Exercicios Mosfet e Jfet - Rafael Gomes

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LISTA III 
1 - Determine a resistência estática ou CC do diodo da Fig. 1 para uma corrente direta de (a) 𝟒𝒎𝑨 e (b) 𝟐𝟎𝒎𝑨. 
 
(a) 
𝑅𝐷 =
𝑉𝐷
𝐼𝐷
 
𝑅𝐷 =
0,7𝑉
4 ∙ 10−3𝐴
= 175Ω 
(b) 
0,88𝑉
20 ∙ 10−3𝐴
= 44Ω 
 
2 - Descreva de forma breve a utilização do Zener como regulador de tensão 
 
A forma de utilização do diodo Zener como regulador de tensão, é dado seu comportamento na região de ruptura. 
Para essa realização, é necessária uma resistência que limite a corrente inversa através do diodo a um nível inferior, 
de acordo com as especificações do fabricante. Algumas especificações devem ser respeitadas para que seja realizada 
a regulação de tensão, como a tensão de entrada ser 40% maior do que a especificação do Zener. Essa configuração 
é utilizada para realizar a regulação da tensão de entrada. 
 
3 - Responda os itens a seguir: 
 
(a) Dado 𝛼𝐶𝐴 de 0,998, determine 𝐼𝐶 se 𝐼𝐸 = 4𝑚𝐴 
 
𝛼𝐶𝐴 =
Δ𝐼𝐶
Δ𝐼𝐸
 
Δ𝐼𝐶 = 𝛼𝐶𝐴 ∙ Δ𝐼𝐸 
Δ𝐼𝐶 = 0,998 ∙ (4 × 10
−3)𝐴 
Δ𝐼𝐶 = 𝟑, 𝟗𝟗 × 𝟏𝟎
−𝟑𝑨 
 
 
 
(b) Determine 𝛼𝐶𝐶 se 𝐼𝐸 = 2,8mA e 𝐼𝐵 = 20µA. 
 
𝛼𝐶𝐶 =
𝐼𝐶
𝐼𝐸
 
𝐼𝐸 = 𝐼𝐶 + 𝐼𝐵 
𝐼𝐶 = 𝐼𝐸 − 𝐼𝐵 
𝛼𝐶𝐶 =
𝐼𝐸 − 𝐼𝐵
𝐼𝐸
 
𝛼𝐶𝐶 =
(2,8 × 10−3) − (20 × 10−6)
(2,8 × 10−3)
= 𝟎, 𝟗𝟗𝟐𝟖 
 
 
(c) Determine 𝐼𝐸 se 𝐼𝐵 = 40µA e 𝛼𝐶𝐶 é 0,98 
 
𝛼𝐶𝐶 =
𝐼𝐶
𝐼𝐸
 
𝐼𝐸 = 𝐼𝐶 + 𝐼𝐵 
0,98 =
𝐼𝐶
𝐼𝐶 + (40 × 10
−6)
 
=
𝐼𝐶
𝐼𝐶 + (4 × 10
−5)
=
𝐼𝐶
𝐼𝐶 + (4 ×
1
105
) 
=
𝐼𝐶
𝐼𝐶 +
4
105
 
=
𝐼𝐶
105𝐼𝐶 + 4
105
 
=
105𝐼𝐶
105𝐼𝐶 + 4 
 
100000𝐼𝐶
100000𝐼𝐶 + 4 
=
100000𝐼𝐶
4(25000𝐼𝐶 + 1) 
=
25000𝐼𝐶
25000𝐼𝐶 + 1
⇒ 0,98 ∙ (25000𝐼𝐶 + 1) = 25000𝐼𝐶 
24500𝐼𝐶 + 0,98 = 25000𝐼𝐶 ⇒ 0,98 = 25000𝐼𝐶 − 24500𝐼𝐶 
0,98 = 500𝐼𝐶 
𝐼𝐶 =
0,98
500
= 1,96 × 10−3𝐴 
𝐼𝐸 = 1,96 × 10
−3 + 40 × 10−6 = 𝟐 × 𝟏𝟎−𝟑 𝑨 
 
4 - Responda os itens a seguir: 
 
(a) Dado que 𝛼𝐶𝐶 = 0,980, determine o valor correspondente de 𝛽𝐶𝐶 
 
 
𝛽𝐶𝐶 =
𝛼𝐶𝐶
1 − 𝛼𝐶𝐶
⇒ 𝛽𝐶𝐶 =
0,980
1 − 0,980
= 𝟒𝟗 
 
(b) Dado que 𝛽𝐶𝐶 = 120, determine o valor correspondente de 𝛼. 
 
