El Amplificador Fuente Común
 
 

OBJETIVO:

Que el alumno conozca y domine el manejo del amplificador FET en fuente común para señales pequeñas.

INTRODUCCION

La figura 5.1 muestra un amplificador FET en conexión de fuente común con circuiteria de polarización requerida. Este es uncircuito equivalente para señales pequeñas.

Figura 5.1Circuito amplificador de fuente común

En el siguiente desarrollo se omitirán demostraciones de fórmulas claves para poder calcular los componentes del circuito, ya que supondremos que esta teoría se ha visto ya enclases.

Ahora se mostrará un ejercicio el cual tendrá todos sus datos que son reales para que el alumno aprenda a desarrollar amplificadores fuente común,cabe aclarar que a pesar que los FET’sson de lamisma matrícula cada uno tendrádiferentes características para obtener el punto Q.Ya que el fabricante no ha podido superar defectos en su fabricación.

Enseguida se muestra la lista de material y equipo a utilizar para esta práctica:

-Transistor 2N5457

-Rs = 1.2kW

-RL = 15kW

-R1 = 36kW

-R2 = 900W

-C1, C2, C3 = 55mf

-Osciloscopio

-Generador de señales

-Fuente de alimentación Vcd



EJEMPLO

En el siguiente ejercicio se mostrarán todos los pasos a seguir con sus explicaciones para que alumno pueda calcular y desarrollar un amplificador en fuente común.

Pasos a desarrollar:

1.-Obtener con la ayuda del trazador de curvas la familia de curvas características correspondientes al FET a utilizar en elcircuito para obtener los parámetros de polarización del FET (iDS, VDS).

2.-Identificar IDSS y Vpo

3.-A partir de los datos anteriores graficar la curva de transconductancia respecto a los valores obtenidos de las Curvas características del FET, obtendremos que IDSS = 0.72mA y un Vpo de 1.5v con esto tendremos que respecto a nuestro punto Q elegiremos IDSQ = 0.36mA para un Vi = 150mV y un Vcc de 10v. Si tenemos que:


Ahora a partir de los datos arbitrarios de VDS la ecuación se tabula de la siguiente forma:


 
VDS
iDS
0
.54mA
-.2
.25mA
-.6
.08mA
-1
.0032mA
-1.4
.72mA

Se grafica esta ecuación a partir de la tabla de tabulación anterior, así mismo, por medio de la gráfica se obtendrá la pendiente mediante los siguientes cálculos:

Pendiente:

y


así tendremos que Rs = 1.2kW (valor comercial).

Con Rs comercial sacar la nueva pendiente de Rs = 1.2kW, IDSQ = 0.36mA

m2=1/Rsentonces m2 = -8.33x10-4

así:

Y en base a RL determinaremos RD:


Sitenemos que rd es la resistencia dinámica y su valor estimado estará comprendido entre 15 y 20k aproximadamente.
 

 

En seguida determinaremos la ganancia:


ypara nuestro voltaje de salida tendremos que:

Sé elegirá arbitrariamente RG (valor grande) de 100kqueserá igual aR1||R2

Ahora determinaremos R1 y R2 en dondeVGG tendrá un valor aleatorio de 3V este valor es elegidopara que VDD no sea un valor muy alto y se pueda polarizar nuestro FET.
 

 

Con esto tendremos que R1 será

y por lo tanto:

Cálculo De Los Capacitores

 

Para el cálculo de los capacitores Gs será:

donde m= gm rds

Recordando que la frecuencia mínima para los FET en un funcionamiento determinado por la aplicación práctica es de 50Hz. 

teniendo todos los datos requeridos nuestro capacitor será de un valor de

Ejercicio para el alumno

Para la siguiente tabla determinar el valor de iDS y graficar respecto a estos valores. Si tenemos un FET 2N5457 con las siguientes características IDSS=.75mA ,Vpo=2v y suponiendo que IDSQ = .43mA

Recordando que:

Y una vez habiendo llenado esta tabla hacer su desarrollo gráficamente en hojas milimétricas (preferentemente).

Obtener también los valores de Rs, R1, R2, RDy de loscapacitores C1, C2 y C3 para compararlas características del amplificador y compararlo con los resultados teóricos.

 

VGS
IDS
-5
-4,5
-4
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-0,5
0