Transistores de Efeito de Campo (FETS) Símbolo. Função Controlar a corrente elétrica que passa por ele. Construção. n + n + I D função de V GS

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Transistores de Efeito de Campo (FETS) Símbolo. Função Controlar a corrente elétrica que passa por ele. Construção. n + n + I D função de V GS"

Rodrigo Paixão de Mendonça
8 Há anos
Visualizações:

1 Tansses de Efe de Camp (FET) Cm n cas d TBJ, a ensã ene ds emnas d FET (feld-effec anss) cnla a cene que ccula pel ece emnal. Cespndenemene FET pde se usad an cm amplfcad quan cm uma chae. O nme d dsps gna-se de seu pcíp de peaçã. O cnle é basead n camp eléc esabelecd pela ensã aplcada n emnal de cnle. O anss MOFET (acônm de Meal Oxde emcnduc Feld Effec Tanss, u anss de efe de camp de semcndu de óxd meálc), é, de lnge, p mas cmum de ansses de efe de camp em ccus an dgas quan analógcs. ímbl Canal N (NMO) Canal P (PMO) Funçã Cnla a cene eléca que passa p ele. funçã de V V - Cnsuçã Fne () Óxd (O ) 2 Pa () en () ealmene emnal cp (B) é lgad a fne (). egã de canal n n p Cp (B)

O cnle é basead n camp eléc esabelecd pela ensã aplcada n emnal de cnle.

2 2 Caçã d canal Cnsdee a fgua a segu: () V - () Canal n nduzd () n n p egã de depleçã (B) A ensã V, em um pme mmen, faz as lacunas les da egã d subsa sb a pa seem epeldas, dexand uma egã de depleçã. A ensã psa sb a pa aa eléns das egões n da fne e d den paa a egã d canal. Quand eléns sufcenes eseem sb a pa, canal esaá fmad lgand a fne a den. O al mínm de V paa se fma canal é chamad de ensã de lma (heshld) u V. Opeaçã d anss A peaçã de um MOFET pde se ddda em ês dfeenes egões, dependend das ensões aplcadas sbe seus emnas. Paa MOFET canal n: egã de Ce: quand V < V, nde V é a ensã ene a pa (gae) e a fne (suce). O anss pemanece deslgad, e nã há cnduçã ene den e a fne. Enquan a cene ene den e fne dee dealmene se ze ded à chae esa deslgada, há uma faca cene neda. egã de Td (u egã lnea): quand V > V e V ds < V - V nde V ds é a ensã ene den e fne. O ansís é lgad, e canal que é cad peme flux de cene ene den e fne. O MOFET pea cm um ess, cnlad pela ensã na pa. A cene d den paa a fne é: 2 [ ( V V ) V V ] K, nde 2 K 2 µ n C x W L egã de auaçã: quand V > V e V ds > V - V. O ansís fca lgad, e um canal que é cad peme flux de cene ene den e a fne. Cm a ensã de den é ma d que a ensã na pa, uma pae d canal é deslgad. A caçã dessa egã é chamada de pnch-ff. A cene de den é aga elaamene ndependene da ensã de den (numa pmea apxmaçã) e é cnlada smene pela ensã da pa de al fma que: K V ( V ) 2 OB: Paa anss PMO as equações sã dêncas, lemband que V é nega e as nequações sã nesas.

O al mínm de V paa se fma canal é chamad de ensã de lma (heshld) u V. Opeaçã d anss A peaçã de um MOFET pde se ddda em ês dfeenes egões, dependend das ensões aplcadas sbe seus emnas.

3 3 Em ccus dgas, s MOFETs sã usads smene em mds de ce e de d. O md de sauaçã é usad em aplcações de ccus analógcs. O anss NMO peand na sauaçã cm canal esangulad. () V - Canal n defmad () () - V n Pnch ff n p 0 egã de depleçã (B) O emnal da pa (), p se elecamene slad aaés d xd, pssu cene nula. A cene d den é gual a cene da fne. Cuas Caaceíscas Caaceísca V paamezada p V egã de d 20mA V V 5 8mA 6mA V V 4 egã de sauaçã 4mA 2mA 0mA V V 3 8mA 4mA V V - V V V 2 egã de ce (V V ) 2mA V V 2V 4V 6V 8V 0V V

() V - Canal n defmad () () - V n Pnch ff n p 0 egã de depleçã (B) O emnal da pa (), p se elecamene slad aaés d xd, pssu

