Circuitos de comutação de transistores com efeitos de campo

Assim como em vários dispositivos eletrônicos os transistores bipolares operam com emissor comum, coletor comum ou comutação de base comum, transistores de efeito de campo em muitos casos, pode ser usado de forma semelhante para incluir: fonte comum, dreno comum ou portão comum.

A diferença está no método de controle: o transistor bipolar é controlado pela corrente de base e o FET é controlado pela carga do gate.

Em termos de consumo de energia de controle, o controle FET é geralmente mais econômico do que o controle de transistor bipolar. Este é um dos fatores que explicam a atual popularidade dos transistores de efeito de campo. No entanto, considere em termos gerais os circuitos de comutação típicos dos FETs.

Comutação geral de fonte

O circuito para ligar um FET de fonte comum é análogo a um circuito de emissor comum para um transistor bipolar. Tal inclusão é muito comum devido à capacidade de dar um aumento significativo de potência e corrente enquanto a fase de tensão do circuito de dreno é invertida.

A resistência de entrada da fonte de junção direta atinge centenas de megaohms, embora possa ser reduzida adicionando um resistor entre o gate e a fonte para puxar galvanicamente o gate para o fio comum (protegendo o FET dos captadores).

O valor deste resistor Rz (normalmente 1 a 3 MΩ) é escolhido de modo a não polarizar muito a resistência porta-fonte, evitando a sobretensão da corrente do nó de controle de polarização reversa.

A significativa resistência de entrada de um FET em um circuito de fonte comum é uma vantagem importante do FET quando usado em circuitos de amplificação de tensão, corrente e potência, uma vez que a resistência no circuito de dreno Rc geralmente não excede alguns kΩ.

Ligue com fonte comum

O circuito de comutação de um FET de dreno comum (seguidor de fonte) é análogo a um circuito coletor comum para um transistor bipolar (seguidor de emissor). Essa comutação é usada em estágios correspondentes onde a tensão de saída deve estar em fase com a tensão de entrada.

A resistência de entrada da junção porta-fonte, como antes, atinge centenas de megohms, enquanto a resistência de saída Ri é relativamente pequena. Essa comutação tem uma faixa de frequência mais alta do que um circuito de fonte simples. O ganho de tensão é próximo da unidade porque as tensões fonte-dreno e porta-fonte para este circuito são geralmente próximas em magnitude.

Comutação geral do obturador

Um circuito de porta comum é semelhante a um estágio base comum para um transistor bipolar. Não há ganho de corrente aqui e, portanto, o ganho de potência é muitas vezes menor do que em uma cascata de fonte comum.A tensão boost tem a mesma fase que a tensão de controle.

Como a corrente de saída é igual à corrente de entrada, o ganho de corrente é igual à unidade e o ganho de tensão geralmente é maior que a unidade.

Essa comutação tem uma característica - realimentação de corrente negativa paralela, pois com o aumento da tensão de entrada de controle, o potencial da fonte aumenta, correspondentemente, a corrente de dreno diminui e a tensão na resistência Ri do circuito da fonte diminui.

Portanto, por um lado, a tensão na resistência da fonte aumenta devido ao aumento do sinal de entrada, mas diminui à medida que a corrente de dreno diminui, isso é feedback negativo.

Esse fenômeno amplia a largura de banda do estágio na região de alta frequência, razão pela qual o circuito de porta comum é popular em amplificadores de tensão de alta frequência e é particularmente procurado em circuitos ressonantes altamente estáveis.