Problemas prácticos de análisis de CC FET

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Problemas prácticos de análisis de CC FET

inclinación
jfet
Física
transconductancia

Keno

Acabo de terminar con la comprensión teórica de los principios del transistor FET, etc.

Inmediatamente después de eso, traté de hacer un circuito simple de fuente común con FET y MOSFET, los problemas ocurrieron uno tras otro.

Podría comenzar con JFET (canal n) para comenzar:

Idss (cuando Vds = 15V) = 6mA
Vgss(off) (cuando Vds = 15V & Id = 10nA) = de -0.5V a -8V
Diferentes admitancias en Vgs = 0 y no sé cuál elegir para calcular Id

Todo lo que quería era sesgar el FET, de modo que Vds = Vdd/2, en el medio de la línea de carga (para empezar). Vdd sería 20V e Id sería 5mA> Vds sería entonces 10V, ¿verdad?

No puedo encontrar Vgs apropiados y tampoco sé cómo conectar la resistencia de puerta (serie o paralelo) + No puedo calcular su valor ya que la corriente de puerta no se puede calcular y/o no es prácticamente utilizable (descuidada).

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Hoja de datos del transistor: www.mouser.com/ds/2/149/bf244a-292510.pdf

el fotón

Vgg estará entre 0 y -8 V para lograr Id = 5 mA. El valor necesario variará de un dispositivo a otro. Rgs no es necesario siempre que Vgg sea siempre negativo. Rgs en serie con la puerta puede ser deseable para evitar daños en caso de que Vgg sea positivo.

Keno

¿Cómo debo calcular o seleccionar el voltaje correcto para Id, Idss y Vds conocidos?

Keno

Además, ¿cuál de estas admitancias es la admitancia cuando Vgs es cero: la admitancia de transferencia directa, la admitancia de transferencia inversa y la admitancia de salida? Si se conoce el gm en Vgs = 0 y también se desea la corriente de drenaje, entonces se podría calcular el Vgs necesario, ¿verdad?

el fotón

Ninguno, la admisión de transferencia hacia adelante debe ser

i_{d} / v_{g}

$i_d/v_g$ ; No estoy seguro de la admisión de transferencia inversa, pero podría ser

i_{g} / v_{d}

$i_g/v_d$ . La admitancia de entrada en condiciones típicas de funcionamiento debe ser aproximadamente

j ω C_{i s s}

$j\omega C_{iss}$ . Advertencia: no uso regularmente JFET en el mundo real, por lo que si alguien contradice esto, créalo antes que yo.

el fotón

No podrá calcular Vgs para una identificación determinada hasta que haya medido un dispositivo en particular y haya encontrado su Vgs (apagado). E incluso entonces podrías preocuparte de que cambie la temperatura. Si desea una identificación fija, probablemente necesite configurar un circuito de retroalimentación para ajustar Vgs según las condiciones.

Keno

@ThePhoton: Entonces, los transistores unipolares son muy complicados en comparación con los bipolares, al calcular los valores utilizados para la polarización, ¿verdad?

el fotón

Los JFET generalmente necesitan un voltaje de compuerta fuera del rango de voltaje entre el drenaje y la fuente, lo que podría conducir al uso de fuentes de alimentación duales, si eso es lo que quiere decir, parte de por qué solo se usan cuando sus otras ventajas son realmente necesarias. Pero los MOSFET (en modo mejorado) no tienen este requisito.

Respuestas (1)

