Os transistores de efeito de junção (JFET) apesar de serem dispositivos de baixas potência, encontram uma infinidade de aplicações práticas na indústria, telecomunicações, eletrônica de consumo, informática e eletrônica embarcada. Baseados em informações dos Applications Notes de diversas fábricas de dispositivos semicondutores, incluindo a National Semiconductor fizemos uma seleção de circuitos úteis usando JFETs.
Os FETs de Junção ou JFETs como também são conhecidos, são dispositivos semicondutores extremamente versáteis, apresentando características de altíssima impedância de entrada e excelente ganho (transcondutância), o que os torna úteis em circuitos amplificadores lineares, osciladores e circuitos de chaveamento.
Os circuitos que damos a seguir são apenas alguns das inúmeras aplicações que esse dispositivo encontra.
Lembramos que os transistores usados no projeto original podem não ser tão fáceis de obter em nosso mercado, mas equivalentes comuns como o BF245 e MPF102 devem funcionar na maioria dos casos, sem a necessidade de alterações de valores dos demais componentes.
Circuito de Amostragem e Retenção
O primeiro circuito é muito usado em sistemas de aquisição de dados, pois ele faz a leitura do valor da grandeza que deve ser convertida para a forma analógica sob com comando de um pulso externo.
Na configuração mostrada na figura 1, o transistor conduz com uma tensão positiva de comporta quando então o diodo fica polarizado inversamente e o resistor se encarrega de polarizar o transistor, carregando o capacitor com a tensão de pico do sinal de entrada.
Com a comporta do transistor tendo uma tensão negativa aplicada o transistor vai ao corte e o capacitor mantém a carga para a leitura de seu valor pelo seguidor de tensão formado por um amplificador operacional.
A elevada impedância do transistor no corte e elevada impedância do amplificador operacional permitem que o capacitor retenha a carga o tempo suficiente para se fazer a amostragem.
Integrador com Acoplamento AC
O circuito mostrado na figura 2 se caracteriza por ter um elevado ganho de tensão, graças ao modo como os transistores são ligados.
Trata-se de um integrado de Miller com um multiplicador de capacitância. Essa característica permite que sejam obtidos longos intervalos de tempo de integração.
Seguidor de Tensão
O ganho do circuito mostrado na figura 3 é unitário. No entanto, ele apresenta uma elevadíssima impedância de entrada.
Trata-se de um excelente circuito para ser usado como casador de impedâncias em sistemas de áudio. No entanto, devido à sua elevada impedância de entrada, cuidados especiais com o layout da placa devem ser tomados.
Amplificador de Vídeo “Cascode”
O amplificador mostrado na figura 4 utiliza dois transistores de efeito de campo numa configuração “cascode”.
Com essa configuração ele carrega muito pouco o circuito de entrada, dada sua baixa capacitância e faixa larga de sinais com que ele pode trabalhar.
Oscilador com Cristal
Na figura 5 temos um oscilador a cristal que pode operar com freqüências de algumas centenas de quilohertz até várias dezenas de megahertz.
Uma característica deste circuito está no fato de que o cristal não carrega o JFET, obtendo-se assim um alto Q.
O choque de RF deve ter valores na faixa de 100 µH a 1 mH de acordo com a freqüência de oscilação.
Controle de Tom
Uma aplicação importante para um JFET é num controle de tom ativo, como o mostrado na figura 6.
Nesse circuito são usadas duas redes de realimentação que determinam através dos potenciômetros os controles dos sinais graves e agudos.
Trata-se de um circuito bastante tradicional encontrado na maioria dos amplificadores de áudio comerciais.
O FET funciona como um casador de impedância, proporcionando ao circuito uma elevada impedância de entrada.
O amplificador operacional LM301 não deve ser substituído já que se trata de tipo especificamente indicado para esse tipo de aplicação.
Atenuador Variável
O circuito mostrado na figura 7 proporciona uma atenuação ue pode ser controlada externamente através de um sinal aplicado à comporta do JFET.
Nesse circuito o JFET funciona como um resistor variável atuando sobre o ganho do amplificador. A faixa de atenuações obtida vai depender da resistência Rds(on) obtida com as diversas tensões de controle aplicadas à comporta.
Amplificador Com Ganho Controlado por Tensão
Na figura 8 temos um circuito amplificador em que o ganho de tensão é controlado externamente.
O transistor original tem uma resistência Rds(on) da ordem de 30 Ω. O ganho pode chegar a 100 dB e a freqüência de corte a 10 MHz.
Evidentemente, na utilização do circuito com sinais de altas freqüências, layout apropriado da placa deve ser considerado.
Dreno de Corrente de Precisão
Com o uso de transistores de altas impedâncias, como os indicados no circuito da figura 9, pode-se ter um dreno de corrente preciso.
A intensidade da corrente obtida depende de R1, segundo fórmula junto ao diagrama e da tensão aplicada à entrada do circuito.
Se a corrente a ser drenada for baixa, o resistor de 10 k e o transistor bipolar podem ser eliminados.
Oscilador de Wien
O oscilador mostrado na figura 10 se destina à produção de sinais senoidais cuja freqüência depende basicamente do capacitor C.
Um dos problemas para se obter um sinal senoidal num oscilador deste tipo é elaborar um elo de realimentação que seja apropriado ao circuito.
Neste circuito, utiliza-se um JFET como resistor variável de modo que ele se adapta às características do circuito de realimentação. Os diodos zener fornecem a referência de tensão fixando o pico do sinal senoidal gerado.
O circuito opera com sinais de alguns hertz até aproximadamente 190 kHz.
Buffer de Alta Impedância e Baixa Capacitância
O circuito mostrado na figura 11 tem uma capacitância de entrada muito baixa e uma impedância extremamente alta.
O ganho é unitário o que o torna ideal para aplicações como casador de impedâncias.
Amplificador de Alta Impedância e Baixa Capacitância
A configuração da figura 12 difere da do circuito anterior pelo fato de ter um ganho maior do que a unidade.
No entanto, sua impedância de entrada é muito alta e sua capacitância de entrada muito baixa. Isso o torna ideal para aplicações que exigem um amplificador de uso geral.
O ganho deste circuito é determinado pela relação de valores entre os resistores R1 e R2.
Conclusão:
JFETs são dispositivos de grande utilidade na elaboração de circuitos que se caracterizem por baixas capacitâncias e entrada e elevadas impedâncias.
Nesta seleção de circuito demos alguns exemplos da gama de utilidade que esse dispositivos semicondutor encontra.
