módulo 8 - transistores de efeito de campo-1
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Ano letivo 2012|2013
DISCIPLINAELETRICIDADE E ELETRÓNICA Módulo 8 | Transístores de Efeito de Campo
TÉCNICO DE PROFISSIONAL DE ELETRÓNICA, AUTOMAÇÃO E COMPUTADORES| P1AC1
ESCOLA SECUNDÁRIA DE
FONTES PEREIRA DE MELO
PROFESSORA ANA CRISTINA ALMEIDA
Ano letivo 2012|2013
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Módulo 8 | Transístores de Efeito de campo
• Transístor de efeito de campo: JFET.• Transístor de efeito de campo: MOSFET.• TIRISTORES.
CONTEÚDOS
Ano letivo 2012|2013
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Módulo 8 | Transístores de Efeito de campo
• Compreender a estrutura e o funcionamento do JFET. • Conhecer tipos de polarização de um JFET. • Dimensionar amplificadores com JFET.
• Conhecer tipos de polarização de um MOSFET. • Dimensionar amplificadores com MOSFET.
• Caracterizar a estrutura e o princípio de funcionamento do TIRISTOR.
• Identificar as variantes dos TIRISTORES.
• Implementar circuitos com JFET, MOSFET e TIRISTORES.
OBJETIVOS
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoINTRODUÇÃO
Ano letivo 2012|2013
A invenção do transístor foi um marco para engenharia eletrónica e elétrica, assim como para toda a humanidade.Com o desenvolvimento dos transístor foi possível a construção de equipamentos verdadeiramente portáteis, funcionando apenas com pilhas e baterias.
O reduzido volume deste componentes,
A possibilidade de associação para implementar funções
analógicas ou digitais;
A grande maioria dos circuitos eletrónicos emprega um ou
milhares deste componentes,
proporcionou um desenvolvimento sem igual na industria de
equipamentos electroelectrónicos.
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores com Efeito de CampoINTRODUÇÃO
Ano letivo 2012|2013
Existem dois tipos de transístores: Transístores bipolares – baseiam-se em dois tipos de cargas [lacunas e eletrões] e são amplamente utilizados em circuitos lineares; Transístores unipolares – baseiam-se num tipo de carga [lacunas ou eletrões].
TRANSÍSTORES BIPOLARES
TRANSÍSTORES UNIPOLARES
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoINTRODUÇÃO
Ano letivo 2012|2013
O que são transístores de Efeito de campo??São transístores cujo parâmetro de controlo é um campo elétrico [tensão] aplicado na porta [Gate] do transístor .
Transístor de Efeito de Campo - TEC
PORTUGUÊS
Field Effect Transistor - FET INGLÊS
Este tipo de transístor depende de um só tipo de carga, daí o nome unipolar.
Há dois tipos básicos:
Transístor de efeito de campo de Junção [JFET – Junction Field Effect
Transistor];
Transístor de efeito de campo de Óxido Metálico [MOSFET]
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Transístores de Efeito de CampoJFET VS BJT
Ano letivo 2012|2013
O transístor BJT é constituído por três zonas, às quais foram dados os nomes de:
Emissor, Base e Coletor.
TRANSÍSTOR BJT O transístor JFET é constituído
por três terminais, aos quais foram dados os nomes de:
Fonte [Source - S], Porta [Gate - G] e Dreno [Drain - D].
TRANSÍSTOR JFET
Base
Coletor
Emissor
Porta
Dreno
Fonte
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Transístores de Efeito de CampoJFET VS BJT
Ano letivo 2012|2013
O BJT é bipolares, isto é, tem os dois tipos de cargas elétricas em simultâneo: [eletrões e lacunas].Existem dois tipos de BJT:
Transístor NPN Transístor PNP
TRANSÍSTOR BJT O JFET é unipolar, isto é, tem
apenas um tipo de carga elétrica [Só eletrões, ou só lacunas].Existem dois tipos de JFET:
JFET de canal N [eletrões] JFET de canal P [lacunas]
TRANSÍSTOR JFET
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Transístores de Efeito de CampoJFET VS BJT
Ano letivo 2012|2013
Assim, o JFET tem as seguintes particularidades:1. O controlo da Porta é feito por tensão [e não por corrente, como
acontece com o BJT]2. A sua impedância de entrada é muito mais elevada do que a do
BJT, portanto, com menor consumo. O JFET tem valores de impedância de entrada superiores, entre 108 e 1011 ohms, enquanto o BJT não ultrapassa 105Ohms.
3. É menos sensível à variação de temperatura.4. Permite uma maior miniaturização, como Mosfet, o que é
bastante importante no fabrico de circuito impresso.5. O ganho, como amplificador, é, no entanto, bastante inferior ao
do BJT.Em conclusão: Cada um dos transístores - JFET e BJT- tem o seu campo de aplicação próprio, sendo escolhido cada um deles em função das aplicações especificas.
