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Na 24ª Aula: O MOSFET como Amplificador
Ao final desta aula você deve ter se tornado apto a:
- Distinguir a aplicação do MOSFET polarizado no corte, na regiãotriodo e na região de saturação
- Explicar a utilização do MOSFET como amplificador quando opera naregião de saturação
- Empregar o Modelo para pequenos sinais para calcular o ganho de tensão em amplificadores como MOSFET
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
)VV.(LW.k
VIg tGSn
GS
DSm
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
)VV.(LW.k
VI
g tGSnGS
DSm
2
VVLWkI
2tGS
nD
D
Ao I
Vr
)////( LoDmgs
dV RrRg
vvA
Ganho de Tensão
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
24ª Aula: 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 as configurações básicas de amplificadores MOSFETempregados 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
EquaEquaçções de Iões de IDD=f(V=f(VGSGS, V, VDSDS) de 1) de 1aa OrdemOrdem
• Região Triodo: 0< VDS VGS-Vt
2VVVV
LW kI
2DS
DStGSnD
• Região de Saturação: 0< VGS-Vt VDS
2
VVLWkI
2tGS
nD onde oxn
ox
oxn .Cμxεμ
nk(Parâmetro de Transcondu-
tância do processo [A/V2])
NMOSFETNMOSFET
• Região de Corte: VGS Vt ou VGS-Vt 0 ID=0
)(
)(
tGSoxnDS
DStGSoxnD
VvLWCr
vVvLWCI
1
Linear ( se VDS << VGS-Vt )Parabólica
)////( LoDmgs
dV RrRg
vvA
Ganho de Tensão
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
)VV.(LW.k
VI
g tGSnGS
DSm
D
Ao I
Vr
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
2
V)(VLWkI
2tGS
D
gsn
v (saturação)
22
21
21
GSnGSnn vvLWkVV
LWkVV
LWkI tGStGSD
vGS
>>
GSnGSn vv tGS VVLWk
LWk 2
21 tGS VV 2GSv
Pequenos Sinais!
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
.LW.kg nm DI 2
gmtGS
D
VVI
2
)VV.(LW.k
VI
g tGSnGS
DSm
D
Ao I
Vr
tGS VV 2GSv
Pequenos Sinais!
Outras maneiras de expressar gm
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
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?
ID 12 0, 25(VGS 1, 5)2
VD = 15 – RDID = 15 – 10ID
ID = 1,06 mA e VD = 4,4 V
O papel do resistor de realimentação RGentre dreno e porta
ID mais constante
carga passivaSaturação: VDS > VGS − Vt
VGS = VDS = VDD − RDID
VDD = VGS + RDID
Se ID tende a aumentar, VGS diminui, forçando IDa diminuir. E vice-versa
2
VVLWkI
2tGS
D n
Ex. 4.10: Qual o ganho de tensão?
V/mA725,0 )5,14,4(25,0
)(
tGSnm VV
LWkg
k4706,1
50
D
Ao IVr
)////( oLDgsmo rRRg vv
iG ≈ 0
V/V3,3)47//10//10(725,0
)////(
oLDmi
o rRRgvv
Ex. 4.10: Qual a resistência de entrada?
iG ≈ 0
M33,23,4
103,4)3,3(1
1
G
i
G
i
i
o
G
i
RR
Rvv
vvv
Goii Ri /)( vv
Ex. 4.10: Qual o maior sinal possível na entrada?
Devemos manter o MOSFET na saturação:vDS≥ vGS − Vt ou vDSmin = vGSmax − Vt
Vvvv
VvVvAV
i
ii
tiGSivDS
34,05,14,43,34,4
Configurações Básicas de Amplificadores MOS em Circuitos Integrados
ID mais constante
carga passivacarga passiva
Configurações Básicas de Amplificadores MOS em Circuitos Integrados
ID mais constante
carga ativacarga passiva
carga passiva
ID total// constante