PSI 2223 – Introdução à Eletrônica Programação para a Terceira Prova

Apresentação em tema: "PSI 2223 – Introdução à Eletrônica Programação para a Terceira Prova"— Transcrição da apresentação:

1 PSI 2223 – Introdução à Eletrônica Programação para a Terceira Prova

2 O MOSFET como Amplificador
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 sedr42021_0307.jpg

3 Características de Corrente-Tensão do NMOSFET Tipo Enriquecimento

4 Equações de ID=f(VGS, VDS) de 1a Ordem
NMOSFET Equações de ID=f(VGS, VDS) de 1a Ordem Região Triodo: < vDS  vGS-Vt Linear ( se vDS << vGS-Vt ) Parabólica Região de Saturação: 0< vGS-Vt  vDS (Parâmetro de Transcondu- tância do processo [A/V2]) onde Região de Corte: vGS Vt ou vGS-Vt 0 iD=0

5 NMOS Região de Saturação VDS > VGS − Vt
Limiar entre triodo e saturação: vDS = vGS - Vt MOS saturado! NMOS

6 VDS ≥ VGS − Vt ou VGS ≤ VDS + Vt
Exemplo 4.4 Como operar em saturação? Fazer VDS ≥ VGS − Vt ou VGS ≤ VDS + Vt [ vGS  vDS +Vt ]

7 Operando na Região de Saturação
carga passiva [ vGS  vDS +Vt ] sedr42021_0426a.jpg

8 Operando na Região de Saturação
carga passiva vi [ vGS  vDS +Vt ] sedr42021_0426a.jpg vo

9 Operando na Região de Saturação
vO vI sedr42021_0426a.jpg vO

10 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 ]

11 Região de Saturação: Modelo para grandes sinais

12 Sofisticando o Modelo na Região de Saturação
VA

13 Região de Saturação: Modelo para grandes sinais
Modelo de circuito equivalente para grandes sinais de um NMOSFET operando em saturação incorporando r0

14 O MOSFET como Amplificador
Como amplificador o MOSFET é utilizado na região de saturação carga passiva [ VGS  VDS -Vt ]

15 O MOSFET como Amplificador
Falamos que como amplificador o MOSFET é utilizado na região de saturação inclinação (aproximação)

16 Modelos Equivalentes de Circuitos
Pequenos Sinais Grandes Sinais

17 Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
Pequenos Sinais com ro

18 Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
sedr42021_0438a.jpg Ganho de Tensão

19 Até onde vale o Modelo Equivalente para Pequenos Sinais?
vGS (saturação) >> sedr42021_0438a.jpg Pequenos Sinais!

20 PSI 2223 – Introdução à Eletrônica Programação para a Terceira Prova

21 O MOSFET como Amplificador II
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 sedr42021_0307.jpg

22 Operando na Região de Saturação
carga passiva [ VGS  VDS -Vt ] sedr42021_0426c.jpg

23 Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
Limite com o corte: limite com o corte Limite com o triodo: limite com a triodo

24 Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
sedr42021_0438a.jpg Outras maneiras de expressar gm

25 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: Reta de Carga: VD = 15 – RDID = 15 – 10ID ID = 1,06 mA e VD(S) = VG(S) = 4,4 V

26 O papel do resistor de realimentação RG entre dreno e porta
Saturação: VDS > 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

27 Ex. 4.10: Qual o ganho de tensão?
 iG ≈ 0

28 iG ≈ 0 mas não desconsideramos neste caso!!!
Ex. 4.10: Qual a resistência de entrada? iG ≈ 0 mas não desconsideramos neste caso!!!

29 Devemos manter o MOSFET na saturação:
Ex. 4.10: Qual o maior sinal possível na entrada? Devemos manter o MOSFET na saturação: vDS ≥ vGS − Vt vDSmin = vGSmax − Vt

30 O MOSFET como Amplificador II
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 sedr42021_0307.jpg