Amplificador fet teoria

Amplificador fet teoria

(Parte 2 de 3)

A diferença entre o potencial de porta e de fonte polarizam negativamente a porta em relação ao terminal fonte.

O circuito completo de um estágio amplificador com FET canal N, se constitui dos elementos polarizadores e dos capacitadores de aclopamento e desacoplamento

Os capacitores de acoplamento (de entrada e saída) geralmente não são eletrolíticos, porque a impedância de entrada e de saída do FET é alta.

Geralmente, o único capacitor eletrolítico é o de desacoplamento do terminal fonte.

Amplificação com FET

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Esta forma de polarização é empregada para: • FETs de junção canal P e N

• MOS FETs tipo deplexão canal P e N

Os MOS FETs tipo enriquecimento exigem uma forma de polarização diferente, devido ao seu princípio de funcionamento. Este tipo de MOS FET é polarizado por divisor de tensão. As figuras abaixo mostram as polarizações para MOS, FET, P e N tipo enriquecimento.

Neste tipo de polarização, a corrente IDQ do ponto de funcionamento é determinada através do divisor de tensão RG1, RG2 e do resistor de fonte RF.

Princípio de funcionamento do estágio amplificador com FET Toma-se como referência o estágio amplificador com FET no ponto de funcionamento mostrado na figura abaixo, com a curva e reta de carga da mesma.

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Ponto de funcionamento:

VG =0 V VS =+ 2V VGS =- 2V VDS =8 V

Aplicando-se o semiciclo positivo de um sinal de entrada com +1Vpico a polarização negativa de porta diminui (VGS = -2V +1V = -1V). O ponto de operação do circuito se desloca, sobre a reta de carga, para a curva de VGS = -1V.

Verifica-se pela curva característica que a diminuição do potencial inverso de porta provoca: ID VRDVDS. A figura abaixo ilustra o que foi descrito

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Aplicando-se o semiperíodo negativo do sinal de entrada (-1 Vp) a polarização negativa da porta aumenta (VGS - 2V – 1V = -3V). O ponto de funcionamento se desloca sobre a reta de carga para a curva de VGS = -3V.

Observando o comportamento do estágio amplificador a FET em configuração “fonte comum” verifica-se que existe um defasamento de 180º entre sinais de saída e de entrada.

Características dos estágios amplificados a FET As características mais importantes dos estágios amplificadores a FET são: • Impedância de entrada

• Ganho de tensão

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Impedância de entrada Considerando que a impedância porta-fonte dos transistores FET é altíssima (junção PN polarizada inversamente ou porta-isolada) a impedância de entrada é determinada exclusivamente pelos elementos de polarização.

Zi = RG a. Como RG normalmente está na faixa das centenas de quiloohms, a impedância de entrada pode ser considerada altíssima.

b. Ganho de tensão: Os estágios amplificadores com FET em geral tem um ganho de tensão baixo, situando-se na faixa de 3 a 15 vezes.

Apesar do baixo ganho de tensão, os FETs são largamente utilizados, em função da alta impedância de entrada.

Comparação entre características de estágios amplificadores à transistor e a FET

1. Impedância de entrada do estágio:

• A transistor: é baixa (dezenas ou centenas de ohms) podendo ser utilizado apenas para amplificação de sinais provenientes de fontes com baixa impedância.

• A FET: é alta, dependendo quase exclusivamente do resistor de polarização da porta. Permite a amplificação de sinais provenientes de fontes de alta ou baixa impedância.

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2. Correntes de fuga do elemento amplificador:

• Transistor : nos de silício é pequena mas provoca o desvio do ponto de funcionamento.

• FET: é muito pequena (nanoampéres), podendo ter seu efeito neutralizado pela correta polarização. Torna o FET ideal para montagem de amplificadores de níveis contínuos de tensão.

3. Resposta de freqüência do estágio:

• A transistor: é prejudicada pela perda de ganho em altas frequências, devido as capacitâncias de junção (principalmente capacitância coletor-base).

• A FET: superior aos amplificadores transistorizados.

4. Ganho de tensão do estágio: • A transistor: é elevado, podendo atingir valores da ordem de 50 vezes.

• A FET: é menor que os estágios a transistor, podendo atingir uma ou duas dezenas de vezes.

5. Ganho de potência do estágio:

• A transistor: pode atingir valores elevado, dependendo da configuração de ligação de transistor.

• A FET: é muito elevado, tendo em vista que a potência absorvida na entrada é muito pequena (correntes de entrada da ordem de nano a pico ampères).

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Referências bibliográficas

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