4 4 Obseaçã: O gáfc da caaceísca V msa que a cene d den pssu uma lee dependênca lnea cm V na egã de sauaçã. Essa dependênca pde se cnsdeada analcamene pela ncpaçã d fa (λv ) na equaçã de, nde λ /V A, cm se segue: 2 ( V ) ( λv ) K V Onde λ é um paâme d MOFET. V A é uma ensã psa semelhane a ensã Ealy d TBJ, cm msa segune fgua: Caaceísca V (ma) V V (V)

Essa dependênca pde se cnsdeada analcamene pela ncpaçã d fa (λv ) na equaçã de, nde λ /V A, cm

5 5 Plazaçã O em plazaçã sgnfca a aplcaçã de ensões C em um ccu paa esabelece ales fxs de cene e ensã. O Pn de plazaçã (pn quescene) dee se lcalzad na egã aa e den ds ales máxms pemd. Equações mpanes n pje d ccu de plazaçã. ( V ) 2 K V 0 Paa a plazaçã d MOFET em uma sua egã de sauaçã, as segunes cndções deem se sasfeas: V > V V > V V OB: A equaçã da cene de den pde fnece ds ales de V. esses ales, apenas um aendeá as cndções paa a plazaçã da egã de sauaçã, u al nã em sgnfcad físc. e s ds ales de V nã aendeem as cndções, sgnfca que anss nã esá em sua egã de sauaçã. Ccus de Plazaçã Exempl : 5V Pjee ccu de md que anss pee cm 0,4 ma e V V. O anss NMO em V 2V e K 0,4 ma/v 2. upnha que λ 0. V V V -5V

( V ) 2 K V 0 Paa a plazaçã d MOFET em uma sua egã de sauaçã, as segunes cndções deem se sasfeas: V > V V > V V OB: A equaçã da cene de den pde fnece ds ales de V.

6 6 Tems que: V kω 0,4 0 que sgnfca peaçã na egã de sauaçã, pan: K V ( V ) 2 ( V 2) 2 0,4 0,4 3 Essa equaçã d segund gau pduz ds ales de V, V e 3V. O pme al nã em sgnfcad físc, ps ele é men que V. Pan V 3V. esse md ems que: V V ( 5) 3 5kΩ 3 0,4 0 Exempl 2: V 0V 00KΩ 6KΩ C 2 eemne das as ensões ds nós e as cenes nas malhas. upnha V V e K 0,5 ma/v 2. upnha λ 0. C V 0 V V 2 V 00KΩ 6KΩ Paa análse C, X C X C2 Cm a cene na pa é nula, pdems faze ds de ensã e 2 : 00 V 0 5V , 05mA 00 00

esse md ems que: V V ( 5) 3 5kΩ 3 0,4 0 Exempl 2: V 0V 00KΩ 6KΩ C 2 eemne das as ensões ds nós e as cenes nas malhas.

7 7 Cm essa ensã psa na pa, anss NMO esá em cnduçã. Mas nã pdems deemna se ele pea na egã de d u sauaçã. Pdems sup uma peaçã na egã de sauaçã e efca a aldade da supsçã. A ensã na fne é: V 5 6 Pan, é dad p: K V ( V ) 2 ( 5 6 ) 2 0, A equaçã de segund gau pduz ds ales paa : 0,89 ma e 0,5 ma. O pme al nã em sgnfcad físc ps pduz uma ensã de fne ma que a ensã de pa. Pan: 0, 5mA V 0,5 6 3V V 5 3 2V V 0 6 0,5 7V Cm V > V V, anss esá ealmene peand na sauaçã. Exempl 3: V 5V C 2 C V V 0 V V 2 2 Pjee ccu de md que anss pee na sauaçã cm 0,5 ma e V 3V. upnha anss PMO end V -V e K 0,5 ma/v 2. upnha λ 0. Paa análse C, X C X C2 Pdems escee: K V ( V ) 2 [ V ( ) ] 2 0,5 0,5

O pme al nã em sgnfcad físc ps pduz uma ensã de fne ma que a ensã de pa. Pan: 0, 5mA V 0,5 6 3V V 5 3 2V V 0 6 0,5 7V Cm V > V V, anss esá ealmene peand na sauaçã.

