Dispositivos Eletronicos-TEORIA DE CIRCUITOS (47)

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o dispositivo com as curvas características mostradas no 
gráfico da Figura 6.17. Temos 
VGS = -4 Va1 - Ä
4,5 mA
8 mA b
= -4 V(1 - 0,5625) = -4 V(1 - 0,75)
= -4 V(0,25)
= 1 V 
√
como substituído no cálculo anterior e verificado pela 
Figura 6.17.
Método simplificado
Como a curva de transferência precisa ser traçada fre-
quentemente, seria bem vantajoso possuirmos um método 
simplificado para o levantamento da curva que realizasse o 
trabalho de modo mais rápido e eficiente, e que mantivesse 
um nível aceitável de precisão. O formato da Equação 6.3 
é tal que valores específicos de VGS resultam em níveis de 
ID que podem ser memorizados para fornecer a marcação 
dos pontos no gráfico necessários para o esboço da curva 
de transferência. Se especificarmos que VGS é metade do 
valor da tensão de pinch-off VP, o valor resultante de ID 
será o seguinte, como determina a equação de Shockley:
ID = IDSSa1 -
VGS
VP
b
2
= IDSSa
1 - VP>2
VP
b
2
= IDSSa1 -
1
2 b
2
= IDSS (0,5)2
= IDSS )52,0(
e ID =
IDSS
4 VGS = VP>2 )9.6( (6.9)
Agora é importante observar que a Equação 6.9 não 
vale apenas para um valor específico de VP. Trata-se de uma 
equação geral para qualquer valor de VP desde que VGS = 
VP/2. O resultado indica que a corrente de dreno será sempre 
um quarto do valor de saturação IDSS desde que a tensão 
porta-fonte seja a metade do valor de pinch-off. Observe o 
valor de ID para VGS = VP/2 = – 4 V/2 = – 2 V na Figura 6.17.
Se escolhermos ID = IDSS/2 e substituirmos na Equa-
ção 6.8, teremos
VGS = VPa1 - Ä
ID
IDSS
b
= VPa1 - Ä
IDSS>2
IDSS
b = VP(1 - !0,5) = VP )392,0(
e 
VGS 0,3VP ID = IDSS>2 )01.6(
 (6.10)
Podem ser determinados pontos adicionais, mas a 
curva de transferência pode ser esboçada com um nível 
satisfatório de precisão utilizando-se apenas os quatro 
pontos definidos anteriormente e revistos na Tabela 6.1. 
Na verdade, na análise do Capítulo 7, um máximo de 
quatro pontos serão utilizados para o esboço das curvas 
de transferência. Na maioria das situações, utilizar apenas 
o ponto definido por VGS = VP/2 e as interseções dos eixos 
em IDSS e VP será suficiente para a obtenção de uma curva 
precisa em grande parte dos cálculos.
Tabela 6.1 VGS versus ID utilizando a equação de Shockley.
VGS ID
0 IDSS
0,3VP IDSS/2
0,5VP IDSS/4
VP 0 mA
eXeMPLo 6.1
Esboce a curva de transferência definida por IDSS = 
12 mA e VP = – 6 V.
solução: 
Os dois pontos são definidos por
 IDSS = 12 mA e VGS = 0 V
e ID = 0 mA e VGS = VP
Em VGS = VP/2 = – 6 V/2 = –3 V, a corrente de dreno 
será determinada por ID = IDSS/4 = 12 mA/4 = 3 mA. Em 
ID = IDSS/2 = 12 mA/2 = 6 mA, a tensão porta-fonte é 
determinada por VGS ≅ 0,3VP = 0,3(– 6 V) = –1,8 V. Os 
quatro pontos do gráfico estão bem definidos na Figura 
6.18 com a curva de transferência completa.
Para os dispositivos de canal p, a equação de Shockley 
(6.3) ainda pode ser aplicada exatamente como mostrado. 
Nesse caso, tanto VP quanto VGS serão positivos, e a curva 
será a curva de transferência refletida do dispositivo de 
canal n, com os mesmos valores limitantes.
eXeMPLo 6.2
Esboce a curva de transferência para um dispositivo de 
canal p, com IDSS = 4 mA e VP = 3 V.
solução: 
Em VGS = VP/2 = 3 V/2 = 1,5 V, ID = IDSS/4 = 4 mA/4 = 
1 mA. Em ID = IDSS/2 = 4 mA/2 = 2 mA, VGS = 0,3VP = 
0,3(3 V) = 0,9 V. Ambos os pontos aparecem na Figura 
6.19, juntamente com os pontos definidos por IDSS e VP.
326 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
Boylestad_2012_cap06.indd 326 3/11/13 5:53 PM
6.4 FoLhas de dados (JFets)
Tal como acontece com qualquer outro dispositivo 
eletrônico, é importante compreender as especificações 
fornecidas em uma folha de dados. Muitas vezes, a notação 
utilizada difere daquela que normalmente é aplicada e, por-
tanto, uma medida de tradução pode ter de ser aplicada. De 
modo geral, porém, os títulos dos dados são uniformes e in-
cluem especificações máximas, características térmicas, 
características elétricas e conjuntos de características 
usuais. A Figura 6.20 mostra as folhas de dados para um 
JFET de canal n, o Fairchild Semiconductor 2N5457, com 
dois tipos de técnica. O encapsulamento TO-92 é utilizado 
para um dispositivo de maior potência do que o encapsu-
lamento SOT-23 utilizado em montagem em superfície.
especificações máximas
Uma lista com os valores máximos permitidos para 
um dispositivo normalmente aparece no início da folha 
de dados e contém tensões máximas entre terminais es-
pecíficos, valores máximos de corrente e o valor máximo 
de dissipação de potência do dispositivo. Os valores má-
ximos especificados para VDS, VDG e VGS não devem ser 
ultrapassados em nenhum ponto de operação determinado 
no projeto. Qualquer bom projeto tentará evitar esses va-
lores, mantendo uma boa margem de segurança. Embora 
seja comumente projetado para operar com IG = 0 mA, caso 
seja forçado a aceitar uma corrente de porta, o dispositivo 
pode suportar até 10 mA (IGF) sem ser danificado. 
Características térmicas
A dissipação total do dispositivo em 25 °C (tempera-
tura ambiente) é a potência máxima que ele pode dissipar 
sob condições normais de operação, e é definida por:
 
