Fuente común con polarización fija JFET

A continuación se realizara el análisis de un transistor jfet con polarización fija en configuración fuente común. El circuito es el siguiente:

Circuito transistor jfet en fuente común con polarización fija

Apagando la fuente VDD y la fuente VGG el circuito queda de la siguiente manera:

Y ahora cambiando el transistor jfet por su respectivo modelo híbrido el circuito queda ahora de la siguiente manera:

La idea es trabajar con el modelo simplificado del transistor jfet que se muestra a continuación:

El modelo simplificado del amplificador integra el modelo híbrido del jfet más los resistores de polarización RG y RD, tiene unos nuevos parámetros característicos llamados Ava, zi y zo. Las ecuaciones para hallar estos parámetros se muestran en la siguiente tabla:

Tenga en cuenta

- El transistor jfet tiene su propio modelo híbrido con sus propios parámetros que es diferente al modelo simplificado del amplificador que integra al modelo híbrido del jfet mas las resistencias de polarización RG y RD.

- En el análisis ac de un amplificador principalmente se buscan tres parámetros que son la ganancia de voltaje Av, la impedancia de entrada zi y la impedancia de salida zo. Los demás parámetros via, voa, ii, io y Ai se pueden hallar a partir de estos tres.

- La ecuación para hallar el valor del parámetro de transconductancia gm es la siguiente:

- En un transistor jfet la ganancia en voltajes es pequeña (por el orden de 1 a 10). La impedancia de entrada esta relacionada directamente con el valor de resistencia de puerta RG. Y la ganancia en corrientes típicamente es muy alta debido principalmente a que la corriente de entrada es muy baja (por el orden de microamperios).

Descarga la simulación en Proteus 7.9 de Fuente común con polarización fija JFET aquí.

Descarga la simulación en Proteus 8.3 de Fuente común con polarización fija JFET aquí.

Ejemplo. Realice el análisis ac del siguiente circuito. Asuma que IDSS = 10mA, VP = -4v y un valor del resistor rd de 40kΩ.

Halle todos los parámetros zi, zo, Ava y Aia del amplificador para una señal de entrada de 10mV @ 10kHz.

Solución. El valor de VGS es el mismo valor de VGG (-1.5 voltios). Hallamos el valor de gm:

Cambiando el jfet por su modelo hibrido el circuito queda de la siguiente manera:

Ahora hallamos los parámetros del amplificador:

Se puede ver que el valor de la ganancia en corriente es gigante, esto es debido principalmente a que la impedancia de entrada zi tiene un valor muy alto (1MΩ). El modelo simplificado del amplificador queda de la siguiente manera:

Y la simulación es la siguiente:

La línea de color amarillo es la señal de entrada y la línea de color azul es la señal de salida. Se puede observar que la ganancia en voltajes Av es de -5.375 que es cercano al valor calculado.