8 8 Cm V dee se nega (V < V ), a únca sluçã que faz send físc é V -2V. Cm a ensã na fne é 5V, a ensã na pa dee se 3V. essa fma, ems ds de ensã: Uma pssíel sluçã sea 2MΩ e 3MΩ 2. O al de pde se encnad p: V 3 kω 0,5 6 A peaçã n md de sauaçã seá manda aé pn em que V excede V p V, que é: V 3 4V max A máxma essênca seá dada p: 4 8kΩ 0,5 Exempl 4: Pjee ccu paa be uma cene 80 µa. upnha anss NMO end V 0,6V e K 0,5 ma/v 2. upnha λ 0. Cm V 0, V V anss esá peand na sauaçã, dessa fma: K V ( V ) 2 V V K 0,08 V 0,6 V 0,5 A ensã de den seá: V V V O al de seá: V V 3 25kΩ 0,08

O al de pde se encnad p: V 3 kω 0,5 6 A peaçã n md de sauaçã seá manda aé pn em que V excede V p V, que é: V 3 4V max A máxma essênca seá dada

9 9 Execíc: Pjee ccu paa plaza anss cm cene de den 2 ma e V gande sufcene paa pem uma excusã máxma d snal de 2 V n den. upnha que anss NMO enha V,2 V e K,6 ma/v 2. Use 22 MΩ cm ma ess da malha de ealmenaçã.

10 0 MOFET - Mdel AC Assm cm TBJ, MOFET ambém pde se epesenad p um mdel paa descee, de manea smplfcada, sua peaçã AC. Elemens de ccu Mdel π -híbd Mdel paa alas feqüêncas C C g m 0 -

11 Mdel paa baxas feqüêncas (smplfcad) - g m / e 0 gm V 2 K ( V V ) 2 K 2 V V e gm V A V A λ Na apesenaçã d mdel π -híbd (smplfcad) / e 0-0 B / e 0 e e

12 2 Mdel de pequens snas: 0 e Análse paa pequens snas de ccus cm um anss Exempl 5: V CC 0 C 2 C Na Banda de neesse, XC e XC 2 esã em cu e paa análse ncemenal (AC) da fne de ensã cnsane esá em cu cm emnal cmum.

13 3 x 2 Z 0 Z e Paâmes mpanes d ccus mpedânca de enada (Z ) mpedânca de saída (Z 0 ) anh de ensã (A ) anh de cene (A ) eemnaçã ds paâmes. mpedânca de enada (Z ) P nspeçã da fgua acma, ems: nde / é ganh de ensã A, dessa fma: ( A ) Pan: Z A

14 4 mpedânca de saída (Z 0 ) Namene, p nspeçã da fgua acma, a mpedânca de saída d ccu é gual à: Ne que paa deemnaçã de Z 0 as ensões ndependenes, n cas smene, sã clcadas em cu cm ea. A cene x é msada paa edenca que esa sea a cene que uma fne de ensã ( 0 ) cnecada a saída fnecea a ccu cm uma mpedânca de saída Z 0. anh de ensã (A ) a fgua ems: e 2 e e // // e Z A anh de cene (A ) efnnd a cene de saída cm a cene, ems: Z, dnd as duas equações ems: Z Z A A Z // //

A cene x é msada paa edenca que esa sea a cene que uma fne de ensã ( 0 ) cnecada a saída fnecea a ccu cm uma

15 5 Execíc: 0K 5V eemne (a) Z, (b) A, (c) Z e A. upnha que anss NMO enha V,5 V, K 0,25 ma/v 2 e V A 50 V. Na Banda de neesse, XC e XC 2 esã em cu. 0M C 2 C Pmeamene deems aala pn de peaçã cc d ccu cm segue: K V ( V ) 2 ( V,5 ) 2 0,25 Cm a cene em é nula ems que V V. Assm ems: (,5 ) 2 0,25 () V Além dss, V 5 0 (2) eslend as equações () e (2) junas, bems:,06ma V 4,4V (A ua sluçã da equaçã quadáca nã é fscamene aceáel.) Assm ems: VA 50 47kΩ,06, k Ω e 2K 379 ( V V ) 2 0,25( 4,4,5 )

0M C 2 C Pmeamene deems aala pn de peaçã cc d ccu cm segue: K V ( V ) 2 ( V,5 ) 2 0,25 Cm a cene em é nula ems que V V.

16 6 Mdel AC: x 0M 0 47k 2 0k Z Z,379k (a) eemna Z : Z // // Z 8, 24kΩ (b) eemna A : A Z e A 5, 97V (c) eemna Z : Z V A Z, 34MΩ ( 5,97) (d) eemna A : A Z A 6,34 0 A 5, A A

97V (c) eemna Z : Z V A 6 0 0 Z, 34MΩ ( 5,97)

Documentos relacionados

Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica: Linearidade. Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica: técnicas adicionais de análise

Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica: Linearidade. Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica: técnicas adicionais de análise écncas adcnas de análse neardade Terema da sbrepsçã Transfrmaçã de fnes Teremas de éenn e Nrn Máxma ransferênca de pênca neardade Um ssema lnear erfca as prpredades da: addade: a respsa de um ssema à sma