Transistores de Efeito de Campo
(FETs)
Prof. Sérgio Francisco Pichorim
DAELN
JFET - Transistor FET de Junção
• Canal feito por um só cristal (ou N ou P)
• Terminal de controle (Gate): junção PN
• Esta junção é polarizada inversamente
• Corrente de entrada muito baixa (IG ≅ 0)
• A região de depleção da junção estrangula o canal
JFET - Transistor FET de Junção
Equação de Shockley
Calcular ID e VDS para: JFET com Idss = 20 mA e Vp = - 5 V VG = 2 V, Vcc = 15 V, RG = 10 kW e RD = 1,5 kW
Calcular ID e VDS para: JFET com Idss = 20 mA e Vp = - 5 V VG = 2 V, Vcc = 15 V, RG = 10 kW e RD = 1,5 kW
Repetir para VG = 1 V Calcular ID e VDS para: JFET com Idss = 20 mA e Vp = - 5 V Vcc = 15 V, RG = 10 kW e RD = 1,5 kW
Repetir para VG = 1 V Calcular ID e VDS para: JFET com Idss = 20 mA e Vp = - 5 V Vcc = 15 V, RG = 10 kW e RD = 1,5 kW
FETs como chave eletrônica (on / off)
Calcular os valores de Vi para ligar e desligar o LED, onde: JFET tem Idss = 30 mA e Vp = - 6 V
ILED = 20 mA e RG = 100 kW
Calcular os valores de Vi para ligar e desligar o LED, onde: JFET tem Idss = 30 mA e Vp = - 6 V
ILED = 20 mA e RG = 100 kW
Comparação
JFET
• Tensão (Vgs) controla corrente (Id)
• Junção pol. Inversa
• Tensão negativa na entrada para on/off
• Corrente de entrada Ig muito baixa (nA)
• Alta impedância Zi
• Baixa amplificação
Bipolar
• Corrente (Ib) controla corrente (Ic)
• Junção pol. Direta
• Tensão positiva na entrada para on/off
• Corrente de entrada Ib baixa ou média (mA ou mA)
• Baixa impedância Zi
• Alta amplificação
MOSFET - Transistor FET com camada Metal Óxido de Si
• Gate com SiO2 (=vidro, é um isolante!)
• A corrente de entrada Ig é baixíssima (pA)
• Altíssima impedância de entrada (Zi)
• Duas opções de construção:
– Depleção (construído com canal N ou P)
• O campo elétrico alarga ou estrangula o canal
– Intensificação (construído sem canal)
• O campo elétrico irá criar um canal N ou canal P
MOSFET - Depleção
MOSFET – Depleção Vgs < 0 canal é estreitado
MOSFET – Depleção Vgs > 0 canal é alargado
Equação de Shockley
• Usa a mesma equação de Shockley
• Igual ao JFET porém também aceita Vgs positivos!
MOSFET Depleção
Símbolos
1) Calcular ID e VDS para: MOSFET com Idss = 2 mA e Vp = - 3 V
VG = 1,5 V, Vcc = 5 V, RG = 1 MW e RD = 560 W
2) Calcular o valor de VG para desligar o
MOSFET.
3) Calcular o valor de VG para ligar o
MOSFET.
1) Calcular ID e VDS para: MOSFET com Idss = 2 mA e Vp = - 3 V
VG = 1,5 V, Vcc = 5 V, RG = 1 MW e RD = 560 W
1) Calcular ID e VDS para: MOSFET com Idss = 2 mA e Vp = - 3 V
VG = 1,5 V, Vcc = 5 V, RG = 1 MW e RD = 560 W
2) Calcular o valor de VG para desligar o
MOSFET. Id = 0 VG = -3 V
3) Calcular o valor de VG para ligar o
MOSFET. Id sat = 8,92 mA
VG > 3,33 V
Comentários • Para chaveamento (liga / desliga) o JFET precisa
de tensões NEGATIVAS.
• Para chaveamento o MOSFET Depleção precisa de tensão Negativa e/ou Positiva.
• Neste aspecto o Bipolar é melhor (só Positiva!)
• Contudo o Bipolar precisa de correntes muito maiores para o chaveamento (Ib >> Ig) !
• JFET e MOSFET Depleção são mais utilizados em amplificadores.
MOSFET - Intensificação
MOSFET - Intensificação
• VGS positivo, porém uma tensão pequena
MOSFET - Intensificação
• Quando VGS ultrapassa o limiar VT (threshold) um canal é criado
MOSFET - Intensificação
• VGS maiores vão alargando o canal
Equação MOSFET Intensificação
• Eq. Shockley
modificada
MOSFET Intensificação
Símbolos
1) Calcular ID e VDS para: MOSFET com VT = 2 V e IDon = 10 mA @ VGSon = 8 V,
VG = 4 V, Vcc = 6 V, RG = 1 MW e RD = 2,2 kW
2) Calcular o valor de VG para desligar o
MOSFET.
3) Calcular o valor de VG para ligar o
MOSFET.
1) Calcular ID e VDS para: MOSFET com VT = 2 V e IDon = 10 mA @ VGSon = 8 V,
VG = 4 V, Vcc = 6 V, RG = 1 MW e RD = 2,2 kW
1) Calcular ID e VDS para: MOSFET com VT = 2 V e IDon = 10 mA @ VGSon = 8 V,
VG = 4 V, Vcc = 6 V, RG = 1 MW e RD = 2,2 kW
2) Calcular o valor de VG para desligar o
MOSFET. Id = 0 Vgs < 2 V
3) Calcular o valor de
VG para ligar o MOSFET.
Idsat = 2,73 mA Vgs > 5,13 V
Comentários
• Para chaveamento o MOSFET Intensificação precisam-se apenas de tensões Positivas.
• Neste aspecto é semelhante ao Bipolar!
• VANTAGEM:
o MOSFET precisa de correntes muito menores para o chaveamento! (Ig << Ib)
• Desvantagem dos FETs: no estado ligado (on) apresenta maior tensão sobre o transistor (a “chave” eletrônica) do que o Bipolar!
VDS(On) > VCE(Sat)
• Desvantagem dos FETs.
VDS(On) > VCE(Sat)
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