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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
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Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
)VV.(LW.k
VIg tGSn
GS
DSm
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Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
)VV.(LW.k
VI
g tGSnGS
DSm
2
VVLWkI
2tGS
nD
D
Ao I
Vr
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)////( LoDmgs
dV RrRg
vvA
Ganho de Tensão
Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
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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
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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
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)////( 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
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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!
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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
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Modelos Equivalentes de Circuitos para Pequenos Sinais
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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?
ID 12 0, 25(VGS 1, 5)2
VD = 15 – RDID = 15 – 10ID
ID = 1,06 mA e VD = 4,4 V
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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
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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
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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
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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
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Configurações Básicas de Amplificadores MOS em Circuitos Integrados
ID mais constante
carga passivacarga passiva
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Configurações Básicas de Amplificadores MOS em Circuitos Integrados
ID mais constante
carga ativacarga passiva
carga passiva
ID total// constante