TRANSISTOR FET - LABORATORIO

TRANSISTOR FET - LABORATORIO

ICET – INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA ANALÓGICA E DIGITAL

TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO (FET)

EXPERIÊNCIA 1

CURVA CARACTERISTICA

EXPERIÊNCIA 2

AUTO-POLARIZAÇÃO E GANHO

EXPERIÊNCIA 3

CARACTERISTICAS DO TRANSISTOR

EXPERIÊNCIA 1

4. QUESTÕES PARA O RELATÓRIO R1

ITEM 1 - Através dos dados medidos em laboratório de Idss e da tensão Vp obtenha a curva característica teórica do FET BF245 (Equação de Schokley).

ITEM 2 – Faça no computador o gráfico da curva característica teórica do FET BF245 com a corrente de dreno do FET Id (eixo y) e a tensão Vgs (eixo x).

ITEM 3 – Plotar nesse mesmo gráfico a curva obtida experimentalmente.

ITEM 4 –Compare a curva experimental com a curva teórica.

ITEM 5 – Compare a curva experimental coma curva fornecida pelo fabricante (ver anexos).

BASE DE DADOS UTILIZADA

Vgs (V)

Id (mA)Schokley

Id (mA)Multisim

Id (mA)Fabricante

Idss (mA) Multisim

0,00

4,084

4,084

4,000

4,084 

0,20

3,308

3,213

3,400

 4,084

0,40

2,614

2,444

2,800

 4,084

0,60

2,001

1,778

2,200

 4,084

0,80

1,470

1,213

1,450

 4,084

1,00

1,021

0,755

1,000

 4,084

1,20

0,653

0,405

0,600

 4,084

1,40

0,368

0,158

0,380

 4,084

1,60

0,163

0,027

0,200

 4,084

1,80

0,041

0,000

0,050

 4,084

2,00

0,000

0,000

0,000

4,084

Equação de Schokley

Id = 

CURVAS SOBREPOSTAS

Fica evidente que o comportamento observado experimentalmente, tanto na simulação quanto na dedução por fórmula, é similar ao comportamento apontado pela documentação do fabricante.

Simulação no software MULTISIM ®

EXPERIÊNCIA 2

5. QUESTÕES PARA O RELATÓRIO R1

ITEM 1 - Gráfico provisório de ganho de tensão G (eixo y) como função da freqüência f (eixo x).

ITEM 2 – Mecanismo de auto-polarização do FET através do resistor R1 e R2.

Na auto-polarização é eliminada a necessidade de duas fontes DC. A tensão controladora porta – fonte é determinada pela tensão através do resistor R2 colocado entre a fonte e o terra.

R3 – estabelece o potencial no terminal dreno e limita a corrente Id.

R1 – Mantém o terminal o terminal porta ao potencial terra uma vez que não há corrente circulante neste terminal.

R2 – Dá origem a um potencial no terminal fonte quando percorrido por Id. Através deste resistor se determina a tensão Vgs, então podemos determinar o ponto de funcionamento do circuito.

ITEM 3 – Função dos capacitores utilizados no circuito

C1 e C3 – São capacitores de acoplamento de entrada e saída respectivamente. Quando o sistema é sumetido a uma corrente DC estes capacitores funcionam como um “circuito aberto” e o contrário acontece com a corrente AC.

C2 – Capacitor de desacoplamento da fonte, tem por objetivo colocar o resistor R2 em curto quando submetido a uma corrente AC.

ITEM 4 – Valores de capacitância adequados para aplicação de amplificação de áudio (20 Hz até 10 kHz) e FM (88 a 108 MHz).

Xc (considerando este valor comum de Reatância Capacitiva)

= 2.5 E-7 (Para freqüências até 10 kHz)

 = 2.33 E-11 (Para freqüências até 108MHz)

ITEM 5 – Vantagens e desvantagens no uso do FET

O FET tem diversas vantagens sobre o transistor bipolar:

1. Sua operação depende apenas do fluxo de portadores majoritários. São, portanto,

dispositivos unipolares (trabalham apenas com um tipo de portador de carga) e por isso

recebe também, o nome de transistor unipolar;

2. São relativamente imunes à radiação;

3. Possuem uma grande resistência de entrada, tipicamente da ordem de megaohms;

4. Apresentam menor ruído comparado aos transistores bipolares;

5. Eles não apresentam tensão residual (tensão de offset) para corrente de dreno nula;

6. Apresentam estabilidade térmica.

A desvantagem do FET é o seu pequeno produto ganho ´ faixa de passagem

(bandwidth) em comparação ao transistor bipolar.

