Circuitos de conmutación de transistores con efectos de campo.
Al igual que en varios dispositivos electrónicos, los transistores bipolares funcionan con emisor común, colector común o conmutación de base común. transistores de efecto de campo en muchos casos se puede usar de manera similar para incluir: fuente común, drenaje común o compuerta común.
La diferencia radica en el método de control: el transistor bipolar está controlado por la corriente base y el FET está controlado por la carga de la puerta.
En términos de consumo de energía de control, el control FET es generalmente más económico que el control de transistor bipolar. Este es uno de los factores que explican la popularidad actual de los transistores de efecto de campo. Sin embargo, considere en términos generales los circuitos de conmutación típicos de los FET.
Cambio de fuente general
El circuito para encender un FET de fuente común es similar a un circuito de emisor común para un transistor bipolar. Dicha inclusión es muy común debido a la capacidad de generar un aumento significativo en la potencia y la corriente mientras se invierte la fase de voltaje del circuito de drenaje.
La resistencia de entrada de la fuente de unión directa alcanza cientos de megaohmios, aunque se puede reducir agregando una resistencia entre la puerta y la fuente para atraer galvánicamente la puerta al cable común (protegiendo el FET de las captaciones).
El valor de esta resistencia Rz (típicamente de 1 a 3 MΩ) se elige de modo que no sesgue demasiado la resistencia de la fuente de la puerta, mientras se evita la sobretensión de la corriente del nodo de control de polarización inversa.
La resistencia de entrada significativa de un FET en un circuito de fuente común es una ventaja importante del FET cuando se usa en circuitos de amplificación de voltaje, corriente y potencia, ya que la resistencia en el circuito de drenaje Rc generalmente no excede unos pocos kΩ.
Encender con fuente común
El circuito de conmutación de un FET de drenaje común (fuente-seguidor) es análogo a un circuito de colector común para un transistor bipolar (emisor-seguidor). Tal conmutación se usa en etapas de adaptación donde el voltaje de salida debe estar en fase con el voltaje de entrada.
La resistencia de entrada de la unión puerta-fuente, como antes, alcanza cientos de megaohmios, mientras que la resistencia de salida Ri es relativamente pequeña. Esta conmutación tiene un rango de frecuencia más alto que un circuito fuente simple. La ganancia de voltaje es cercana a la unidad porque los voltajes fuente-drenaje y puerta-fuente para este circuito suelen ser de magnitud cercana.
Conmutación general de persianas
Un circuito de puerta común es similar a una etapa base común para un transistor bipolar. Aquí no hay ganancia de corriente y, por lo tanto, la ganancia de potencia es muchas veces menor que en una cascada de fuente común.La tensión de refuerzo tiene la misma fase que la tensión de control.
Dado que la corriente de salida es igual a la corriente de entrada, la ganancia de corriente es igual a la unidad y la ganancia de voltaje suele ser mayor que la unidad.
Esta conmutación tiene una característica: retroalimentación de corriente negativa paralela, ya que con un aumento en el voltaje de entrada de control, el potencial de la fuente aumenta, en consecuencia, la corriente de drenaje disminuye y el voltaje a través de la resistencia del circuito fuente Ri disminuye.
Entonces, por un lado, el voltaje a través de la resistencia de la fuente aumenta debido al aumento de la señal de entrada, pero disminuye a medida que disminuye la corriente de drenaje, esto es retroalimentación negativa.
Este fenómeno amplía el ancho de banda de la etapa en la región de alta frecuencia, razón por la cual el circuito de puerta común es popular en los amplificadores de voltaje de alta frecuencia y es particularmente buscado en circuitos resonantes altamente estables.