𝛼 =
𝛽
𝛽 + 1 
=
𝛽𝐶𝐶
𝛽𝐶𝐶 + 1
=
120
120 + 1
⇒ 𝛼 = 𝟎, 𝟗𝟗𝟏𝟕 
 
(c) Dado que 𝛽𝐶𝐶 = 120 e 𝐼𝐶 = 2𝑚𝐴, determine 𝐼𝐸 e 𝐼𝐵 
 
𝛽𝐶𝐶 =
𝐼𝐶
𝐼𝐵
 
1
𝛽𝐶𝐶
=
𝐼𝐵
𝐼𝐶
 
𝐼𝐶
𝛽𝐶𝐶
= 𝐼𝐵 ⇒ 𝐼𝐵 =
2 × 10−3𝐴
120
= 𝟏𝟔, 𝟔𝟔 × 𝟏𝟎−𝟔𝑨 
𝐼𝐸 = 2 × 10
−3 + 16,66 × 10−6 = 𝟐, 𝟎𝟏𝟔𝟔𝟔 × 𝟏𝟎−𝟑𝑨 
 
5 - Para um transistor JFET, dados 𝑰𝑫𝑺𝑺 = 𝟗𝒎𝑨 e 𝑽𝑷 = −𝟒𝑽, determine 𝑰𝑫 quando: 
 
(a) 𝑉𝐺𝑆 = 0𝑉 
𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2
= (9 × 10−3) (1 −
0
−4
)
2
= 𝟗 × 𝟏𝟎−𝟑𝑨 
 
(b) 𝑉𝐺𝑆 = −2𝑉 
𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2
= (9 × 10−3) (1 −
−2
−4
)
2
= 𝟐, 𝟐𝟓 × 𝟏𝟎−𝟑𝑨 
(c) 𝑉𝐺𝑆 = −4𝑉 
𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2
= (9 × 10−3) (1 −
−4
−4
)
2
= 𝟎𝑨 
 
(d) 𝑉𝐺𝑆 = −6𝑉 
 
𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2
= (9 × 10−3) (1 −
−6
−4
)
2
= 𝟐, 𝟐𝟓 × 𝟏𝟎−𝟑𝑨 
 
6 - Considere um transistor JFET. Para um ponto Q de 𝑰𝑫𝑸 = 𝟑𝒎𝑨 e 𝑽𝑮𝑺 = −𝟑𝑽, determine 𝑰𝑫𝑺𝑺 se 𝑽𝑷 = −𝟔𝑽. 
𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2
 
𝐼𝐷𝑆𝑆 =
𝐼𝐷
(1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2 
𝐼𝐷𝑆𝑆 =
3 × 10−3
(1 −
−3
−6)
2 = 12 × 10
−3𝐴 
7 - Dados 𝑰𝑫 = 𝟒𝒎𝑨 em 𝑽𝑮𝑺 = −𝟐𝑽, determine 𝑰𝑫𝑺𝑺 se 𝑽𝑷 = −𝟓𝑽 para um MOSFET tipo depleção canal n 
𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2
 
𝐼𝐷𝑆𝑆 =
𝐼𝐷
(1 −
𝑉𝐺𝑆
𝑉𝑃
)
2 
𝐼𝐷𝑆𝑆 =
4 × 10−3
(1 −
−2
−5
)
2 = 𝟏𝟏, 𝟏 × 𝟏𝟎
−𝟑𝑨 
8 - Dados 𝒌 = 𝟎, 𝟑 × 𝟏𝟎−𝟑𝑨/𝑽𝟐 e 𝑰𝑫(𝒍𝒊𝒈𝒂𝒅𝒐) = 𝟐𝒎𝑨 com 𝑽𝑮𝑺(𝒍𝒊𝒈𝒂𝒅𝒐) = 𝟒𝒎𝑽, determine 𝑽𝑻 para um MOSFET 
tipo intensificação canal n. 
𝑘 =
𝐼𝐷(𝑙𝑖𝑔𝑎𝑑𝑜)
(𝑉𝐺𝑆(𝑙𝑖𝑔𝑎𝑑𝑜) − 𝑉𝑇)
2
 
1
𝑘
=
(𝑉𝐺𝑆(𝑙𝑖𝑔𝑎𝑑𝑜) − 𝑉𝑇)
2
𝐼𝐷(𝑙𝑖𝑔𝑎𝑑𝑜)
 
𝐼𝐷(𝑙𝑖𝑔𝑎𝑑𝑜)
1
𝑘
= (𝑉𝐺𝑆(𝑙𝑖𝑔𝑎𝑑𝑜) − 𝑉𝑇)
2 
(2 × 10−3)
1
0,3 × 10−3
= (4 × 10−3 − 𝑉𝑇)
2 
20
3
= (4 × 10−3 − 𝑉𝑇)
2 
𝑉𝑇1 = −2,577𝑉 
𝑽𝑻𝟐 = 𝟐, 𝟓𝟖𝟔𝑽