Hola a todos. En este artículo haremos una breve introducción a un nuevo tipo de transistor, el llamado FET o también JFET. Los vistos hasta ahora se denominaban bipolares, este nuevo es del tipo unipolar.

Se llama unipolar por que su funcionamiento solo depende de un tipo de carga, electrones o huecos, pero es ya demasiado enrevesado y nos conformaremos con aprender como funciona y a realizar diseños de circuitos con ellos.

Como características principales de este tipo de transistores, cabe destacar su alta impedancia de entrada así como su velocidad de conmutación en el modo de operación de corte-saturación.

En la figura siguiente se muestra el interior de un transistor JFET de tipo n:

Si no aplicamos tensión en la puerta, si esta es cero voltios; la corriente fluye del drenador a la fuente (también llamada surtidor) de forma máxima. Como veremos a continuación, si aplicamos una tensión negativa en la puerta, controlamos la corriente que pasa desde el drenador a la fuente:

Como podemos ver, al polarizar negativamente la puerta con respecto a la fuente, aparecen unas zonas (llamadas de deplexión), que obstaculizan el paso de la corriente de drenador a fuente. Es decir, mediante la puerta controlamos el flujo de corriente de drenador-fuente (tensión VGS).

En la mayoría de las aplicaciones, son intercambiables drenador y fuente, si bien en alta frecuencia es necesario que se respecte el orden de estos terminables.

Mas adelante hablaremos de ello, pero que sepáis que existe una tensión (de estrangulamiento), que por supuesto es negativa, a la cual el transistor deja de conducir del todo.

El símbolo del transistor JFET de tipo n es el siguiente:

Veamos ahora las corrientes de Drenador.

Si cortocircuitamos la puerta con la fuente, obtendremos una corriente máxima en el drenador, ya que la tensión en la puerta es cero (no hay zonas de deplexión).

Si subimos VDS, veremos que el transistor se comporta como una resistencia, a mayor tensión mayor corriente. Al llegar a una determinada tensión veremos que esto deja de ocurrir (tensión Vp o de estrangulamiento), la corriente por mucho que subamos la tensión VDS se mantiene constante. Esto es así hasta llegar a la tensión máxima de funcionamiento del transistor, que es la tensión de disrupción (VDSmax), en la cual el transistor se estropearía definitivamente.

Cuando trabajamos en la región óhmica, se cumple lo siguiente:

RDS = \frac{Vp}{IDSS}

Como veremos en la siguiente simulación, vamos a hacer dos barridos. Uno será de la tensión de la puerta-fuente, hasta llegar hasta la estrangulación y el otro de la tensión de Drenador-Fuente, hasta llegar al máximo teórico obtenido del datasheet. En concreto usaremos un 2N5459.

Como podéis ver en el esquema anterior, el modelo esta vez lo he añadido al esquema como si fuera una directiva. Podéis si así lo queréis, guardarlo en un fichero y llamarlo desde un include.

Al realizar la simulación, obtendremos las siguientes curvas:

Haz click para ampliar

Podemos apreciar en las curvas, que la tensión de estrangulamiento esta algo por debajo de los 6 voltios, unos 5 voltios mas o menos. Vemos de esto de otra forma al fijarnos que la corriente mínima de ID es de 0 micro-amperios. También podemos apreciar que la IDSS es de unos 8.2 mili-amperios.

Si nos fijamos en el datasheet, vemos que los resultados obtenidos concuerdan con lo obtenido:

La VGS(off) nos sale aproximadamente 5, lo que queda dentro de los margenes, mientras que la IDSS nos sale 8.2 mili-amperios, lo que queda también dentro de los margenes del datasheet.

En el próximo artículo seguiré monos adentrándonos en el funcionamiento de este tipo de transistores tan populares y usados hoy en día.

Podéis descargar el esquema del artículo desde este enlace.

REFERENCIAS:

Principios de Electrónica, séptima edición. Albert Malvino, David J. Bates

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