PD = VDS ID )11.6(
 (6.11)
Observe a semelhança em formato com a equação 
de dissipação máxima de potência para o TBJ. 
O fator de redução é discutido em detalhes no Ca-
pítulo 3, mas, por enquanto, saiba que a especificação 
5 mW/°C revela que a dissipação máxima diminui de 
5 mW para cada aumento de 1°C na temperatura acima 
de 25 °C.
Características elétricas
As características elétricas incluem o valor de VP nas 
características em estado “desligado” e de IDSS nas carac-
terísticas em estado “ligado”. Nesse caso, VP = VGS(desligado) 
varia de – 0,5 a – 6,0 V, e IDSS varia de 1 a 5 mA. O fato de 
ambos os parâmetros variarem de um dispositivo para outro 
deve ser considerado no desenvolvimento de um projeto. 
As características de pequenos sinais se tornarão relevantes 
quando examinarmos os circuitos CA no Capítulo 8.
Características típicas 
A listagem de características típicas incluirá uma 
variedade de curvas que demonstram como importantes 
parâmetros variam de acordo com tensão, corrente, tem-
peratura e frequência. 
Primeiro, note na Figura 6.20(a) que o gráfico inclui 
a região negativa de VGS no lado normalmente positivo do 
eixo horizontal. Observe também que o gráfico representa 
uma tensão de pinch-off de –2,6 V, um valor intermediário 
na faixa de possíveis tensões desse tipo. Se esse for o único 
gráfico fornecido, ele serve como um valor médio entre 
os limites. As características de dreno-fonte comum são 
fornecidas na Figura 6.20(b) para uma tensão de pinch-
-off de –1,8 V. Note como a corrente de dreno cai para 0 
ampère quando essa tensão é aplicada. Observe também 
que o valor de IDss é apenas de cerca de 3,75 mA para essa 
Figura 6.19 Curva de transferência para o dispositivo de 
canal p do Exemplo 6.2. 
Figura 6.18 Curva de transferência para o Exemplo 6.1. 
Capítulo 6 transistores de efeito de campo 327
Boylestad_2012_cap06.indd 327 3/11/13 5:53 PM
Amplificador de uso geral de canal n 
Este dispositivo é um amplificador de áudio de baixo 
nível e transistor de chaveamento que pode ser usado 
para aplicações de chaveamento analógico.
NOTA: Fonte e dreno 
são intercambiáveis.
SEMICONDUCTOR TM
FAIRCHILD
2N5457 MMBF5457
TO-92 SOT-23
ESPECIFICAÇÕES MÁXIMAS
Parâmetro
Tensão dreno-fonte 25
V
V
V
mA
°C
VDS
PD
R JC
R JA
VDG
VGS
IGF
Tj, Tstg
Tensão dreno-porta 25
Tensão porta-fonte –25
Corrente direta de porta 10
Faixa de temperatura da junção 
para operação e armazenagem
Dissipação total do dispositivo 
Degradação acima de 25°C
625
5,0
125
357
(a)
350
2,8
mW
mW/°C
°C/W
°C/W556
Resistência térmica, junção para encapsulamento
Resistência térmica, junção para ambiente
–55 a +150
Símbolo 
Símbolo 
Símbolo 
CaracterísticasMáx.
2N5457 *MMBF5457
Unidade
Unidade
Valor 
CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS
V(BR)GSS
IGSS
VGS(off)
VGS
Tensão de ruptura porta-fonte 
Corrente reversa de porta 
Tensão de corte porta-fonte
Tensão porta-fonte
IG = 10 A, VDS = 0
VGS = –15 V, VDS = 0
VGS = –15 V, VDS = 0, TA = 100°C
–25
–1,0
–200
nA
nA
V
V
V
–0,5
–2,5
–6,0VDS = 15 V, ID = 10 nA 5457
VDS = 15 V, ID = 100 A 5457
VDS = 15 V, VGS = 0 5457
UnidadeMáx.Típ.Mín.Condições de teste Parâmetro
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS (TA = 25°C a menos que outro valor seja especificado).
CARACTERÍSTICAS EM ESTADO DESLIGADO
IDSS
Corrente de dreno para tensão 
nula na porta
1,0 3,0 5,0 mA
CARACTERÍSTICAS EM ESTADO LIGADO
gfs
gos
Crss
NF
Condutância de transferência direta 
Condutância de saída 
Capacitância de transferência reversa
Figura de ruído
VDS = 15 V, VGS = 0, f = 1,0 kHz 5457
VDS = 15 V, VGS = 0, f = 1,0 MHz
VDS = 15 V, VGS = 0, f = 1,0 MHz
VDS = 15 V, VGS = 0, f = 1,0 MHz
VDS = 15 V, VGS = 0, f = 1,0 kHz,
RG = 1,0 megohm, BW = 1,0 Hz
1000
10
4,5
1,5
5000
50
µmhos
µmhos
pF
dB
3,0
3,0
Ciss Capacitância de entrada pF7,0
CARACTERÍSTICAS DE PEQUENO SINAL
G
D
SG
S D
I D
 –
 C
or
re
nt
e d
e d
re
no
 (m
A
)
VDS – Tensão dreno-fonte (V)
5
00 1 2 3 4 5
1
2
3
4 TA = 25°C VGS = 0 V (típico)
VGS = – 0,25 V
VGS = – 0,5 V
VGS = – 0,75 V
VGS = –1 V
VGS(desligado) = –1,8 V (típico)
(b)
Dreno-Fonte comum
VGS = –1,25 V
 