SEMELHANÇAS & DIFERENÇAS IMPORTANTES
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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A gate [porta] é formada pela ligação das duas zonas tipo P, colocadas de ambos os lados da barra semicondutor e ligadas eletricamente entre si.A região entre elas forma o CANAL, por onde circularão os portadores maioritários, depois de se aplicar uma tensão entre o dreno e fonte, UDS.
CONSTITUIÇÃOUm JFET de canal N é basicamente constituído por uma barra de semicondutor do tipo N com contactos nas extremidades [Dreno e Fonte].
Um dispositivo de canal p obtém trocando os tipos de semicondutores: barra de silício tipo P e zonas para a porta tipo N.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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Dá-se o nome de Canal ao trajeto entre o Dreno D e a Fonte S, passando entre as portas G.
CONSTITUIÇÃO
O JFET-N ou JFET de canal N é, por isso, constituído por duas junções: NP [Dreno-Porta] e PN [Porta-Fonte].
O funcionamento dos dois JFETs [N e P] é semelhante, com a diferença de as polaridades das alimentações das duas junções serem contrárias e, por isso, os sentidos do movimento das cargas elétricas serem também contrários.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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No transístor bipolar BJT liga-se uma fonte de alimentação entre o Coletor e o Emissor, polarizando inversamente a junção Coletor-Base.
No transístor unipolar JFET liga-se uma fonte de alimentação entre o Dreno e a Fonte polarizando também inversamente a junção Dreno-Porta.
FUNCIONAMENTOO funcionamento do JFET tem muitas semelhanças com o do transístor bipolar .
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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No transístor BJT, aplica-se uma tensão entre a base e o Emissor, polarizando diretamente a junção Base-Emissor.
No transístor JFET, aplica-se uma tensão entre a Porta e a Fonte polarizando inversamente a junção Porta-Fonte, contrariamente ao BJT.
FUNCIONAMENTOO funcionamento do JFET tem muitas semelhanças com o do transístor bipolar .
Esta é a principal diferença no funcionamento dos dois transístores :no transístor JFET a junção Porta-Fonte é polarizada inversamente.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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Comparando os dois transístores, pode-se dizer que o Coletor C está para o Dreno D, assim como o Emissor E para a Fonte S, assim como a Base B está para a Porta G.
FUNCIONAMENTOO funcionamento do JFET tem muitas semelhanças com o do transístor bipolar .
Transístor BJT Equivalente
Transístor JFET
Coletor C Dreno D
Emissor E Fonte S
Base B Porta G
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Se fecharmos o interruptor K1, com K2 aberto, estabelece-se um circuito elétrico fechado [malha 1- Sentido convencional da corrente] pelo interior do JFET, desde o Dreno D até à Fonte S, pelo canal N.
A intensidade de corrente ID [corrente de Dreno] que é praticamente igual à corrente de Fonte IS, é limitada pela resistência RD e pela resistência interna do JFET RDS.
FUNCIONAMENTO
DSD
DDSD RR
UII
Quando K2 está
aberto!
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Se, agora, fecharmos também K2, a junção Gate-Source GS fica polarizada inversamente, pelo que vai circular uma pequena corrente IG [sentido convencional da
corrente] pela malha 2.
FUNCIONAMENTO
Conforme vimos anteriormente, quando polarizada inversamente, verificava-se que a zona de depleção ou zona de cargas eletrostáticas aumentava, pelo que, no caso do JFET, o canal N, entre as duas zonas P, vai diminuir. O estreitamento do canal N vai dificultar a passagem de cargas elétricas entre Dreno e Fonte, pelo que a corrente ID vai diminuir.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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Se aumentarmos, negativamente, o valor de UGS, o canal N estreita ainda mais e a corrente ID diminui ainda mais.
Vai haver, por isso, um valor de UGG que corta completamente a passagem da corrente ID entre Dreno e Fonte. A essa tensão dá-se o nome de tensão UGScorte.
FUNCIONAMENTO
Conclui-se, portanto, que a corrente ID é controlada pela tensão aplicada à porta G do JFET. A corrente IG tem um valor muito baixo [da ordem dos microamperes], pois a junção GS está polarizada inversamente. Disse, por isso, que a impedância de entrada Zi, do JFEF é muito elevada [da ordem dos megaohms].
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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Analogia entre um JFET e uma torneira.
A torneira é a Porta do JFET, permitindo que o fluxo passe de cima para baixo, com maior ou menor caudal.
FUNCIONAMENTO
As duas das principais diferenças entre o JFET e o BJT são:
1. O BJT é controlado pela corrente de Base IB, enquanto o JFET é
controlado pela tensão UG aplicada à Porta.
2. No BJT a impedância de entrada Zi tem um valor médio bastante
inferior à do JFET. [O JFET tem Alta impedância de entrada]
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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SÍMBOLOS
Símbolo gráfico do JFET a) Canal N b) Canal P
Em muitos JFETs [funcionando em baixa frequência], podem trocar-se os terminais D e S, pois eles funcionam da mesma forma. No entanto, em alta frequência, isso já não é conveniente, visto que o seu comportamento será bastante diferente.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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CURVAS CARACTERÍSTICAS
As curvas caraterísticas de Dreno relacionam a corrente de dreno ID com a tensão UDS aplicada entre o Dreno e a Fonte, para diferentes tensões UGS aplicadas entre a Porta e a Fonte.
