MOSFET: Polarização do MOSFET Aula 4

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1 MOSFET: Polarização do MOSFET Aula 4 67 Aula Matéria Cap./página 1ª 03/08 Eletrônica PS33 Programação para a Primeira Prova Estrutura e operação dos transistores de efeito de campo canal n, características tensão-corrente. Sedra Cap. 4 p ª 05/08 edução da equação de corrente do MOSFET canal n, resistência de saída na saturação, Exemplo 4.1. Sedra, Cap. 4 p ª 10/08 Características do MOSFET canal p, efeito de corpo, sumário, exercícios. Sedra, Cap. 4 p ª 1/08 Polarização cc. Exemplos 4., 4.5 e 4.6. O MOSFET como amplificador e como chave (apenas destacar a curva de transferência) Sedra, Cap. 4 p ª 17/08 O MOSFET como amplificador, modelo equivalente para pequenos sinais, Exemplo Sedra, Cap. 4 p ª 19/08 Configurações básicas de estágios amplificadores MOS. Conceituação. Fonte comum e fonte comum com resistência de fonte. Sedra, Cap. 4 p ª 4/08 esposta em baixa frequência do fonte comum Sedra, Cap. 4 Sedra, Cap. 4 p ª 6/08 esposta em alta frequência do fonte comum Sedra, Cap. 4 Sedra, Cap. 4 p ª Aula de ExAula avulsa de exercícios (horário 13:00h 15:00h) 1a. Semana de provas (9/08 a 0/09/016) ata: xx/xx/016 (xx feira) Horário: xx:xxh 68 1

2 4ª Aula: O Transistor de Efeito de Campo Polarização do MOSFET - Ao final desta aula você deverá estar apto a: - Analisar circuitos de polarização para MOSFETs - Projetar circuitos para MOSFETS - Explicar a diferença entre as técnicas de análise de circuitos para MOSFETs e para bipolares - Explicar a diferença entre transistores MOS normais (enriquecimento) e MOS tipo depleção 69 Características de Corrente-Tensão do NMOSFET e do PMOSFET (tipo enriquecimento) PMOS (t < 0!!!) NMOS GS < t GS > t

3 egião Triodo: PMOSFET (enriquecimento) Parabólica = k p L GS - t S < 0 e GS < t S ( GS t ) S egião de Saturação: S GS - t < 0 e GS < t = k L GS, S e t < 0 egião de Corte: GS t ou GS - t 0 =0 ( GS t ) ( 1 + λ ) p S Linear ( se S << GS - t ) r S μ C = 1 p μ μ ε ε n(superfície) =450cm /s p(superfície) =100cm /s 1 = 0, / 1 si = 1 10 F / cm μ C p L ( v L GS ( v ) v GS t F cm S (Parâmetro de Transcondutância do processo [A/ ]) με p onde k p = = μ p.c 1 x e λ = A t ) 3

4 Características de Corrente-Tensão do NMOSFET e do PMOSFET tipo Enriquecimento v GS v v t S GS t 1 1 ro = onde λ = λ A v GS v v t S GS t 1 1 ro = onde λ = λ A Perfil de um Circuito ntegrado CMOS 4

5 Exemplo 4. Projete o circuito abaixo para =400 μa e = +0,5, sabendo-se que t =0,7, μ n C = 100 μa/, L = 1 μm e = 3 μm (λ = 0). ( ) ε GS t = μn + S x L (( G S ) t) ( 1 λ ) ε = μn + x L ( 1 λ ( S )) Exemplo 4. Projete o circuito abaixo para =400 μa e = +0,5, sabendo-se que t =0,7, μ n C = 100 μa/, L = 1 μm e = 3 μm (λ = 0). (( G S ) t) ε = μn x L ε (( ) ) G t S = μn x L ( 0,7) ( 1 λ ( S )) 3 GS 400 = ( 100) ( GS 07, ) = ± 05, 1 = 1, = 0 = 1, S G S S SS ( 1, ) ( 5, ) = = = 35, kω 04, 5 (,) 05 = = = 5kΩ 04, G S 5

6 Exemplo 4.4 Projete o circuito abaixo para = 0,1. Qual a resistência efetiva entre dreno e fonte? Considere t = 1 e k n (/L) = 1 ma/ = 01, ( ) = 5 ( 1) = 8 S GS t = 04, ma ou = 0395, ma se não linearizarmos 5 0, 1 = = = 1, 5kΩ 04, S 01, rs = = = 53Ω 0395, k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e 0. 6

7 k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e 0. k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e 0. 7

8 k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e 0. k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e 0. Como resolver esse problema graficamente? 8

9 1 Como resolver esse problema graficamente: As Análises que fizemos anteriormente (resistor, diodo) Aplicando a lei das malhas: =. + = Aplicando a lei das malhas: =. = 1 + (1) Aplicando a lei do resistor: = 1 () (1) 1 resistor () (1) 1 Aplicando a lei do diodo: = S e v / n T () Aplicando a lei das malhas: =. + S = = 10 S E para o MOSFET? (se na região de saturação) (1) Aplicando a lei do MOSFETna saturação: = ( ) GS kn L t () GS 0,333mA = 1,816 = 18kΩ = 4 Q 9

10 esolvendo esse problema graficamente k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e 0. k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e

11 esolvendo esse problema graficamente k n (/L)= k p (/L) = 1 ma/ e tn = - tp = 1. Considerando λ = 0 para ambos, determine N e P e v o para v i = +,5,,5 e