 2.
multiplexor n a 1 usando transistores de efecto de campo
Aquí cada una de las señales de entrada (señal 1, señal 2, … señal n) se hace pasar a través de un JFET dedicado. (T 1 , T 2 ,… T n ) antes de conectarse al terminal de salida, V 0 . Aquí solo aparecerá una señal entre las múltiples señales de entrada en el terminal de salida, dependiendo de los voltajes VGS en los terminales de puerta de los FET.

Por ejemplo, si V GS2 es negativo mientras que todos los demás suministros de V GS son cero, entonces la señal de salida será la Señal 2.
Además, la propiedad de conmutación de los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) se explota en las bobinas de encendido de los motores de combustión interna que exigen Capacidades de bloqueo de voltaje y conmutación rápida.

Amplificadores

Los FET de unión (JFET) se utilizan en la etapa de amplificación que aísla la etapa anterior de la siguiente y, por lo tanto, actúa como amplificadores de búfer (Figura 3). Esto se debe a que los JFET tienen una impedancia de entrada muy alta debido a que la etapa anterior se cargará ligeramente, lo que hará que toda la salida de la etapa 1 aparezca en la entrada del búfer.

Además, se puede hacer que toda la salida del búfer aparezca en la entrada de la Etapa 2 utilizando JFET en Configuración de drenaje común, debido a la baja impedancia de salida ofrecida. Esto incluso significa que los amplificadores de búfer son capaces de impulsar cargas pesadas o pequeñas resistencias de carga.
jeet como amplificador de búfer
Los FET son dispositivos de bajo ruido en comparación con los transistores de unión bipolar (BJT). Esto lo convierte en un componente útil para ser utilizado como amplificador en el front-end del receptor, ya que se necesita la mínima cantidad de ruido en la salida final. Además, debe tenerse en cuenta que los JFET son voltajedispositivos controlados que los hace ideales para ser utilizados como amplificadores de radiofrecuencia (RF). La razón detrás de esto es que uno espera que el amplificador de RF responda apropiadamente incluso cuando las antenas en el extremo del receptor reciben las señales débiles (señales con una cantidad muy baja de corriente ).
Un amplificador FET en una configuración de fuente común (CS) se puede utilizar para impulsar otro amplificador FET en una configuración de puerta común, formando un amplificador en cascada como se muestra en la Figura 4. Aunque la ganancia del amplificador en cascada es la misma que la del amplificador CS, su La capacitancia de entrada es significativamente baja en comparación con la del amplificador CS. Además, el amplificador Cascade ofrece una resistencia muy alta en su entrada.
jeet como amplificador en cascada

Oscilador de cambio de fase

Los JFET ofrecen alta impedancia en sus terminales de entrada, lo que reduce el efecto de carga. Además, se pueden utilizar de forma adecuada para realizar tanto funciones de amplificación como de retroalimentación. Esta naturaleza de los FET los hace adecuados para su uso en circuitos de oscilador de cambio de fase, como se muestra en la Figura 5.
transistor de efecto de campo como oscilador de cambio de fase

Helicóptero

El JFET que actúa como un interruptor se puede usar como un interruptor (Figura 6) en el que el voltaje de CC que se le aplica, VCC, se convierte en voltaje de CA con el mismo nivel de amplitud, VCA. Esto se debe al hecho de que la forma de onda de voltaje cuadrada aplicada como VGS hace que el JFET opere en regiones de corte y saturación, alternativamente. Dichos circuitos chopper ayudan a superar el problema de la deriva que existe en el caso de los amplificadores acoplados directamente.
transistor de efecto de campo como un helicóptero

Limitador de corriente

Un JFET de canal n cuya terminal Gate está en cortocircuito con la terminal Source actúa como un limitador de corriente. Esto significa que en esta disposición, los FET permiten que la corriente a través de ellos se eleve solo a un nivel particular después del cual se mantiene constante, independientemente de las fluctuaciones en el nivel de voltaje. Estos limitadores de corriente forman parte integral de los diodos reguladores de corriente o de corriente constante. transistor de efecto de campo como limitador de corriente
Aparte de estos, los FET se utilizan ampliamente en circuitos integrados (IC) debido a su tamaño compacto. Se utilizan en circuitos mezcladores de receptores de TV y FM debido a las bajas distorsiones de intermodulación. Además, los FET también se utilizan como resistencias de voltaje variable en OP-AMPS , circuitos de control de tono y voltímetro JFETdiseño. Los JFET también se pueden utilizar para diseñar los circuitos del temporizador, ya que ofrecen un alto aislamiento entre sus terminales de puerta y drenaje. Además, los JFET también encuentran su uso en campos como la electrónica digital y los sistemas de fibra óptica.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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