A junção Porta-Fonte tem de ser polarizada inversamente para a porta possa controlar o funcionamento do JFET. Se polarizássemos diretamente a junção porta-Fonte, a corrente atingirá rapidamente valores elevados, queimando o JFET, tal como acontece se polarizarmos diretamente um Díodo e aumentarmos a tensão.
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CURVAS CARACTERÍSTICAS
As curvas caraterísticas de Dreno relacionam a corrente de dreno ID com a tensão UDS aplicada entre o Dreno e a Fonte, para diferentes tensões UGS aplicadas entre a Porta e a Fonte.
Vimos já que quanto mais negativa for a tensão UGG aplicada, mais o canal estreita e, portanto, mais diminuía corrente lD, até se anular completamente. Isto quer dizer que quanto menos negativo for UGG, maior será ID.É isso que acontece quando se aplica, à Porta do JFET uma tensão nula, UGG=0V, ou seja, a intensidade atinge o valor máximo IDSS [corrente máximo de Dreno].
Claro que, se UGG > 0, então as correntes IG e ID serão mais elevadas, correndo-se mesmo o risco de o componente se queimar.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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CURVAS CARACTERÍSTICASPara traçar as curvas caraterísticas de Dreno, utiliza-se dois
esquemas representados: Com UGS=0V, [curto circuitando a
porta G e a Fonte S], vamos variando a tensão UDD aplicada, variando assim igualmente a tensão UDS.Á medida que UDS aumenta, ID também aumenta proporcional e linearmente, até a um valor máximo IDSS [corrente máxima de dreno], atingindo-se a saturação do JFET.
Por mais que se aumente a UDS aplicada, a intensidade ID já não aumenta mais, porque o canal foi estreitando, em virtude de as camadas de depleção terem alargado, impedindo o aumento da corrente [as duas camadas praticamente tocam-se entre si]. Conclui-se, portanto, que o canal estreita de duas formas:
aumentando UGS (negativamente) ou aumentando UDS.
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CURVAS CARACTERÍSTICASCurvas caraterísticas de Dreno, para
UGS=0VA tensão UDSmáx [tensão de disrupção] é o valor máximo de tensão entre Dreno e Fonte que se pode aplicar ao JFET, sem que ele queime.A partir desse valor, ID sobe verticalmente, queimando o transístor.
A intensidade ID atinge o valor máximo IDSS quando a tensão UDS atinge o valor UP [tensão de pinch-off ou tensão de estrangulamento]:
UDSmáx
PDSDSSD UUII Os valores IDSS e UP [para
UGS=0V] são obtidos no Datasheet do componente.
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CURVAS CARACTERÍSTICASCurvas caraterísticas de Dreno, para
UGS=0V
Existem duas zonas de funcionamento:Na zona ativa [de saturação] - o JFET funciona como um gerador de corrente constante.Na zona linear, o JFET funciona como uma resistência linear [de valor constante, para cada UGS], cujo valor e obtido pela expressão:
Zona ativa
Zona linear
DSS
PoDS I
UR ,
RDS,0 – Resistência entre Dreno e Fonte, para UGS=0V
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CURVAS CARACTERÍSTICASCurvas caraterísticas de Dreno, para
UGS=0V
Na zona linear [Região Óhmica], seja qual for o ponto de funcionamento Q, a resistência RDS, tem sempre o mesmo valor [obtido a partir das caraterísticas indicadas no datasheet do componente].Na zona de saturação, a resistência RDS aumenta bastante devido ao estreitamento do canal.
CURVAS CARATERÍSTICAS, PARA DIFERENTES TENSÕES UGS, APLICADAS A UM DADO JFET.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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Por análise da figura, conclui-se:
Quanto mais negativa for a tensão UGS, menor será a corrente de Dreno ID. Para UGS=-4V, a corrente de Dreno ID é praticamente igual a zero. A esta tensão UGS [que corta a corrente de dreno do JFET] dá-se o nome de tensão de corte Porta-Fonte, UGScorte.
CURVAS CARATERÍSTICAS, PARA DIFERENTES TENSÕES UGS, APLICADAS A UM DADO JFET.
0, DcorteGSGS IUU
No gráfico:
UGS,corte=-4V e UP=4V, logo UGS,corte=-UP
CURVAS CARACTERÍSTICAS
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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Cálculo da Resistência RDS
Nota
Isto é, o JFET pode funcionar como uma resistência variável, como se fosse um reóstato, por variação de UGS, desde que funcione na zona linear, onde se verifica que UDS < UP.
