SOLUÇÃO DOS EXERCÍCIOS REFERENTES A FET DIVISOE TENSÃO E AUTOPOLARIZAÇÃO ANÁLISE CC. 1.o Para o Amplificador a seguir, calcular : DADOS : I DSS = 6mA V P = - 4 V V DD = 12 V = 1K Pede-se : a) ( I Dq,V GS ). b) V DS V DS R G Solução : Pela figura acima verifica-se que a tensão V GS = 0, pois o terminal fonte do transistor está à terra e o terminal de gate também através do resistor R G. Quando V GS = 0, a corrente I D = I DSS = 6mA. a) V GS = 0 e I D = 6mA. b) V DS = V DD.I D = 12 1K.6mA = 6V. 2.o Para o Amplificador acima se = 1,5K, pode-se afirmar : a) Os dados não são suficientes para afirmar qual é a operação do circuito. b) O amplificador opera na região de saturação. c) O amplificador opera na região de linear. d) A tensão V GS =0, o transistor está cortado. e) Esta configuração fonte comum precisa de resistor de fonte. Solução : V DS = V GS V P = 0 (- 4) = +4 Daí, como V GS 0 O transistor opera na região de saturação.
3.o Para o amplificador a seguir, sabendo-se que opera no ponto de constrição da curva do transistor I D x V DS e são dados : V Z = 3V, = 2K, V P = - 6V e V dd = 10V. pede-se: a) A tensão V GSq. b) A tensão V DS. c) A corrente I DSq. -V dd R S V Z Solução : Pela figura a tensão V GS = - V Z = - 3V. a) V Zq = - 3V. b) No ponto de constrição V DS = V GS V P = - 3 (- 6) = 3V. c) A corrente V DD -V DS 10-3 I Dq = = = 3,5mA. 2K 4.o Para o amplificador a seguir, são dados : I DSS = 10mA, V P = - 4V, R S = 680Ω, = 2KΩ, V DD = 12V, R G = 1MΩ. Pede-se : a) O valor de I Dq e V GSq, solução pelo método gráfico. b) O valor de I Dq e V GSq, solução pelo método algébrico. c) O valor de V DS.
R G R S Solução : O valor de V GSq e I Dq, serão retirados do gráfico a seguir. 10 CURVA DE AUTOPOLARIZACAO Corrente em A 8 6 4 2 reta de carga Q Curva Transferencia Os valores retirados do gráfico, são : V GSq = - 1,9V e I Dq = 2,8mA. b) Método algébrico. Resulta : 0-4 -3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 -0.5 0 Tensao em V R S 2 2(V P. R S V P 2 / 2I DSS ) + V P 2 = 0 V GSq = - 1,89V e I Dq = 2,78mA. (Solução mais adequada). c) V DS = V DD I D (R S + ) = 12 2,78.10-3. (680 + 2000) = 4,54V.
5.o Para o amplificador a FET, são dados : V DD = 12V, I DSS = 8mA, = 1K, R S = 680Ω, V P = - 4V, R B1 = 200K, R B2 = 50K. Pede-se : a) O valor de I Dq e V GSq, solução pelo método gráfico. b) O valor de I Dq e V GSq, solução pelo método algébrico. c) O valor de V DS. R B1 R B2 R S Solução : Pelo método gráfico, a polarização será : a) Método gráfico 10 CURVA DE POLARIZACAO - DIVISOE TENSAO - FET Id - > Corrente em A 5 0 reta de carga Q Curva Transferencia -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 VGS -> Tensao em V V GSq = - 0,9V e I Dq = 4,9mA. b) Método algébrico Pelo método gráfico, os valores de R 2 S + 2.R S.(V P V GG ) 2.V P /I DSS + (V P V GG ) 2 = 0
Daí, I Dq = 4,84mA e V GSq = -0,89V. c) O valor de V DS = V DD I D.(R S + ) = 8,71V. 6.o : Deseja-se projetar um amplificador a FET, cujas características são apresentadas a seguir. O ponto de trabalho do circuito é I D = 2mA e V DS = 5V. Pede-se : a) O valor de V GS b) O valor de R S e. c) Os valores de R B1 e R B2 Obs.: Adotar V G = 3V e I RB1 = I RB2 = 0,1mA e V DD = 12V e V P = -4V e I DSS = 10mA. R B1 R B2 R S Solução : a) I D = I DSS.( 1 V GS /V P ) = I D /I DSS = 1 V GS /V P = 2/10 = 1 V GS / - 4 = V GS = -1,8V V GG - V GS 3 (-1,8) b) V GG = V GS + R S. I D V GG - V GS = R S. I D e R S = = = 2,4K I D 2mA V DD - V DS 12-5 (R S + ) = = = 3,5K = 3,5K 2,4K = 1,1K. I D 2mA c) V GG = R B2. I B2 = R B2 = V GG /I RB2 = 3V/0,1mA = 30K e R B1. I RB2 = 9V/0,1mA = 90K.