Dissipação de potência versus temperatura ambiente
P D
 – 
D
iss
ip
aç
ão
 d
e p
ot
ên
ci
a (
m
W
)
700
600
500
400
300
200
100
0
0 25 50 75 100 125 150
Temperatura (°C)
(c)
TO-92
SOT-23
 
 
Figura 6.20 Característica k de um JFET 2N5457 de canal n (continua). 
328 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
Boylestad_2012_cap06.indd 328 3/11/13 5:53 PM
tensão de pinch-off, enquanto era cerca de 9,5 mA para 
uma pinch-off de –2,6 V na Figura 6.20(a). A dissipação 
de potência em função da temperatura ambiente é plotada 
na Figura 6.20(c) e mostra claramente a queda acentuada 
na capacidade de manipulação de potência e temperatu-
ra. No ponto de ebulição da água (100 °C), é de apenas 
250 mW em comparação com 650 mW à temperatura 
ambiente. Os efeitos capacitivos na Figura 6.20(d) se 
tornarão muito importantes em altas frequências por causa 
da reatância resultante e do efeito sobre a velocidade de 
operação. É interessante notar que, quanto mais negativa a 
tensão porta-fonte, menores os efeitos capacitivos de uma 
frequência de 1 MHz. O gráfico de resistência de canal 
da Figura 6.20(e) demonstra como a resistência de canal 
varia com a temperatura em vários níveis de VGS(desligado). A 
princípio, as variações podem não parecer tão drásticas, 
mas devemos atentar para o fato de que o eixo vertical é 
uma escala logarítmica que se estende de 10 Ω a 1 k Ω. Os 
gráficos de transcondutância [Figura 6.20(f)] e de condu-
tância de saída [Figura 6.20(g)] ganharão destaque quando 
analisarmos os circuitos CA com JFET. Eles definem os 
dois parâmetros do circuito CA equivalente. Certamente, 
cada um deles é afetado pelo valor de corrente de dreno 
com menor sensibilidade para a tensão de pinch-off.
região de operação
A folha de dados e a curva definida pelas tensões 
de pinch-off para cada valor de VGS determinam a região 
de operação nas curvas de dreno para uma amplificação 
linear como mostra a Figura 6.21. A região ôhmica define 
os valores mínimos permitidos de VDS para cada valor de 
VGS, e VDSmáx especifica o valor máximo desse parâmetro. 
A corrente de saturação IDSS, que é a corrente máxima de 
dreno, e o valor máximo de dissipação de potência definem 
a curva desenhada do mesmo modo como foi descrito para 
os transistores TBJ. A região sombreada resultante é a 
região de operação normalmente utilizada em um projeto 
de amplificador.
Transcondutância versus corrente de dreno
(f)
g f
s –
 T
ra
ns
co
nd
ut
ân
ci
a (
m
m
ho
s)
ID – Corrente de dreno (mA)
10
1
0,1
0,01 10,1 10
VDS = 15 V
TA = 25°C
f = 1 kHz
VGS(OFF) = –1,5 V
VGS(OFF) = –3,7 V
 