DSS
PoDS I
UR ,
RDS,0 – Resistência entre Dreno e Fonte, para UGS=0V
2
0,
)1(P
GS
DSDS
UUR
R
Para tensões UGS≠0, a resistência linear RDS é obtida pela expressão:
CURVAS CARACTERÍSTICAS
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8 Ano letivo 2012|2013
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO | 1Um JFET tem os seguintes valores característicos: IDSS=10 mA e UP=5V. Calcule o valor da resistência RDS na zona linear, quando se aplicam ao JFET as seguintes tensões na Gate:
a) UGS= 0Vb) UGS= -2Vc) UGS= -5V
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Característica de Dreno
2
0,
)1(P
GS
DSDS
UUR
R
DSS
PoDS I
UR ,
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8 Ano letivo 2012|2013
Construa uma tabela de valores de RDS [para o JFET com os seguintes valores característicos: IDSS=10 mA e UP=5V], variando UGS de -0,5V em -0,5V.Verifique que o JFET pode ser utilizado como um potenciómetro.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
2
0,
)1(P
GS
DSDS
UUR
R
DSS
PoDS I
UR ,
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO | 2
Característica de Dreno
UGS RDS [Ω]
0V
-0,5V
-1
-1,5V
-2V
-2,5V
UGS RDS [Ω]
-3V
-3,5V
-4V
-4,5V
-5
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
CURVAS DE TRANSCONDUTÂNCIA [OU DE TRANSFERÊNCIA]São curvas que relacionam uma grandeza de entrada com uma grandeza de saída.No caso de JFETAs curvas de Transcondutância relaciona a corrente ID com a tensão aplicada à porta do JFET [UGS]. Permite, com isso, compreender a forma como a porta (entrada) do JFET controla a saída [Dreno e Fonte] deste componente.
Verificam-se as duas situações limite:
Quando UGS=UGS,corte , tem-se ID=0
Quando UGS=0 , tem-se ID=IDSS
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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CURVAS DE TRANSCONDUTÂNCIA [OU DE TRANSFERÊNCIA]São curvas que relacionam uma grandeza de entrada com uma grandeza de saída.Os pontos intermédios do gráfico [Q1, Q2, Q3,Q4 e Q5] são obtidos por uma expressão matemática [Equação de Shockley]:
em que ID varia inversamente com a tensão UGS aplicada.
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
Ao variar UGS, varia-se e controla-se a corrente de Dreno, ID.
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
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CURVAS DE TRANSCONDUTÂNCIA [OU DE TRANSFERÊNCIA]São curvas que relacionam uma grandeza de entrada com uma grandeza de saída.A partir da expressão matemática [Equação de Shockley], obtém-se a seguinte expressão, agora em ordem a UGS.
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
)1.(,DSS
DcorteGSGS I
IUU [com UGS,corte=-UP]
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
CURVAS DE TRANSCONDUTÂNCIA [OU DE TRANSFERÊNCIA]
Certos componentes têm tolerâncias [1%, 5%, 10%, etc.] nos seus valores, como é o caso das resistências, das indutâncias e das capacidades. Isto é, os valores indicados têm uma margem de erro de ±1%, ±5%, ±10 %, etc.
Outros componentes têm margens de segurança relativamente a alguns dos seus parâmetros, indicados nas folhas de caraterísticas «datasheet», como é o caso dos transístores unipolares e bipolares.
SABE-SE QUE NÃO HÁ DOIS COMPONENTES RIGOROSAMENTE IGUAIS.
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
Os valores de IDSS e de UP podem variar consideravelmente de uns para outros, dentro da mesma designação.Por isso, nas folhas de dados «datasheet» de cada componente são indicados, não um valor fixo, mas os valores máximo e mínimo respetivos.
No caso de JFET
CURVAS DE TRANSCONDUTÂNCIA [OU DE TRANSFERÊNCIA]SABE-SE QUE NÃO HÁ DOIS COMPONENTES RIGOROSAMENTE IGUAIS.
Isto quer dizer que um dado JFET terá uma curva de transcondutância que se situará entre duas curvas-limite.
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
Por exemplo, o JFET BF245B tem os seguintes valores retirados do respetivo «datasheet»:
CURVAS DE TRANSCONDUTÂNCIA [OU DE TRANSFERÊNCIA]SABE-SE QUE NÃO HÁ DOIS COMPONENTES RIGOROSAMENTE IGUAIS.
IDSS -UP
Valor máximo [absoluto] 15mA -3,8V
Valor mínimo [absoluto] 6mA -1,6V
Na prática, costuma utilizar-se o valor médio, como forma de facilitar o cálculo.
mAIDSSméd 5,102
)615(
VUPméd 6,2
2
)6,16,3(
Estes valores médios são frequentemente designados por valor típico ou typical.
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
CURVAS DE TRANSCONDUTÂNCIA [OU DE TRANSFERÊNCIA]São curvas que relacionam uma grandeza de entrada com uma grandeza de saída.A expressão matemática [Equação de Shockley] permite obter os valores de ID e de UGS.
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
)1.(,DSS
DcorteGSGS I
IUU [com UGS,corte=-UP]
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8 Ano letivo 2012|2013
a) Analise a figura e identifique os valores de IDSS e UP.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO | 3
Equação de Shockley
Quando UGS=0V IDSS=8 mA
Quando ID≈0A UGS=-4V => UP=4V.
