O MOSFET como Amplificador

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PSI 2223 Introdução à Eletrônica Programação
para a Terceira Prova
2
21ª Aula O MOSFET como Amplificador

• Ao final desta aula você deverá estar apto a
• Explicar a utilização do MOSFET como
  amplificador quando opera na região de
  saturação
• Empregar o Modelo para pequenos sinais para
  calcular o ganho de tensão em amplificadores
  como MOSFET

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Características de Corrente-Tensão do NMOSFET
Tipo Enriquecimento
4
Equações de IDf(VGS, VDS) de 1a Ordem
NMOSFET

• Região Triodo 0lt vDS ? vGS-Vt

Linear ( se vDS ltlt vGS-Vt )
Parabólica

• Região de Saturação 0lt vGS-Vt ? vDS

(Parâmetro de Transcondu- tância do processo
A/V2)
onde

• Região de Corte vGS? Vt ou vGS-Vt ?0

iD0
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Região de Saturação
VDS gt VGS - Vt
Limiar entre triodo e saturação vDS vGS - Vt
MOS saturado!
NMOS
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Exemplo 4.4 Como operar em saturação?
Fazer
VDS VGS - Vt ou VGS VDS Vt
vGS ? vDS Vt
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Operando na Região de Saturação
carga passiva
vGS ? vDS Vt
8
Operando na Região de Saturação
carga passiva
vi
vGS ? vDS Vt
vo
9
Operando na Região de Saturação
vO
vI
vO
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O MOSFET como Amplificador

• Como amplificador o MOSFET é utilizado na região
  de saturação

carga passiva

• Será que podemos analisar esse comportamento
  matematicamente na região de saturação?

VGS ? VDS -Vt
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Região de Saturação Modelo para grandes sinais
12
Sofisticando o Modelo na Região de Saturação
VA
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Modelo de circuito equivalente para grandes
sinais de um NMOSFET operando em saturação
incorporando r0
Região de Saturação Modelo para grandes sinais
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O MOSFET como Amplificador

• Como amplificador o MOSFET é utilizado na região
  de saturação

carga passiva
VGS ? VDS -Vt
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O MOSFET como Amplificador

• Falamos que como amplificador o MOSFET é
  utilizado na região de saturação

inclinação (aproximação)
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Modelos Equivalentes de Circuitos
Pequenos Sinais
Grandes Sinais
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Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos
Sinais
Pequenos Sinais
Pequenos Sinais com ro
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Ganho de Tensão
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos
Sinais
19
Até onde vale o Modelo Equivalente para Pequenos
Sinais?
(saturação)
gtgt
Pequenos Sinais!
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PSI 2223 Introdução à Eletrônica Programação
para a Terceira Prova
21
21ª Aula Parte II O MOSFET como Amplificador
II

• Ao final desta aula você deverá estar apto a
• Empregar o Modelo para pequenos sinais para
  calcular o ganho de tensão em amplificadores
  como MOSFET
• Identificar a condição em que se considera um
  sinal como de pequena amplitude

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Operando na Região de Saturação
carga passiva
VGS ? VDS -Vt
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Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos
Sinais
Limite com o corte
limite com o corte
Limite com o triodo
limite com a triodo
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Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos
Sinais
Outras maneiras de expressar gm
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Ex. 4.10 Amplificador MOSFET fonte comum
empregando um resistor de realimentação
dreno-porta Qual o ganho de tensão? Qual a
resistência de entrada? Qual o maior sinal
possível na entrada?
?Calcular POLARIZAÇÃO ( ID, VDS , VGS)
?Calcular PEQ. SINAIS ( Av, Rin, Rout)
FET
VD  15  RDID  15  10ID
Reta de Carga
ID  1,06 mA e VD(S)  VG(S) 4,4 V
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O papel do resistor de realimentação RG entre
dreno e porta
Saturação VDS gt VGS - Vt
? RG garante saturação, pois VDS VGS !!!
carga passiva
FET
VDS VDD - RDID OU
Reta de Carga
VDD VGS RDID
? Se ID tende a aumentar, VGS diminui, forçando
ID a diminuir. E vice-versa
ID mais constante
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Ex. 4.10 Qual o ganho de tensão?
iG 0
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Ex. 4.10 Qual a resistência de entrada?
iG 0 mas não desconsideramos neste caso!!!
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Ex. 4.10 Qual o maior sinal possível na entrada?
Devemos manter o MOSFET na saturação
vDS vGS - Vt
vDSmin vGSmax - Vt
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22ª Aula O MOSFET como Amplificador II

• Ao final desta aula você deverá estar apto a
• Identificar as configurações básicas de
  amplificadores MOSFET empregados em Circuitos
  Integrados
• Explicar a necessidade de polarizar para ID
  constante
• Determinar o ganho de tensão nas configurações
  fonte comum, porta comum e dreno comum