g o
s –
 C
on
du
tâ
nc
ia
 d
e s
aí
da
 (µ
m
ho
s)
ID – Corrente de dreno (mA)
100
10
1
0.1 1 10
(g)
VDG = 5 V
VGS(OFF) = –3,7 V
VGS(OFF) = –1,6 V
10 V
10 V
5 V
20 V
20 V
15 V
15 V
TA = 25°C
f = 1 kHz
 
R
D
S –
 
)
TA – Temperatura ambiente (°C)
1k
10
100
–75 –25 25 75 125 175
(e)
Resistência de canal versus temperatura
VGS(OFF) = –1,5 V
VGS(OFF) = –2,25 V
VGS(OFF) = –3,7 V
VDS = 100 mV
VGS = 0 V
 
Capacitância versus tensão
C i
ss
, C
rs
s –
 C
ap
ac
itâ
nc
ia
 (p
F)
VGS – Tensão porta-fonte (V)
10
1
5
0 –2 – 4 – 6 – 8 –10
(d)
Ciss (VDS = 15 V)
f = 1 MHz
Crss (VDS = 0 V)
Crss (VDS = 15 V)
 
 
Condutância de saída versus corrente de dreno
Re
sis
tê
nc
ia
 d
e d
re
no
 li
ga
do
(
Figura 6.20 Continuação. 
Capítulo 6 transistores de efeito de campo 329
Boylestad_2012_cap06.indd 329 3/11/13 5:53 PM
6.5 instruMentação
Lembre-se de que, como vimos no Capítulo 3, exis-
tem instrumentos portáteis disponíveis para medir o valor 
de βCC para o TBJ, mas não há instrumentos semelhantes 
para medir os valores de IDSS e VP. No entanto, o traçador 
de curvas introduzido para o TBJ pode traçar as caracte-
rísticas de dreno do JFET com um ajuste apropriado dos 
diversos controles. A escala vertical (em miliampères) e a 
escala horizontal (em volts) foram ajustadas para mostrar 
as curvas por inteiro, como vemos na Figura 6.22. Para o 
JFET dessa figura, cada divisão vertical (em centímetros) 
representa uma variação de ID de 1 mA, enquanto cada 
divisão horizontal corresponde a 1 V. O intervalo entre os 
valores de VGS é de 500 mV (0,5 V/intervalo), mostrando 
que a curva mais acima é para VGS = 0 V e a curva logo 
abaixo é para VGS = –0,5 V para o dispositivo de canal n. 
Utilizando-se o mesmo intervalo, a curva seguinte é –1 V, 
seguida de –1,5 V, e, finalmente, –2 V. Desenhando-se uma 
reta da curva mais acima até o eixo ID, o valor de IDSS pode 
ser estimado como mais ou menos 9 mA. O valor de VP 
pode ser estimado observando-se o valor de VGS da curva 
inferior e levando-se em conta a redução da distância entre 
as curvas, à medida que VGS se torna mais negativa. Nesse 
caso, VP certamente é mais negativa do que –2 V, e talvez 
seja próxima de –2,5 V. Devemos lembrar, no entanto, que 
as curvas de VGS estão muito próximas umas das outras quan-
do se aproximam da condição de corte, e talvez VP = –3 V 
seja uma opção melhor. Observe também que o intervalo 
entre as curvas é ajustado para cinco passos, limitando as 
curvas a VGS = 0 V, – 0,5 V, –1 V, –1,5 V e –2 V. Se fosse para 
dez curvas, o aumento seria reduzido para 250 mV = 0,25 V, 
e a curva VGS = –2,25 V seria incluída, além das curvas 
adicionadas entre as mostradas na Figura 6.22. A curva 
VGS = –2,25 V revelaria o quanto as curvas se aproximam 
umas das outras para a mesma tensão de intervalo. Fe-
lizmente, o valor de VP pode ser estimado com um grau 
de precisão razoável pela simples aplicação da condição 
estabelecida na Tabela 6.1. Isto é, quando ID = IDSS/2, 
VGS = 0,3VP. Para as curvas características da Figura 6.22, 
ID = IDSS/2 = 9 mA/2 = 4,5 mA, e, como podemos verifi-
car, o valor correspondente de VGS é de cerca de – 0,9 V. 
Utilizando essa informação, descobrimos que VP = VGS/0,3 = 
– 0,9 V/0,3 = – 3 V, que seria escolhido para esse dispositi-
vo. Aplicando esse valor, determinamos que em VGS = –2 V:
ID = IDSS a1 -
VGS
VP
b
2
= 9 mA a1 -
-2 V
-3 V b
2
1 Am
o que é confirmado pela Figura 6.22.
Em VGS = –2,5 V, a equação de Shockley resulta em 
ID = 0,25 mA, com VP = –3 V, o que revela claramente que 
as curvas se aproximam rapidamente de VP. A importância 
do parâmetro gm e o modo como ele é determinado a partir 
das curvas características da Figura 6.22 serão descritos 
no Capítulo 8, quando forem examinadas as condições de 
pequenos sinais.
6.6 reLações iMPortantes
Nas últimasseções, foram introduzidas algumas 
equações e características de operação relevantes de 
particular importância para a análise que se segue das 
configurações CC e CA. Para isolar e enfatizar sua im-
portância, elas foram repetidas na Tabela 6.2 a seguir, 
ao lado das equações correspondentes para o TBJ. As 
equações do JFET são definidas para a configuração da 
Figura 6.23(a), e as equações do TBJ estão relacionadas 
à Figura 6.23(b).
Tabela 6.2
JFET TBJ
ID = IDSSa1 -
VGS
VP
b
2
 3 IC = bIB 
ID = IS 3 IC IE )21.6(
IG 0 A 3 VBE 0,7 V (6.12)
 