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8 Ano letivo 2012|2013
Utilizando a equação de Shockley, calcule os valores de ID
correspondentes aos pontos indicados na curva. Sabe-se que IDSS=8 mA e UP=4V.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO | 3
Equação de Shockley
Resolução:
Q1UGS=-4V [= UGS,corte]
ID=______A
Q2UGS=-3V
ID=______A
Q3UGS=-2V
ID=______A
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
0
0,5m
2m
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8 Ano letivo 2012|2013
Utilizando a equação de Shockley, calcule os valores de ID correspondentes aos pontos indicados na curva. Sabe-se que IDSS=8 mA e UP=4V.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO | 3
Equação de Shockley
Resolução: [Continuação]
Q4UGS=-1V [= UGS,corte]
ID=______A
Q5UGS=0V
ID=______A
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
4,5m
8m
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8 Ano letivo 2012|2013
Utilizando a equação de Shockley em ordem a UGS, calcule os valores de UGS correspondentes as seguintes corrente de Dreno. Sabe-se que IDSS=8 mA e UP=4V.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO | 4
Equação de Shockley
a) ID=1mA
UGS=______V
b) ID=3mA
UGS=______V
c) ID=5mA
UGS=______V
d) ID=7mA
UGS=______V
-2,6
-1,55
-0,84
-0,26
)1.(,DSS
DcorteGSGS I
IUU
[com UGS,corte=-UP]
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
Tal como o transístor bipolar, também o transístor unipolar tem de ser polarizado, isto é, deve ser definido o seu ponto de funcionamento, por aplicação da alimentação adequada aos seus terminais.À semelhança dos Transístores Bipolares, também aqui existem diversos métodos de polarização do JFET, nomeadamente:
Polarização fixa;
Autopolarização;
Polarização por divisor de tensão;
[Polarização por fonte de corrente].
Vejamos então cada um dos métodos!
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
A determinação do ponto de funcionamento Q (ID,UDS,UGS) do circuito pode ser feita utilizando dois métodos:
o método analítico e
o método gráfico.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
Vejamos então ambos os métodos!
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
O circuito representado tem duas malhas:Malha 1 - Porta-Fonte - e a malha 2 - Dreno-Fonte.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
Método Analítico
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Malha 1 visto que a impedância de entrada do JFET é muito elevada [junção PN polarizada inversamente], então a corrente na Porta, IG, é desprezável [IG = 0], logo também a queda de tensão Rc.Ic é desprezável.
Assim, aplicando a lei das malhas à malha 1, obtém-se:
UGS= -UGG
Esta equação permite-nos obter o valor da tensão UGS, que fica aplicada entre a Porta e a Fonte.
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
O circuito representado tem duas malhas:Malha 1 - Porta-Fonte - e a malha 2 - Dreno-Fonte.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
Método Analítico
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Assim, aplicando a lei das malhas à malha 2, obtém-se:
Esta equação permite-nos obter o valor da tensão UDS,[entre a Dreno e a Fonte] para cada valor de ID.
UDD=RD.ID + UDS UDS = UDD-RD.ID
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
Método Analítico
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Os diferentes valores de ID, a utilizar são obtidos utilizando a equação de Shockley:
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
Sendo que obtido a partir malha 1.
UGS= -UGGEm
resumo:
UGS= -UGG UDS = UDD-RD.ID
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
Método Analítico
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Em resumo:
UGS= -UGG UDS = UDD-RD.ID
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
Neste ponto do cálculo, é necessário ter presente que os datasheets dos componentes indicam, dois valores de IDSS e UP [um máximo e
um mínimo], para cada um deles, pelo que com rigor, deveriam efetuar-se dois cálculos, um para os valores máximos e outro para os mínimos. Na prática, utiliza-se o valor médio IDSmed ou o valor “typical” indicado no datasheet.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
Método Analítico
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Neste ponto do cálculo, é necessário ter presente que os datasheets dos componentes indicam, dois valores de IDSS e UP [um máximo e
um mínimo], para cada um deles, pelo que com rigor, deveriam efetuar-se dois cálculos, um para os valores máximos e outro para os mínimos.
Utiliza-se o valor médio IDSsméd e UPméd ou o valor “typical” indicado no datasheet.
Na prática:
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Este método de polarização, com tensão UGS com fixa, não é muito utilizado em virtude de permitir uma grande disparidade de valores entre os dois limites possíveis da corrente de Dreno, correspondentes aos pontos Q1 e Q2.
Para a mesma tensão de polarização, pode-se ter correntes de Dreno muito diferentes, consoante o componente utilizado.
Isto é,
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSEste método consiste em aplicar uma tensão fixa entre a Porta e a Fonte.
Método Gráfico
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
A resolução pelo método gráfico pressupõe que se tenha o gráfico da Curva de Transcondutância do componente, com os respetivos valores de ID e de UGS indicados.
apresenta-se um problema resolvido pelos dois métodos, analítico e gráfico.
De seguida,
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
a) O método analítico,
b) O método gráfico.