7.o Sabendo-se que gm = gm0 = 5mS no circuito amplificador a FET autopolarização e I DSS = 10mA, V P = - 4V,. Pede-se : a) A corrente I D e V GS de operação do circuito Solução : Se gm = gmo, então o ponto de polarização, V GS = 0 e I D = I DSS = 10mA 8.o Calcular a impedância de entrada e de saída do circuito de autopolarização prob.4 e do circuito divisor de tensão prob.5. Solução : a) Autopolarização : Z i = R G e Z O =. Z i = 1M e Z O = 2K. b) Divisor de Tensão : Z i = R B1 // R B2 e Z O =. Z i = 40K e Z O = 1K. 9.o Para o FET, da figura a seguir, são dados V P = - 4V e I DSS = 12mA R G = 1M e = 2K, calcular : a) A corrente I Dq b) A tensão V DSq a) I D = I DSS (1 - V GS /V P ) 2 = 12mA (1-1,5/-4) 2 = 4,7mA. b) V DS = V DD. I D = 12 2K.4,7mA = 2,6V.
10.o Para o circuito a seguir, sabendo-se que = 2K e R S = 1K. São dados : V DD =20V, I DSS = 4,5mA e V P = - 5V, calcular : a) A corrente I D b) A tensão V DS c) A tensão no dreno. d) A tensão na fonte Pelo circuito como V GS = 0V então a) I D = I DSS = 4,5mA. b) V DS = V DD (R S + )I D = 20V (2K + 1K).4,5mA V DS = 6,5V. c) V D = V DS + R S.I D = 6,5 + 1K.4,5mA = 11V. d) V S = R S I D = 1K.4,5mA = 4,5V. 11.o Para o circuito a seguir são dados : I DSS = 6mA, V P = - 6V, = 2,2K, R S = 0,39K e V DD = 14V, calcular : a) O valor de V GSq e I Dq. b) O valor da tensão de fonte. 20 CURVA DE AUTOPOLARIZACAO Corrente em A 15 10 5 reta de carga Curva Transferencia Q 0-6 -5-4 -3-2 -1 0 Tensao em V Do gráfico podemos retirar os valores de V GSq e I Dq. a) V gsq = - 1,4V e I Dq = 3,55mA. b) A tensão V S = 0,39K.3,55mA = 1,4V.
12.o Para o circuito da figura a seguir, são dados V DD = 16V, I DSS = 6mA, V P = - 6V, = 2,2K, R S = 2,2K, pede-se : a) I Dq e V GSq b) V DSq e V S. 6 CURVA DE POLARIZACAO - TENSAO VSS - FET Do gráfico, temos : a) I Dq = 2,7mA e V GSq = - 2,0V. Id - > Corrente em A 4 2 Curva Transferencia Q reta de carga 0-6 -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 VGS -> Tensao em V b) V DSq = V DD (R S + )I D + V SS V DSq = 16 (2.2 + 2.2).2,7 + 4 = 8,12V. c) V S = 2,2K.2,7 4 = 1,94V. Problemas Recomendados do livro texto Dispositivos Eletrônicos e teoria de circuitos 8.a ed. Boylestad, Nashelsky. pág. 354 probls. 1,,3,,5,7,9,11,13,15.