Local dos valores de pinch-off
´
Figura 6.21 Região de operação normal para um projeto 
de um amplificador linear.
330 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
Boylestad_2012_cap06.indd 330 3/11/13 5:53 PM
A compreensão clara do que cada uma das equações 
anteriores realmente representa é suficiente para abordar a 
mais complexa das configurações CC. Lembre-se de que 
VBE = 0,7 V era frequentemente o ponto de partida para a 
análise de uma configuração com TBJ. De maneira similar, 
a condição IG = 0 A é normalmente a informação inicial 
utilizada para a análise de uma configuração com JFET. 
Para a configuração com TBJ, IB costuma ser o primeiro 
parâmetro a ser determinado. Para o JFET, normalmente 
é VGS. As várias semelhanças entre as análises das confi-
gurações com TBJ e JFET serão mostradas no Capítulo 7.
6.7 MosFet tiPo dePLeção
Como mencionado na introdução deste capítulo, 
há três tipos de FET: JFETs, MOSFETs e MESFETs. Os 
MOSFETs subdividem-se em dois tipos: de depleção e de 
intensificação. Esses termos definem seus modos básicos 
de operação, e o nome MOSFET significa transistor de 
efeito de campo metal-óxido-semicondutor. Visto que há 
diferenças nas características e operação dos dois tipos 
de MOSFET, eles serão abordados em seções separadas. 
Nesta seção, examinaremos o MOSFET tipo depleção, 
que apresenta características semelhantes às de um JFET 
entre corte e saturação em IDSS, e também possui o aspecto 
adicional de curvas características que se estendem até a 
região de polaridade oposta para VGS.
estrutura básica
Na Figura 6.24 é mostrada a construção básica do 
MOSFET tipo depleção de canal n. Uma camada grossa de 
material do tipo p é formada a partir de uma base de silício 
chamada de substrato. Trata-se da base sobre a qual o dis-
positivo será construído. Em alguns casos, o substrato está 
internamente conectado ao terminal de fonte. Entretanto, 
muitos dispositivos discretos oferecem um terminal adi-
cional, denominado SS, resultando em um dispositivo com 
quatro terminais, como o que é mostrado na Figura 6.24. 
 
