Instituto Educacional São João da Escócia Colégio Pelicano Curso Técnico de Eletrônica. Polarização de um JFET

Transcrição

1 1 Polarização de um JFET Polarizar um transistor FET, significa estabelecer valores de tensões e correntes satisfatórios para o funcionamento do transistor. Lembrando que qual seja o modo de ligação, sempre teremos uma impedância alta no GATE, devido a junção estar polarizada reversamente. Existem três possíveis maneiras de polarização do JFET, sendo: Polarização Fixa. Auto Polarização. Divisor de tensão. Polarização Fixa É a maneira mais simples de se polarizar um FET, porém tem o inconveniente de necessitar de duas fontes de alimentação, o que aumenta o custo do circuito, sendo a polarização menos usada em relação às citadas acima. Neste tipo de polarização, aplica-se uma tensão VGS fixa, na porta, através de VGG, obtendo assim a corrente ID desejada, a partir da curva de transferência do componente. Costuma-se colocar um resistor entre o VGG e Gate (RG) apenas para definir a impedância de entrada do circuito, o qual não influência a polarização do JFET devido a sua alta impedância de entrada do componente, sendo assim podemos desconsiderá-lo. Analisando o circuito ao lado podemos deduzir que: O terminal negativo da fonte VGG está ligado ao GATE e o positivo ligado ao terra, assim a polaridade de VGG é oposta à de VGS, sendo assim, O nível de corrente de Dreno (ID) é resultante da tensão aplicada ao GATE, que pode ser obtida graficamente ou matematicamente pela equação de Shockley:

2 2 Para os valores de ID ou VGS obtidos seja pelo gráfico ou pela fórmula será denotado como Ponto de Operação ou Quiescente, IDQ e VGSQ. Após obtenção do valor de ID podemos calcular a queda de tensão em VDS pela seguinte fórmula: Lembre-se de que os valores de tensão medidos abaixo estão referenciados ao terra do circuito. Sendo assim os valores são: Auto Polarização Neste tipo de polarização, elimina-se a necessidade de duas fontes. VGS é determinada pela queda de tensão através do resistor RS, localizado entre o Terra e a Fonte. Analisando a figura ao lado podemos concluir que: VGS + VRS = 0 ou VGS = - VRS ou Para ID podemos utilizar a equação de Shockley ou traçar a RETA sobre a Curva de Transferência do componente. Como não temos o valor de VGS, teremos que modificar a equação, onde VGS= - ID*RS, ficará: Está fórmula resultará em uma equação de 2 Grau.

3 3 Para o método gráfico devemos seguir os seguintes passos: 1 Passo: Precisamos ter a Curva de Transferência do componente, ela pode ser obtida pelos manuais técnicos ou ser traçada utilizando a Equação de Shockley. 2 Passo: Traçar a Reta de Autopolarização. Para encontrar a Reta de Autopolarização devemos definir dois pontos, onde utilizaremos a seguinte fórmula (Lei de Ohm): O primeiro ponto, considerando ID = 0A, teremos VGS = 0V. O segundo ponto podemos escolher qualquer valor de ID, de preferência metade de IDSS para termos uma melhor aproximação. Sendo assim ID = IDSS/2. Os níveis resultantes de ID (ID=IDSS/2) e VGS (calculado conforme fórmula acima) definirão o segundo ponto da reta e permitirão o seu traçado. A interseção da Curva do Componente com a Reta da Autopolarização será a solução de onde encontraremos os valores de IDQ e o VGSQ. Após obtenção do valor de IDQ podemos calcular a queda de tensão em VDS pela seguinte fórmula: + RS)

4 4 As tensões sobre RD (VRD) e RS (VRS) podem ser calculadas pela Lei de Ohm: e / ou Outros valores podem ser obtidos também, tais como: Polarização por Divisor de Tensão Nas polarizações anteriores, poderão ocorrer variações nos valores de ID na simples troca do JFET por outro de mesma nomenclatura, pois existe uma tolerância entre componente de um mesmo lote e também quando ocorrer variação de temperatura sobre o componente. A Polarização por Divisor de Tensão tem por objetivo estabilizar o ponto Q contra estas variações, tanto na troca do componente quanto na variação de temperatura. Para encontrar o ponto Quiescente na Polarização por Divisor de Tensão, o procedimento será semelhante ao de Autopolarização, a única diferença, é que deveremos considerar a queda de tensão entre R1 e R2. Separando o circuito (R1 e R2), a queda de tensão no divisor ao lado será dada pela fórmula: Analisando o circuito completo, vemos que VG VGS VRS=0 e reescrevendo a fórmula ficará da seguinte maneira:

5 5 Diferentemente da Autopolarização onde o início da reta é em ID=0mA e VGS=0V, na polarização por Divisor de Tensão, não será em 0mA e 0V, sendo assim deverão ser calculados os dois pontos da reta. Primeiro Ponto: considerando apenas ID=0mA, estamos, na verdade, em algum ponto do eixo horizontal (eixo VGS). A posição exata pode ser determinada aplicando a fórmula acima. Segundo ponto: vamos empregar o fato de que, em qualquer ponto do eixo vertical (eixo ma), VGS=0V e solucionar o valor de ID, utilizando a mesma fórmula. Os dois pontos definidos acima permitem o traçado de uma Reta. A interseção da Reta com a Curva de Transferência define o ponto de Operação (Quiescente). Uma vez determinada os valores de IDQ e VGSQ, a análise restante pode ser feita de maneira usual.