Transistor d eefeito de campo

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FET
(FIELD EFFECT TRANSISTOR)

OBJETIVOS:
a) entender o funcionamento de um transistor unipolar;
b) analisar e entender as curvas características de um transistor unipolar;
c) analisar o funcionamento de um transistor unipolar, através de circuitos de polarização básicos.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

O FET (Field Effect Transistor) que traduzindo para o português significa Transistor deEfeito de Campo (TEC), é um transistor unipolar.

Nos transistores bipolares, para que haja controle de corrente, torna-se necessário envolver correntes de elétrons e lacunas. Nos transistores unipolares para que haja controle de corrente estão envolvidas correntes de elétrons quando o mesmo é do tipo canal n ou estão envolvidas correntes de lacunas quando o mesmo é do tipo canal p.

Os FETspossuem algumas vantagens com relação aos transistores bipolares como: impedância de entrada elevadíssima; relativamente imune à radiação; produz menos ruído e possui melhor estabilidade térmica. No entanto, apresentam algumas desvantagens como: banda de ganho relativamente pequena e maior risco de dano quando manuseado.

A exemplo do transistor bipolar, o FET é um dispositivo de três terminais,contendo uma junção p-n básica, podendo ser do tipo de junção (JFET) ou do tipo metal-óxido-semicondutor (MOSFET).

A figura abaixo mostra a estrutura física de em FET canal n com seus respectivos terminais:

[pic]
D - (drain) ou dreno: de onde os portadores majoritários saem;

S - (source) ou fonte: é o terminal no qual os portadores majoritários entram;

G - (gate) ou porta: sãoregiões fortemente dopadas em ambos os lados do canal. Quando o canal é n o gate é p.

VDD é a tensão aplicada entre o dreno e a fonte;

VGG é a tensão aplicada entre o gate (porta) e a fonte;

VDS é a tensão medida entre o dreno e a fonte;

VGS é a tensão medida entre o gate (porta) e a fonte.
Comparativamente a um transistor bipolar, podemos então estabelecer as equivalências entre osterminais:

D - (drain) = coletor
S - (source) = emissor
G - (gate) = base

Através do canal portanto, circulam os portadores majoritários, da fonte (S) para o dreno (D).

A figura a seguir mostra a simbologia para os FETs de canal n e canal p:
[pic]

CONFIGURAÇÕES: A exemplo dos transistores bipolares, são três as configurações básicas para os transistores unipolares, como mostra afigura abaixo:
[pic]
As equivalências são as seguintes:

Fonte comum = emissor comum
Porta comum = base comum
Dreno comum = coletor comum

A configuração dreno comum também é denominada seguidor de fonte.

POLARIZAÇÃO CONVENCIONAL: A figura abaixo mostra um FET de canal n polarizado de forma convencional. É importante verificar a polaridade das baterias VGG e VDD . Quando o FET é decanal n a tensão de dreno é positiva.
[pic]

O FET também pode ser usado como amplificador de sinal, desde que adequadamente polarizado.

A grande vantagem na utilização do mesmo está na sua impedância muito elevada de entrada e sua quase total imunidade à ruídos.

O FET possui uma impedância de entrada extremamente alta, da ordem de 100M( ou mais. Por ser praticamente imune a ruídos émuito utilizado para estágios de entrada de amplificadores de baixo nível, mais especificamente em estágios de entrada de receptores FM de alta fidelidade.

A figura abaixo mostra um amplificador convencional:
[pic]
Trata-se de um amplificador com autopolarização, pois possui uma única fonte de alimentação e um resistor RS para se obter a tensão de polarização gate-source.

A presença doresistor RS resulta em uma tensão devido a queda de tensão IDRS, provocando uma queda de tensão em RS. Como a tensão no gate é zero, pois não há corrente DC no gate ou no resistor RG , a tensão entre gate e source é uma tensão negativa, que constitui a tensão de polarização VGS . Assim teremos:

VGS = 0 - IDRS = - IDRS

FUNCIONAMENTO: Consideremos o FET canal n conforme mostra a figura abaixo,...
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