2
IDSS = 4,5 mA
VGS = – 0,9 V)(
1 mA
div
1 V
div
Sensibilidade 
vertical 
por div.
1 mA
Sensibilidade 
horizontal 
por div.
1 V
por 
intervalo
500 mV
por div.
2 m
IDSS 9 mA≅
VGS = –2 V
VGS = 0 V
VGS = –0,5 V
VGS = –1 V
VGS = –1,5 V
VP − 3 V≅
gm
Figura 6.22 Características de dreno para um transistor JFET 2N4416 apresentadas por um traçador de curvas.
ID = IDSS
IG = 0 A
G
D
ID
IS
JFET
1 –
V
VP
GS
2( (+
–
S
VGS
(a)
IB
B
C
IC
IE
TBJ
+
–
E
(b)
VBE = 0,7 V
βIC = IB
 Figura 6.23 (a) JFET versus (b) TBJ.
Capítulo 6 transistores de efeito de campo 331
Boylestad_2012_cap06.indd 331 3/11/13 5:53 PM
Os terminais de fonte e dreno são conectados por meio de 
contatos metálicos às regiões dopadas do tipo n, as quais 
são ligadas entre si por um canal n, como mostra a figura. 
A porta também é conectada a uma superfície metálica de 
contato, mas permanece isolada do canal n por uma camada 
muito fina de dióxido de silício (SiO2), um tipo particular 
de isolante, denominado dielétrico, que estabelece campos 
elétricos opostos (por isso o prefixo di-) quando submetido 
a um campo externo aplicado. O fato de a camada de SiO2 
representar uma camada isolante revela que:
Não há conexão elétrica direta entre o terminal de 
porta e o canal de um MOSFET.
Além disso:
A camada isolante de SiO2 na construção do MOS-
FET é a responsável pela desejável alta impedância de 
entrada do dispositivo.
Na verdade, a impedância de entrada de um MOS-
FET é muitas vezes maior do que a de um JFET, apesar 
de a impedância de entrada da maioria dos JFETs ser 
bastante alta para grande parte das aplicações. Por causa 
da impedância de entrada extremamente alta, a corrente 
de porta (IG) é essencialmente igual a zero ampère para as 
configurações de polarização CC.
O motivo do nome FET metal-óxido-semicondutor 
agora se torna óbvio: metal se refere às conexões de dreno, 
fonte e porta; óxido, à camada isolante de dióxido de silí-
cio; e semicondutor, à estrutura básica na qual as regiões 
do tipo p e n são difundidas. A camada isolante entre a 
porta e o canal resultou em outro nome para o dispositivo: 
FET de porta isolada, ou IGFET, apesar de esse termo ser 
cada vez menos utilizado atualmente.
operação básica e curvas características
Na Figura 6.25, a tensão porta-fonte é ajustada em 
zero volt devido à conexão de um terminal com o outro, e 
a tensão VDD é aplicada através dos terminais dreno-fonte. 
Isso resulta em uma atração dos elétrons livres do canal 
n para o potencial positivo do dreno, que estabelece uma 
corrente semelhante à que atravessa o canal do JFET. Na 
verdade, a corrente resultante com VGS = 0 V continua a 
ser chamada de IDSS, como mostra a Figura 6.26.
Na Figura 6.27, a tensão VGS é negativa, como –1 V. 
O potencial negativo na porta tenderá a pressionar os 
elétrons em direção ao substrato do tipo p (cargas do 
mesmo tipo se repelem) e a atrair lacunas do substrato do 
tipo p (cargas opostas se atraem), como mostra a Figura 
6.27. Dependendo da magnitude da polarização negativa 
estabelecida por VGS, um nível de recombinação entre 
elétrons e lacunas reduzirá o número de elétrons livres dis-
poníveis para condução no canal n. Quanto mais negativa 
for a polarização, maior será a taxa de recombinação. O 
valor resultante da corrente de dreno é, portanto, reduzi-
do conforme VGS se torna mais negativa, como mostra a 
Figura 6.26 para VGS = –1 V, –2 V, e assim por diante, até 
o valor de pinch-off de – 6 V. Os valores resultantes de 
corrente de dreno e o traçado da curva de transferência são 
exatamente como o descrito para o JFET.
Para valores positivos de VGS, a porta com potencial 
positivo atrai elétrons adicionais (portadores livres) do 
substrato do tipo p devido à corrente de fuga reversa e 
estabelece novos portadores por meio de colisões resultan-
tes entre partículas aceleradas. A Figura 6.26 mostra que, 
canal n
Substrato
Substrato
(Dreno)
Contatos 
metálicos
(porta)
(Fonte)
regiões n-dopadas
Figura 6.24 MOSFET tipo depleção de canal n.
–
+
VDD
 
Figura 6.25 MOSFET tipo depleção de canal n com 
VGS = 0 V e uma tensão VDD aplicada.
332 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
Boylestad_2012_cap06.indd 332 3/11/13 5:53 PM
conforme a tensão porta-fonte aumenta positivamente, a 
corrente de dreno cresce rapidamente pelas razões listadas 
anteriormente. O espaçamento vertical entre as curvas 
VGS = 0 V e VGS = + 1 V da Figura 6.26 é uma clara indi-
cação do quanto a corrente aumenta quando se varia VGS 
em 1 volt. Devido à elevação rápida, o usuário deve estar 
atento à especificação para a corrente máxima de dreno, 
uma vez que ela pode ser ultrapassada com uma tensão 
positiva de porta. Isto é, para o dispositivo da Figura 6.26, 
a aplicação de uma tensão VGS = +4 V resultaria em uma 
corrente de dreno de 22,2 mA, capaz de eventualmente 
exceder a especificação máxima (de corrente ou potência) 
para o dispositivo. Como mencionado, a aplicação de uma 
tensão positiva porta-fonte “intensificou” o número de 
portadores livres no canal, em comparação ao estabelecido 
quando VGS = 0 V. Por esse motivo, a região de tensões 
positivas de porta nas curvas características de dreno ou 
na curva de transferência é geralmente chamada de região 
de intensificação; a região entre os valores decorte e sa-
turação de IDSS chama-se região de depleção.
É particularmente interessante e útil saber que a 
equação de Shockley pode ser aplicada às características 
do MOSFET tipo depleção tanto nas regiões de depleção 
quanto nas de intensificação. Para ambas as regiões, deve-
mos apenas inserir o sinal de VGS apropriado e monitorá-lo 
durante as operações matemáticas.
eXeMPLo 6.3
Esboce a curva de transferência para um MOSFET tipo 
depleção de canal n com IDSS = 10 mA e VP = – 4 V.
solução:
Em
 VGS = 0 V, ID = IDSS = 10 mA
VGS = VP = -4 V, ID = 0 mA
VGS =
VP
2 =
-4 V
2 = -2 V, 
 ID =
IDSS
4 =
10 mA
4 = 2,5 Am
e em
 
