Relatório # 2
Experimento 4
 
Transístor de Efeito de Campo - FET




Objetivos


Material necessário
Lembre-se de manter o mesmo FET para a próxima montagem!








Introdução ao FET

            Já medimos a curva característica para um transistor de junção tradicional npn, o BD135.  Um FET é um dispositivo semicondutor que controla o fluxo de portadores em seu interior utilizando um canal, cuja espessura é controlada por regiões de depleção, nas quais não existem portadores.  Observe que, como o controle é feito por diferença de potencial, por campo elétrico, não existe a injeção de portadores, aumentando a impedância de entrada do dispositivo.

            O FET apresenta três conexões, o dreno (drain, D), a fonte (source, S) e o "controle do portão" (gate, G).  A corrente de elétrons flui da fonte para o dreno através de um canal, sendo que a espessura deste canal, e consequentemente sua resistência, depende da região de depleção formada entre o gate e a source.  Esta região de depleção depende do campo elétrico formado, e consequentemente da tensão aplicada VGS.
 
 

Livro Cap.  
Horowitz
3
até 3.04 (FET) 
Millman
10
 até 10.3 (introdução teórica)
Boylestad
Bophry
6
 
Malvino
5
 5.4, 5.5

 




O funcionamento do FET é mais simples que o do transistor de junção,porém o "uso prático" é mais complexo portanto, consulte a literatura e os sites antes da aula.

      Operação de um FET




Curva característica de um FET

             A curva característica de um FET é a medida da corrente no dreno (ID) em função da tensão aplicada sobre o FET, VDS, quando VGS=0. De forma similar ao transistor de junção, o FET apresenta uma região inicial de polarização das junções, seguida de um patamar estável,ou de saturação e a região de ruptura. A corrente de saturação observada nestas condições é chamada IDSS, sendo um dos parâmetros importantes no modelamento do comportamento de um FET. Outros parâmetros importantes são a VGS e a tensão de constrição ou de pinch off, VP, que é a tensão associada ao "estreitamento" do canal de condução, localizada no "joelho" anterior ao plato de corrente de saturação.
 
 

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            A corrente IDS  pode ser estimada, na região ativa do FET, no plato de saturação, pela relação abaixo:

            Os valores de VGS são negativos, a partir do zero para controlar a corrente que atravessa o FET.  Uma curva característica para um FET similar aos utilizados no laboratório é mostrada abaixo :





Montagem para obtenção da curva característica
 
 
 
  • FET MPF 102
  • 1N74001
  • RD 100 W

 



Função de transferência de um FET

             Vimos que a curva característica de um FET apresenta uma região de operação do dispositivo, onde a corrente está saturada. A corrente IDS no plato é função de IDSS, VGS e de VP., como pode ser visto na expressão abaixo:

esta expressão é a função de transferência, a qual relaciona a corrente entre o dreno e a fonte(IDS) com a tensão entre o dreno e o controle da porta (VGS).
            Os parâmetros da função de transferência do FET serão obtidos na montagem abaixo, onde é aplicada uma tensão constante sobre o FET, na região de operação linear do mesmo.
             De posse destes valores, os mesmos serão utilizados em um cálculo para um fonte de corrente auto-controlada utilizando um FET, na próxima montagem.




    • FET MPF 102
    • RD 100 W
    • R1 10 kW
    • Pot. 10 kW
    VGS
    ddpRD
    IDS*
    0.0
    IDSS RD
    IDSS
    ........
    ........
    ........
    XXX.X 
    0.0
    0
    *IDS será estimada utilizando RD.








       Revisado em 28/02/2000 MUK