Em resumo:
UGS= -UGG UDS = UDD-RD.ID
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
a) O método analítico:
UDS = UDD-RD.ID UDS= 15 – 2.103x5,6.10-3= 3,8 V
mAmU
UII
corteGS
GSDSSD 6,5)
8
21.(10)1.( 22
,
UGS= -UGG UGS= -2V
Passo 1- Calcular UGS pela malha 1 [desprezando IG]:
Passo 2- Calcular ID pela equação de Shockley [UGS da
malha 1]:
Passo 3- Calcular UDS pela malha 2[para o ID
calculado]:
Ponto de funcionamento Q:
UGS=-2VID=5,6mAUDS=3,8V
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
b) O método gráfico:
Passo 3- Calcular UDS pela malha 2[para o ID
encontrado]:
Passo 1- Criar e identificar IDSS e UP na curva de transcondutância [Equação de Shockley].Passo 2- Marcar o ponto UGS [UGS da malha 1] e traçar uma reta vertical passando pelo ponto UGS e intersetando a curva no ponto de funcionamento Q do circuito.Passo 3- A ordenada deste ponto é obtido no eixo vertical, correspondente ao valor de ID.
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
b) O método gráfico:
UDS = UDD-RD.ID UDS= 15 – 2.103x5,6.10-3= 3,8 V
UGS= -UGG UGS= -2V
ID= 5,6mA
Ponto de funcionamento Q:
UGS=-2VID=5,6mAUDS=3,8V
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, com IDSS=8mA e UP=6V, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando 0 método analítico:
UDS = UDD-RD.ID UDS= 15 – 2.103x3,56.10-3= 7,88 V
mAmU
UII
corteGS
GSDSSD 56,3)
6
21.(8)1.( 22
,
UGS= -UGG UGS= -2V
Passo 1- Calcular UGS pela malha 1 [desprezando IG]:
Passo 2- Calcular ID pela equação de Shockley [UGS da
malha 1]:
Passo 3- Calcular UDS pela malha 2[para o ID
calculado]:
Ponto de funcionamento Q:
UGS=-2VID=3,56mAUDS=7,88V
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 3
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, com IDSS=8mA e UP=6V, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando 0 método gráfico:
Passo 3- Calcular UDS pela malha 2[para o ID
encontrado]:
Passo 2- Marcar o ponto UGS [UGS da malha 1] e traçar uma reta vertical passando pelo ponto UGS e intersetando a curva no ponto de funcionamento Q do circuito.Passo 3- A ordenada deste ponto é obtido no eixo vertical, correspondente ao valor de ID.
Passo 1- Criar e identificar IDSS e UP na curva de transcondutância [Equação de Shockley].
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 3
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, com IDSS=8mA e UP=6V, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando 0 método gráfico:
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 3
1 | POLARIZAÇÃO FIXA
Para o circuito de polarização indicado, com IDSS=8mA e UP=6V, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando 0 método gráfico:
UDS = UDD-RD.ID
UDS= 15 – 2.103x3,5.10-3= 8 V
Ponto de funcionamento Q:
UGS=-2VID=3,5mAUDS=8V
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
A determinação do ponto de funcionamento Q (ID,UDS,UGS) do circuito, também, pode ser feita utilizando os dois métodos já conhecidos:
o método analítico e
o método gráfico.
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSConsiste em estabelecer um ponto de funcionamento estável sem necessidade de alimentar a Porta com fonte de alimentação. Para isso, liga-se uma resistência RS entre a Fonte do JFET e a massa do circuito.
Vejamos então ambos os métodos!
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
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POLARIZAÇÃO DOS JFETS
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
O circuito representado tem duas malhas:Malha 1 - Porta-Fonte - e a malha 2 - Dreno-Fonte.
Método Analítico
Fechando o interruptor, e aplicando a lei das malhas à malha 1, obtém-se:
0=UGS+RSID UGS= -RSID
A tensão UGS aplicada [negativa] varia diretamente com RS e com ID. Isto quer dizer que, variando RS, provoca-se a variação de ID e, portanto, a variação da tensão inversa UGS, aplicada ao JFEF controlando assim o funcionamento do FET.
Neste caso, também, é desprezado a corrente IG [IG≈0].
Verifica-se a igualdade: ID=IS
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
Os diferentes valores de ID, a utilizar são obtidos utilizando a equação de Shockley:
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
Sendo que obtido a partir malha 1.
UGS= -RSID
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
Método Analítico
Substituído, obtém-se….
2
,
)1.(corteGS
DSDSSD U
IRII
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Esta é uma equação do tipo: ax2+bx+c=0, em que x=ID e
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
Método Analítico
Desenvolvendo a equação, em ordem a ID, obtém-se uma equação de 2º grau:
0)2( 2
2
,22
,
, corteGS
corteGS
DSUI
I
UURIR D
DSScorteGSS
2SRa
DSS
corteGScorteGSS I
UURb
2,
,2 2,corteGSUc
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Ano letivo 2012|2013
Conhecidos os valores de RS, UP e IDSS, calcula-se o valor de ID.