Por outro lado o BJT apresenta maior sensibilidade às variações do sinal aplicado. Assim, as variações de corrente de saída são tipicamente maiores para os BJTs do que para os FETs, para uma mesma variação do sinal de

entrada, por isso que os ganhos de tensão dos amplificadores adquiridos com a utilização dos BJTs são superiores que aos ganhos de tensão adquiridos com a utilização de amplificadores com FETs. Em geral os FETs são mais estáveis com relação a temperatura do que os BJTs.

EXPERIÊNCIA 3

4. QUESTÕES PARA O RELATÓRIO R1

Item 1: Faça no computador as curvas de Ic (Corrente de Coletor) versus Vce (Tensão Coletor-Emissor) para Vbb=1.0V, Vbb=1.5V, Vbb=2.0V, Vbb=2.5V, Vbb=3.0V semelhantes ao mostrado acima no mesmo gráfico. Considere o eixo y os valores de Ic e no eixo X os valores de Vce.

Item 2: CFaça no computador as curvas de Ib (Corrente de Base) versus Vbe (Tensão Base-Emissor) para os valores de Vbb descritos na tabela.

Item 3: Compare os gráficos de Ic x Vce com os gráficos fornecidos pelo fabricante do transistor BC337.

Item 4: Compare os gráficos obtidos de Ic x Vbe com o gráfico do fabricante do transistor BC337.

Item 5: Com base no gráfico 1 defina as regiões de saturação e de corte e saturação do transistor.

BASE DE DADOS UTILIZADA

Vbb (V)

VBE (V)

Vbb (V)

VBE (V)

Vbb (V)

VBE (V)

Vbb (V)

VBE (V)

Vbb (V)

VBE (V)

1,0

0,664

1,5

0,679

2,0

0,681

2,5

0,682

3,0

0,684

VCC (V)

VCE (V)

VCC (V)

VCE (V)

VCC (V)

VCE (V)

VCC (V)

VCE (V)

VCC (V)

VCE (V)

1,0

0,489

1,0

0,127

1,0

0,098

1,0

0,084

1,0

0,076

2,0

1,484

2,0

0,758

2,0

0,175

2,0

0,125

2,0

0,108

3,0

2,479

3,0

1,746

3,0

1,015

3,0

0,302

3,0

0,148

4,0

3,475

4,0

2,734

4,0

1,999

4,0

1,274

4,0

0,570

5,0

4,470

5,0

3,723

5,0

2,978

5,0

2,249

5,0

1,538

6,0

5,465

6,0

4,711

6,0

3,959

6,0

3,224

6,0

2,506

7,0

6,460

7,0

5,699

7,0

4,941

7,0

4,198

7,0

3,474

8,0

7,450

8,0

6,687

8,0

5,922

8,0

5,173

8,0

4,492

9,0

8,450

9,0

7,676

9,0

6,904

9,0

6,147

9,0

5,410

10,0

9,445

10,0

8,664

10,0

7,885

10,0

7,122

10,0

6,380

VBE (V)

IB (mA)

VBE (V)

IB (mA)

VBE (V)

IB (mA)

VBE (V)

IB (mA)

VBE (V)

IB (mA)

0,664

0,034

0,679

0,082

0,681

0,132

0,682

0,182

0,684

0,232

VCE (V)

IC (mA)

VCE (V)

IC (mA)

VCE (V)

IC (mA)

VCE (V)

IC (mA)

VCE (V)

IC (mA)

0,489

5,120

0,127

8,734

0,098

9,025

0,084

9,157

0,076

9,241

1,484

5,170

0,758

12,000

0,175

18,000

0,125

19,000

0,108

19,000

2,479

5,220

1,746

13,000

1,015

20,000

0,302

27,000

0,148

29,000

3,475

5,270

2,734

13,000

1,999

20,000

1,274

27,000

0,570

34,000

4,470

5,320

3,723

13,000

2,978

20,000

2,249

28,000

1,538

35,000

5,465

5,370

4,711

13,000

3,959

20,000

3,224

28,000

2,506

35,000

6,460

5,410

5,699

13,000

4,941

21,000

4,198

28,000

3,474

35,000

7,450

5,460

6,687

13,000

5,922

21,000

5,173

28,000

4,492

36,000

8,450

5,510

7,676

13,000

6,904

21,000

6,147

29,000

5,410

36,000

9,445

5,560

8,664

13,000

7,885

21,000

7,122

29,000

6,380

36,000

Concluímos que as curvas obtidas em experimento são muito próximas às teoricas fornecidas. Comprova-se pelo método experimental o comportamento do componente bem próximo ao referenciado em datasheet do fabricante.

Podemos identificar uma diferença considerável em relação ao gráfico fornecido pelo fabricante, isso se deve a variações entre os valores experimentais e teóricos.

SIMULAÇÃO NO SOFTWARE MULTISIM ®

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