Problemas prácticos de análisis de CC FET

Vgg estará entre 0 y -8 V para lograr Id = 5 mA. El valor necesario variará de un dispositivo a otro. Rgs no es necesario siempre que Vgg sea siempre negativo. Rgs en serie con la puerta puede ser deseable para evitar daños en caso de que Vgg sea positivo.
¿Cómo debo calcular o seleccionar el voltaje correcto para Id, Idss y Vds conocidos?
Además, ¿cuál de estas admitancias es la admitancia cuando Vgs es cero: la admitancia de transferencia directa, la admitancia de transferencia inversa y la admitancia de salida? Si se conoce el gm en Vgs = 0 y también se desea la corriente de drenaje, entonces se podría calcular el Vgs necesario, ¿verdad?
Ninguno, la admisión de transferencia hacia adelante debe ser $i_d/v_g$ ; No estoy seguro de la admisión de transferencia inversa, pero podría ser $i_g/v_d$ . La admitancia de entrada en condiciones típicas de funcionamiento debe ser aproximadamente $j\omega C_{iss}$ . Advertencia: no uso regularmente JFET en el mundo real, por lo que si alguien contradice esto, créalo antes que yo.
No podrá calcular Vgs para una identificación determinada hasta que haya medido un dispositivo en particular y haya encontrado su Vgs (apagado). E incluso entonces podrías preocuparte de que cambie la temperatura. Si desea una identificación fija, probablemente necesite configurar un circuito de retroalimentación para ajustar Vgs según las condiciones.
@ThePhoton: Entonces, los transistores unipolares son muy complicados en comparación con los bipolares, al calcular los valores utilizados para la polarización, ¿verdad?
Los JFET generalmente necesitan un voltaje de compuerta fuera del rango de voltaje entre el drenaje y la fuente, lo que podría conducir al uso de fuentes de alimentación duales, si eso es lo que quiere decir, parte de por qué solo se usan cuando sus otras ventajas son realmente necesarias. Pero los MOSFET (en modo mejorado) no tienen este requisito.

G36 · Answer 1

Si tiene uno o varios JFET a su disposición, puede intentar medirlos.

Puedes usar esta configuración:

Como puede ver, puede usar un voltímetro para medir Vgs (apagado) y un amperímetro para medir Idss a la vez, todo lo que necesita es cambiar su multímetro entre voltímetro / amperímetro.

Y conoce Vgs (off) e Idss que puede resolver para Vgs :

V_{GRAMO S} = V gramo s (o F F) * (1 - \sqrt{\frac{I_{D}}{I_{D S S}}})

$V_{GS} = Vgs(off)* \left(1 - \sqrt{\frac{I_D}{I_{DSS}}} \right)$

Tengo dos JFET en mi banco de trabajo El primero es BF245A y lo mido y obtuve

Vgs (apagado) = - 1,9 V e Idss = 5 mA

Y BF245C :

Vgs (apagado) = -4.8V e Idss = 15mA

(los valores típicos dados en la hoja de datos son -5.6V/17mA).

Entonces, si quiero Id = 5mA, usaría BF245C .

Y Rd = 10V/5mA = 2.2kΩ

{gramo}_{metro 0} = \frac{2 * I_{D S S}}{| V_{GRAMO S} (o F F) |} = \frac{30 metro A}{4.8 V} = 6.25 metro S

$g_{m0} = \frac{2*I_{DSS}}{|V_{GS}(off)|} = \frac{30mA}{4.8V} = 6.25mS$

Por lo tanto, la ganancia máxima aceptable para una resistencia de drenaje dada es $R_D = 2.2kΩ$ es:

$Av = g_{m0}R_D = 13.75 \; V/V$ (sin Rs)

Para el sesgo automático, ahora debe seleccionar $R_S$ resistor

V_{GRAMO S} = V gramo s (o F F) * (1 - \sqrt{\frac{I_{D}}{I_{D S S}}}) = - 4.8 V * (1 - \sqrt{\frac{5 metro A}{15 metro A}}) = - 2 V

$V_{GS} = Vgs(off)* \left(1 - \sqrt{\frac{I_D}{I_{DSS}}} \right) = -4.8V*\left(1 - \sqrt{\frac{5mA}{15mA}} \right) = -2V$

R_{S} = \frac{2 V}{5 metro A} = 400 Ω = 390 Ω

$R_S = \frac{2V}{5mA} = 400Ω = 390Ω$

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Y ahora podemos probar el circuito en el banco de trabajo.

¡Excelente! Lo único que me molesta es que Vgs (apagado) debe medirse realmente para que un diseñador tenga un valor preciso.
@Keno Esta es la razón por la que casi nunca usamos un amplificador de una sola etapa. Nos vemos obligados a utilizar un circuito más avanzado con retroalimentación negativa. Aquí tenéis el ejemplo obrazki.elektroda.net/18_1263575503.jpg

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