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
Método Analítico
A equação resolve-se utilizando a fórmula resolvente, para equações do 2º grau:2
SRa
DSS
corteGScorteGSS I
UURb
2,
,2
2,corteGSUc
a
acbbx
2
42
Obtendo ID, calcula-se o valor de UGS= -RSID Aplicando a lei das malhas à malha 2, obtém-se:
UDD = RD.ID +UDS+RS.ID UDS = UDD-(RD+RS)ID
Ponto de funcionamento Q:
UGS ,ID ,UDS
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Determinação do ponto de funcionamento Q no JFET
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POLARIZAÇÃO DOS JFETS
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
Método Analítico
Este método de polarização acaba por ser melhor do que o anterior, pois não há uma diferença tão acentuada entre os valores prováveis do ponto de funcionamento Q.
Autopolarização de um JFET com 3 RS diferentes
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
A resolução pelo método gráfico pressupõe o gráfico da Curva de Transcondutância do componente, com os respetivos valores de IDss e de UGS,corte indicados.
apresenta-se um problema resolvido pelos dois métodos, analítico e gráfico.
De seguida,
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
Método Gráfico
Utilizando agora o método gráfico:1º passo: Traça-se primeiro a curva de transcondutância, a partir da equação de Shockley. 2º passo: Traça-se a reta da resistência RS: Usa-se a expressão [malha 1] UGS=-RSID
dando valores a ID, obtendo o correspondente valor de UGS.
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
A resolução pelo método gráfico pressupõe o gráfico da Curva de Transcondutância do componente, com os respetivos valores de IDss e de UGS,corte indicados.
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
Método Gráfico
Utilizando agora o método gráfico:1º passo: Traça-se primeiro a curva de transcondutância, a partir da equação de Shockley. 2º passo: Traça-se a reta da resistência RS: Usa-se a expressão [malha 1] UGS=-RSID dando valores a ID, obtendo o correspondente valor de UGS.3º passo: Da interseção da reta com a Curva de transcondutância, obtém-se o ponto Q de funcionamento do JFET.
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
Para o circuito de polarização indicado, calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
a) O método analítico:
b) O método gráfico:
Ponto de funcionamento Q:
UGS=-2,6VID=2,59mAUDS=2,78V
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
0)2( 2
2
,22
,
, corteGS
corteGS
DSUI
I
UURIR D
DSScorteGSS
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
Para o circuito de polarização indicado [IDSS=12mA, UP=6V e RS=1,5KΩ], calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
a) O método analítico:
b) O método gráfico:
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
0)2( 2
2
,22
,
, corteGS
corteGS
DSUI
I
UURIR D
DSScorteGSS
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
Para o circuito de polarização indicado [IDSS=12mA, UP=6V e RS=1,5KΩ], calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
a) O método analítico:
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
22500002 SRa
2100022,
, DSS
corteGScorteGSS I
UURb
362, corteGSUc
a
acbbID 2
42
ID= 7,07mA ou ID= 2,26mA
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
Para o circuito de polarização indicado [IDSS=12mA, UP=6V e RS=1,5KΩ], calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
a) O método analítico:
Ponto de funcionamento Q:
UGS=-3,39VID=2,26mAUDS=3,25V
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
ID= 7,07mA ou ID= 2,26mASubstituindo na equação resultante da malha 1:UGS= -RSID UGS=-10,6 V ou UGS=-3,39V
Inválido porque >-Up
UDS= UDD- (RD+RS).ID= 3,25V
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
Para o circuito de polarização indicado [IDSS=12mA, UP=6V e RS=1,5KΩ], calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
b) O método Gráfico:
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
UGS (V) ID (mA)
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
Curva de transcondutância:
S
GSDDSGS R
UIIRU
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII Reta da resistência RS:
UGS (V) ID (mA)
0
1
2
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
Para o circuito de polarização indicado [IDSS=12mA, UP=6V e RS=1,5KΩ], calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
b) O método Gráfico:
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
UGS (V) ID (mA)
0 12
-1 8,33
-2 5,33
-3 3
-4 1,33
-5 0,33
-6 0
Curva de transcondutância:
Reta da resistência RS:
UGS (V) ID (mA)
0 0
-1,5 1
-3 2S
GSDDSGS R
UIIRU
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
Para o circuito de polarização indicado [IDSS=12mA, UP=6V e RS=1,5KΩ], calcule o ponto de funcionamento (UGS, ID e UDS), utilizando:
b) O método Gráfico:
2 | AUTOPOLARIZAÇÃO
Ponto de funcionamento Q:
UGS=-3,4VID=2,2mAUDS=3,56V
UDS= UDD- (RD+RS).ID= 3,56V
Ano letivo 2012|2013
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
A determinação do ponto de funcionamento Q (ID,UDS,UGS) do circuito, também, pode ser feita utilizando os dois métodos já conhecidos:
o método analítico e
o método gráfico.
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSConsiste em ligar duas resistências [R1 e R2] em série, sob a tensão aplicada UDD, constituindo um divisor de tensão e utilizar parte dessa tensão - a tensão em R2 - para aplicar à porta do JFET.
Vejamos então ambos os métodos!
