Polarização de FETs
Enviado: 11 Jun 2020 11:17Pessoal!
Estava pensando em fazer (na verdade refazer) um amplificador do tipo transimpedância. Entra um sinal de corrente e sai um sinal de tensão.
Pode-se dividir em duas condições: Responder a frequências baixas ou a frequências altas.
Geralmente em ambas ocasiões, os sinais de corrente de entrada são muito baixos. Da ordem de poucos nanoamperes.
Explico melhor com um exemplo:
Imagine um link ótico.
Quanto mais longo mais aplicações. Mas quanto longo?
Bom. Vai depender de quanto sinal ótico (potência) se tem na entrada da fibra. Vai depender também de quão sensível seja o receptor localizado ao final da fibra ótica.
Os amplificadores de transimpedância devem ser projetados de acordo com a frequência que trabalharão.
No caso de links óticos, quanto maior for a frequência, melhor, pois mais informações poderão passar pelo canal.
Nestes casos a impedância de entrada tem que ser baixa, para responder melhor as frequências altas. A consequência disso é um ganho mais baixo, o que exige mais estágios eletrônicos para recuperar o sinal original.
Tem também, os casos de sinais que não possuem frequências elevadas. Nestes casos, a impedância de entrada tem que ser alta. Como V = R x I, com um grande R e a fonte de corrente (o sinal ótico), consegue-se um V maior. Ou então. À partir de aceitar-se um V mínimo, o valor de I pode ser bem menor, conseguindo-se maior sensibilidade ótica.
Uma vez entendido o problema, decidi começar a projetar um amplificador de transimpedância sensível.
Como minha intensão é de usá-lo em um detetor de radioatividade, que usa um foto-diodo PIN como fonte de corrente de sinal radioativo, recaí no caso de baixa frequência, mas alta sensibilidade.
O dispositivo ativo do meu amplificador de transimpedância tem que possuir alta impedância de entrada, para que toda a corrente produzida pelo diodo PIN, passe pelo tal R, mencionado anteriormente. Ou seja; entrada a FET.
Agora vem o detalhe.
Pesquisando na net, medi alguns sinais produzidos por radioatividade. Concluí, que na sua grande maioria, a frequência do sinal varia desde cerca de 1kHz até uns 100kHz. Um amplificador operacional, mesmo com entrada a FET, possui grande limitação de ganho em 100kHz. Normalmente o ganho em loop aberto fica limitado em apenas 10. Pior ainda. Estes bons amplificadores operacionais, com figura de ruído baixo, não são baratos e teria que comprar no exterior, com todas as implicações de tempo de entrega conhecidos.
Possuo diversos FETs aqui comigo, mas o problema é que TODOS ELES informam em seus catálogos, que a tensão de condução (pinch-off), necessária para sua polarização, varia muito, não se podendo projeta-lo sem ter que medir em laboratório.
FINALMENTE!!!
Por todos esses motivos, que decidi testar a polarização e o ganho de cinco FETs, que possuo. Produzi 30 testes utilizáveis, de cerca de 80 totais.
Segue em PDF o arquivo que apresenta minhas medidas. Espero que sejam úteis para algum de vocês, que ainda projetam algum circuito.
MOR_AL
Estava pensando em fazer (na verdade refazer) um amplificador do tipo transimpedância. Entra um sinal de corrente e sai um sinal de tensão.
Pode-se dividir em duas condições: Responder a frequências baixas ou a frequências altas.
Geralmente em ambas ocasiões, os sinais de corrente de entrada são muito baixos. Da ordem de poucos nanoamperes.
Explico melhor com um exemplo:
Imagine um link ótico.
Quanto mais longo mais aplicações. Mas quanto longo?
Bom. Vai depender de quanto sinal ótico (potência) se tem na entrada da fibra. Vai depender também de quão sensível seja o receptor localizado ao final da fibra ótica.
Os amplificadores de transimpedância devem ser projetados de acordo com a frequência que trabalharão.
No caso de links óticos, quanto maior for a frequência, melhor, pois mais informações poderão passar pelo canal.
Nestes casos a impedância de entrada tem que ser baixa, para responder melhor as frequências altas. A consequência disso é um ganho mais baixo, o que exige mais estágios eletrônicos para recuperar o sinal original.
Tem também, os casos de sinais que não possuem frequências elevadas. Nestes casos, a impedância de entrada tem que ser alta. Como V = R x I, com um grande R e a fonte de corrente (o sinal ótico), consegue-se um V maior. Ou então. À partir de aceitar-se um V mínimo, o valor de I pode ser bem menor, conseguindo-se maior sensibilidade ótica.
Uma vez entendido o problema, decidi começar a projetar um amplificador de transimpedância sensível.
Como minha intensão é de usá-lo em um detetor de radioatividade, que usa um foto-diodo PIN como fonte de corrente de sinal radioativo, recaí no caso de baixa frequência, mas alta sensibilidade.
O dispositivo ativo do meu amplificador de transimpedância tem que possuir alta impedância de entrada, para que toda a corrente produzida pelo diodo PIN, passe pelo tal R, mencionado anteriormente. Ou seja; entrada a FET.
Agora vem o detalhe.
Pesquisando na net, medi alguns sinais produzidos por radioatividade. Concluí, que na sua grande maioria, a frequência do sinal varia desde cerca de 1kHz até uns 100kHz. Um amplificador operacional, mesmo com entrada a FET, possui grande limitação de ganho em 100kHz. Normalmente o ganho em loop aberto fica limitado em apenas 10. Pior ainda. Estes bons amplificadores operacionais, com figura de ruído baixo, não são baratos e teria que comprar no exterior, com todas as implicações de tempo de entrega conhecidos.
Possuo diversos FETs aqui comigo, mas o problema é que TODOS ELES informam em seus catálogos, que a tensão de condução (pinch-off), necessária para sua polarização, varia muito, não se podendo projeta-lo sem ter que medir em laboratório.
FINALMENTE!!!
Por todos esses motivos, que decidi testar a polarização e o ganho de cinco FETs, que possuo. Produzi 30 testes utilizáveis, de cerca de 80 totais.
Segue em PDF o arquivo que apresenta minhas medidas. Espero que sejam úteis para algum de vocês, que ainda projetam algum circuito.
MOR_AL
