PSI 2223 – Introdução à Eletrônica Programação para a Terceira Prova

1. 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

3. Características de Corrente-Tensão do NMOSFET Tipo Enriquecimento

4. NMOSFET Equações de ID=f(VGS, VDS) de 1a Ordem • Região Triodo: 0< 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. Região de Saturação VDS > VGS− Vt Limiar entre triodo e saturação:vDS = vGS - Vt MOS saturado! NMOS

6. Exemplo 4.4Como 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 ]

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

9. Operando na Região de Saturação vO vI 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 saturaçãoincorporando 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 Pequenos Sinais com ro

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

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

20. 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

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

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. Pequenos Sinais! Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais 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 RGentre 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. Ex. 4.10: Qual a resistência de entrada? iG≈ 0 mas não desconsideramos neste caso!!!

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

30. 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