Lista_1_de_exercicios_de_transistores_MO

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Lista 1 de exercícios de transistores MOS 
 
 
1. Considerando o esquema de polarização mostrado na figura 1, usando uma fonte 
de alimentação de 15 V, projete o esquema de polarização, determinando RG1, 
RG2, RS e RD (com precisão de 2 digitos decimais) , de maneira que a corrente de 
dreno seja de 2 mA e as tensões em RS e RD sejam aproximadamente 1/3 da 
tensão de alimentação. O valor do maior resistor RG1 ou RG2 deve ser 22 MΩ. 
Qual a diferença de valor entre a tensão de dreno e a tensão de saturação. 
Os parâmetros do transistor utilizado são: 
 Vt = 1, 2V;  = 0; k’n = 80 µA/V
2
 ; W = 240 µm; L = 6 µm 
 
Resp: RG1 = 22 MΩ; RG2 = 20, 97 MΩ; RS = RD = 2, 50 kΩ 
 VDS está 3, 88V acima do limite de saturação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Polarização do transistor, usando resistor de fonte e fonte de alimentação 
simples. 
 
2. Usando a topologia de polarização mostrada na figura 2, com fontes de 
alimentação de  15 V, determine RS e RD (com 2 digitos significativos), 
considerando RG = 10 MΩ de maneira que a corrente de dreno seja 2 mA e VD 
seja um valor intermediário entre a região de corte e a região de saturação. 
Os parâmetros do transistor utilizado são: 
 Vt = 0, 8V;  = 0; k’n = 50 µA/V
2
 ; W = 200 µm; L = 4 µm 
 
Resp: RS = 6, 34 kΩ; RD = 0, 85 kΩ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Polarização do transistor, usando resistor de fonte e duas fontes de 
alimentação. 
3. Para o circuito de polarização mostrado na figura 1, com VG = 4 V e RS = 1kΩ, 
determine a corrente de polarização. 
Os parâmetros do transistor utilizado são: 
 Vt = 2, 0V; k’n (W/L) = 2mA/V
2 
Se for usado um transistor cujo parâmetro k’n (W/L) seja 50% maior, qual o aumento 
percentual em ID. 
 
Resp: ID = 1 mA; ID aumenta 13%. 
 
 
4. O circuito de polarização da figura 1 é usado em um projeto, com VG = 5V e RS = 
1kΩ. 
Para um transistor MOS com k’n (W/L) = 2 mA/V
2 
a tensão medida da fonte (S) foi 
de 2V. Qual é a tensão de limiar (Vt) para o transistor utilizado. Se um outro 
transistor cujo Vt seja 0, 5 V menor qual será o novo valor de VS . Qual a nova 
corrente de polarização.
 
 
Resp: ID = 1, 59 V; VS = 2, 37V ; ID = 2, 37 mA 
 
5. Projete um circuito de polarização como o mostrado na figura 2 para um transistor 
MOS tendo Vt = 2, 0V; k’n (W/L) = 2mA/V
2
 . Suponha que VDD = VSS = 10 V e 
projete para uma corrente de polarização de 1 mA e para obter o máximo ganho de 
tensão possível ( e portanto o maior valor de RD possível) consistente de modo a 
permitir uma excursão de 2 Vpp no dreno. Considere que o sinal de tensão no terminal 
fonte do FET seja zero. 
 
Resp: RS = 7 kΩ; RD = 11 kΩ 
 
 
6. Usando um esquema de polarização com alimentação como os mostrado na figura 3, 
com uma fonte de alimentação de 9V e um transistor MOS com as seguintes 
características: Vt = 1, 0V; k’n (W/L) = 0, 4 mA/V
2 
encontre RD para estabelecer uma corrente de dreno de 0, 2 mA.
 
 
Resp: RD = 35 kΩ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Circuito de polarização com RG de dreno para porta. 
 
7. Para o circuito da figura 4, com I = 1mA, RG = 0, RD = 5k e VDD = 10 V, para os 
dois casos abaixo, determine as tensões VS , VD e VDS. 
(a) Vt = 1 V e k’n (W/L) = 0, 5 mA/V
2 
(b) Vt = 2 V e k’n (W/L) = 1, 25 mA/V
2 
 
Resp: a) VGS = 3V ;VS = -3V; VGS = 8 V; b) VGS = 3, 3 V ;VS = -3, 3 V; VGS = 8 V 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Polarização do transistor MOS usando fonte de corrente constante. 
 
 
8. Para o circuito da figura 3, com RG = 10MΩ, RD = 10 kΩ e VDD = 10 V, para os 
dois casos abaixo, determine as tensões VD e VG. 
(a) Vt = 1 V e k’n (W/L) = 0, 5 mA/V
2 
(b) Vt = 2 V e k’n (W/L) = 1, 25 mA/V
2 
 
Resp: a) VD = VG = 2, 7 V; VD = VG = 3, 05 V 
 
 
9. Considere o amplificador mostrado na figura 5 com os seguintes valores: 
 
Vt = 2, 0V; k’n (W/L) = 1mA/V
2
 ; VGS = 4V ;VDD = 10V e RD = 3, 6 kΩ 
 
Determine: a) IC e VD ; b) gm no ponto de polarização; c) o ganho de tensão; d) 
considerando que  = 0, 01/V, determine rO no ponto de polarização e determine o 
ganho de tensão. 
 
Resp: a) IC = 2 mA VD = 2, 8 V 
b) gm = 2 mA/V 
c) Av = -7, 2 V/V 
d) rO = 50 kΩ Av = -6, 7 V/V
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Amplificador com transistor MOS para pequenos sinais. 
 
 
10. No circuito da figura 6, o transistor possui Vt = 0, 9V , VA = 50 V e opera com VD 
= 2 V. Determine o ganho de tensão. Quais os novos valores VD e do ganho de tensão 
se a corrente aumentar para 1 mA. 
Resp: Av = -7, 2 V/V; rO = 50 kΩ Av = -10, 8 V/V
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Amplificador com polarização com resistência dreno-porta. 
 
 
11. Para o circuito da figura 7, considerando os seguintes parâmetros para o transistor 
MOS: 
Vt = 1, 0V; k’n (W/L) = 2mA/V
2
 
a) Determine VGS , VD e ID 
b) Determine rO e gm considerando VA = 100 V 
c) Desenhe o circuito equivalente para pequenos sinais do amplificador considerando 
todos os componentes (capacitores em curto). 
d) Determine: Rin , vgs/vsig , vO/ vgs, vO/vsig 
 
Resp: a) VGS = 2V; VD = 7, 5V; ID = 1mA 
 b) gm = 2mA/V; rO= 100 kΩ 
 d) Rin = 3, 33 MΩ; vgs/vsig = 0, 97 V/V; vO/ vgs = 8, 2 V/V; vO/vsig = 7, 95 V/V
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Amplificador MOS fonte comum