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
O valor da tensão UG=UR2 é obtido pela fórmula aproximada do divisor de tensão:
Método Analítico
Obtém-se o valor de UGS necessário a polarização ,aplicando a lei das malhas à malha 1:
UG=UGS+RSID UGS= UG-RSID
Neste caso, também, é desprezado a corrente IG [IG≈0].
Verifica-se a igualdade: ID=IS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
DDG URR
RU
21
2
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Ano letivo 2012|2013
Os diferentes valores de ID, a utilizar são obtidos, também, utilizando a equação de Shockley:
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII [com UGS,corte=-UP]
Sendo que obtido a partir malha 1.
UGS= UG - RSID
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
Método Analítico
Substituído, obtém-se….
2
,
)1.(corteGS
DSGDSSD U
IRUII
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
Esta é uma equação do tipo: ax2+bx+c=0, em que x=ID e
POLARIZAÇÃO DOS JFETS
Método Analítico
Desenvolvendo a equação, em ordem a ID, obtém-se uma equação de 2º grau:
0)(1)(2,
2,,2
22,
2
,
corteGS
DSSGcorteGSDGcorteGS
DSSS
corteGS
DSS
U
IUUIUU
U
IRI
U
IR
corteGS
DS
2,
2
corteGS
DSSS U
IRa
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
1)(2 ,2
,
GcorteGSDSS
S UUU
IRb
corteGS corteGS
DSSGcorteGS U
IUUc
,
2, )(
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Isto é:1º passo: Traçar a curva de transcondutância, dando valores na equação de Schockley;
2º passo: Traçar a reta, dando valores na equação resultante da malha 1:
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POLARIZAÇÃO DOS JFETS
Método Gráfico
3º passo: Da intersecção da reta resultante com a curva de transcondutância, obtém-se o ponto Q de coordenada, IDQ e UGSQ
Ponto de funcionamento Q:
UGS ,ID ,UDS
Utilizando o método gráfico que, neste caso, é mais expedito…
S
GSGDDSGGS R
UUIIRUU
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
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POLARIZAÇÃO DOS JFETS
Método Gráfico
Percebe-se bem que, com este tipo de polarização, os valores ID1, e ID2, correspondentes às duas curvas-limite, são muito próximos, pelo que este método é bastante aceitável e, por isso, muito utilizado.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
Nota:Representar a curva de transcondutância:
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
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POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
UGS (V) ID (mA)
0
-1
-2
-3
-4
Curva de transcondutância:
Reta da resistência RS:
UGS (V) ID (mA)
0
0S
GSGDDSGGS R
UUIIRUU
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
DDG URR
RU
21
2
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
UGS (V) ID (mA)
0 8
-1 4,5
-2 2
-3 0,5
-4 0
Curva de transcondutância:
Reta da resistência RS:
UGS (V) ID (mA)
0
0S
GSGDDSGGS R
UUIIRUU
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
47,1S
G
R
U
=UG=1,76
VURR
RU DDG 76,1
21
2
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
UGS (V) ID (mA)
0 8
-1 4,5
-2 2
-3 0,5
-4 0
Curva de transcondutância:
Reta da resistência RS:
UGS (V) ID (mA)
0
0
47,1S
G
R
U
=UG=1,76
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Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 1
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
Ponto de funcionamento Q:
UGSQ=-1,5VIDQ=2,7mAUD=7,71VUDS=4,47V
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
UD=UDD-RDID UD= 15-2,7103x2,7 10-
3=7,71 V
b) UD
UDD=(RD+RS )ID +UDS UDS= UDD-(RD+RS )ID
= 15-(2,7103 + 1,2103 ).2,7 10-3=4,47 V
c) UDS
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Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
Nota:Representar a curva de transcondutância:
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
UGS (V) ID (mA)
0 8
-1 4,5
-2 2
-3 0,5
-4 0
Curva de transcondutância:
Reta da resistência RS:
UGS (V) ID (mA)
0
0S
GSGDDSGGS R
UUIIRUU
2
,
)1.(corteGS
GSDSSD U
UII
76,1S
G
R
U
=UG=1,76
VURR
RU DDG 76,1
21
2
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
Ponto de funcionamento Q:
UGSQ=-1,46VIDQ=3,2mA
ELETRICIDADE E ELETRÓNICA | MÓDULO 8
Transístores de Efeito de CampoTRANSÍSTOR JFET
Ano letivo 2012|2013
POLARIZAÇÃO DOS JFETSExercício de aplicação | 2
O JFET está polarizado por divisor de tensão. Para os valores de IDSS=8mA e UP=4V, calcule: a) IDQ e UGSQ b) UD
c) e UDS.
3 | POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO
Ponto de funcionamento Q:
UGSQ=-1,46VIDQ=3,2mAUD=7,71VUDS=4,47V
UD=UDD-RDID UD= 15-2,7103x3,2 10-
3=6,36 V
b) UD
UDD=(RD+RS )ID +UDS UDS= UDD-(RD+RS )ID
= 15-(2,7103 + 1.103 ).3,3 10-3=3,16 V
c) UDS
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