ID =
IDSS
2
,
 VGS = 0,3 VP = 0,3(– 4 V) = –1,2 V,
que aparecem na Figura 6.28.
V
VGS
2
–1–2–3–4–5–6 0 1
2
4
0,3
8
10,9
IDSS
IDSS
4
IDSS
VP
0
ID (mA) ID
VGS = + 1 V
VGS = 0 V
VGS = –1 V
– 4 V
–5 V
VGS = –2 V
Modo 
depleção Modo 
intensificação
VGS = – 6 VVP=
VDS
VP = –3 VVGS =
2
P
VP
2
Figura 6.26 Curvas características de dreno e curva de transferência para um MOSFET tipo depleção de canal n.
canal n
Contato metálico
Elétrons repelidos 
pelo potencial 
negativo na porta 
Camada de SiO2
Processo de 
recombinação
Substrato de 
material p
Lacunas atraídas 
ao potencial 
negativo na porta
Figura 6.27 Redução dos portadores livres no canal 
devido ao potencial negativo no terminal de porta.
Capítulo 6 transistores de efeito de campo 333
Boylestad_2012_cap06.indd 333 3/11/13 5:53 PM
Antes de traçarmos a curva para a região de valores po-
sitivos de VGS, devemos lembrar que ID aumenta muito 
rapidamente para valores positivos crescentes de VGS. 
Em outras palavras, devemos escolher valores razoáveis 
para serem substituídos na equação de Shockley. Nesse 
caso, tentaremos +1 V, como segue:
ID = IDSS a1 -
VGS
VP
b
2
= (10 mA) a1 -
+1 V
-4 V b
2
= (10 mA) (1 + 0,25)2 = (10 mA) (1,5625)
15,63 Am
que é suficientemente alto para que o gráfico seja 
completado. 
MosFet tipo depleção de canal p
A construção do MOSFET tipo depleção de canal p 
é exatamente o oposto do que é mostrado na Figura 6.24. 
Isto é, existe agora um substrato do tipo n e um canal do 
tipo p, como mostra a Figura 6.29(a). Os terminais são os 
mesmos, mas todas as polaridades das tensões e os senti-
dos das correntes são invertidos, como mostra essa mesma 
figura. As curvas características de dreno têm o mesmo 
formato das curvas apresentadas na Figura 6.26, mas com 
valores negativos de VDS, valores positivos de ID (uma vez 
que o sentido definido foi invertido) e polaridades opostas 
para VGS, como podemos observar na Figura 6.29(c). A 
inversão da polaridade de VGS resulta em uma curva de 
transferência com o mesmo formato da anterior, porém 
refletida em relação ao eixo ID, como mostra a Figura 
6.29(b). Isto é, a corrente de dreno aumentará do corte, 
em VGS = VP na região positiva de VGS até IDSS, e continuará 
a aumentar para valores cada vez mais negativos de VGS. 
A equação de Shockley ainda é aplicável e requer apenas 
a utilização do sinal correto de VGS e VP.
 
,
Figura 6.28 Curva característica de transferência para um 
MOSFET tipo depleção de canal n com IDSS = 10 mA e VP = –4 V.
VP
IDSS
–1 1 2 3 4 5 6
1
2
3
4
5
6
8
VGS
ID (mA)
VDS
VGS = +1 V
VGS = 0 V
VGS = –1 V
VGS = +6 VVP=
VGS = +2 V
VGS = +3 V
VGS = +4 V
VGS = +5 V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(c)
SS
D
G
p
S
n
)b()a(
p
p
ID
+
–
VGS
0 0
7
ID (mA)
9
 
Figura 6.29 MOSFET tipo depleção de canal p com IDSS = 6 mA e VP = + 6 V.
334 dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
Boylestad_2012_cap06.indd 334 3/11/13 5:53 PM
símbolos, folhas de dados 
e encapsulamento
Os símbolos gráficos de um MOSFET dos tipos 
depleção de canal n e p são mostrados na Figura 6.30. 
Observe que os símbolos escolhidos tentam refletir a 
construção real do dispositivo. A falta de uma conexão 
direta (devido à isolação da porta) entre a porta e o canal 
é representada por um espaço entre a porta e os outros 
terminais do símbolo. A linha vertical que representa o 
canal conecta o dreno à fonte e é “sustentada” pelo subs-
trato. Há dois símbolos para cada tipo de canal, pois, em 
alguns dispositivos, o substrato tem um terminal externo, 
enquanto em outros não tem. Em grande parte da análise 
feita no Capítulo 7, o substrato e a fonte são conectados e 
serão utilizados os símbolos inferiores.
O dispositivo que aparece na Figura 6.31 tem três 
terminais, e a identificação deles é mostrada na mesma 
figura. A folha de dados para um MOSFET tipo depleção 
é semelhante à de um JFET. Os valores de VP e IDSS são 
fornecidos ao longo da lista, com os valores máximos 
permitidos e as características para os estados “ligado” e 
“desligado”. No entanto, uma vez que ID pode ultrapassar 
o valor IDSS, normalmente é fornecido outro ponto que 
represente um valor típico de ID para uma tensão positiva 
(quando o dispositivo é de canal n). Para o exemplo da 
Figura 6.31, ID é especificado como ID(ligado) = 9 mA CC, 
com VDS = 10 V e VGS = 3,5 V.
6.8 MosFet tiPo intensiFiCação
Apesar de haver algumas semelhanças em estrutura 
e modo de operação entre MOSFET tipo depleção e 
MOSFET tipo intensificação, as características do MOSFET 
tipo intensificação são bastante diferentes de todas as que 
foram obtidas até agora. A curva de transferência não é 
definida pela equação de Shockley, e a corrente de dreno 
para esse dispositivo é nula até a tensão porta-fonte atingir 
determinado valor. Em particular, o controle da corrente 
nesse dispositivo de canal n é realizado por uma tensão 
positiva porta-fonte, o que não ocorre com o JFET de canal 
n e com o MOSFET tipo depleção de canal n, onde esse 
controle é feito por tensões negativas.
estrutura básica
Na Figura 6.32 é mostrada a estrutura básica de um 
MOSFET tipo intensificação de canal n. Uma camada 
grossa de material do tipo p é formada a partir de uma 
base de silício, e é chamada de substrato. Como no MOS-
FET tipo depleção, o substrato, às vezes, está conectado 
internamente ao terminal de fonte e, em outras, temos 
um quarto terminal (denominado SS) disponível para o 
controle do potencial do substrato. Os terminais de fonte 
e de dreno estão conectados novamente às regiões dopadas 
do tipo n, por meio de contatos metálicos, mas observe, na 
Figura 6.32, que não existe um canal entre as duas regiões 
dopadas do tipo n. Essa é a diferença principal que existe 
entre a estrutura do MOSFET tipo depleção e a do MOS-
FET tipo intensificação: a ausência de um canal como 
um componente construtivo do dispositivo. A camada de 
SiO2 ainda está presente para isolar a plataforma metálica 
de porta da região entre o dreno e a fonte, porém, nesse 
caso, é simplesmente o substrato do tipo p. Em suma, 
portanto, a construção de um MOSFET tipo intensificação 
é bem similar à do MOSFET tipo depleção, exceto pela 
ausência de um canal entre os terminais de dreno e fonte 
no tipo intensificação.
operação básica e curvas características
Se VGS é igual a 0 V e uma tensão é aplicada entre o 
dreno e a fonte do dispositivo da Figura 6.32, a ausência de 
um canal n (com uma quantidade generosa de portadores 
livres) resultará em uma corrente efetiva de 0 A, o que 
é bem diferente de um MOSFET tipo depleção e de um 
JFET, onde ID = IDSS. Não é suficiente acumular grande 
número de portadores (elétrons) no dreno e na fonte (de-
vido às regiões dopadas tipo n) se não existe um caminho 
entre os dois. Com VDS positiva, VGS em 0 V e o terminal 
SS conectado diretamente à fonte, há, na verdade, duas 
junções p-n reversamente polarizadas entre as regiões do-
padas do tipo n e os substratos p que se opõem a qualquer 
fluxo significativo entre o dreno e a fonte.
Na Figura 6.33, tanto VDS como VGS são tensões 
positivas, e estabelecem desse modo um potencial po-
sitivo para o dreno e para a porta em relação à fonte. O 
potencial positivo na porta pressionará as lacunas (uma 
canal n canal p
Figura 6.30 Símbolos gráficos para (a)MOSFETs tipo 
depleção de canal n e (b) MOSFETs tipo depleção de canal p.
Capítulo 6 transistores de efeito de campo 335
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