Capitulo 9

Prévia do material em texto

Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
1 
Unidade IX – Análise do FET para pequenos 
sinais 
 
Amplificadores 
14/11/2012 08:54 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
2 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Determinação de gm: 
 Graficamente: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
3 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Determinação de gm: 
 Matematicamente: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 P/ VGS=0; 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
4 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Curva gm x VGS 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
5 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Curva gm x ID 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
6 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Impedância de Entrada, Zi: 
 
 Os valores de impedância de entrada dos FET’s disponíveis 
comercialmente variam entre 109Ω e 1015Ω, o suficiente para, 
considerarmos em nossa análise: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
7 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Impedância de Saída, Zo: 
 
 
 
 
 
 
 
 onde yos é um parâmetro da folha de especificações do FET e 
corresponde à uma admitância equivalente do circuito de saída 
associado ao terminal de fonte. Seu valor variam tipicamente entre 
10μS a 50μS. 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
8 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Impedância de Saída, Zo: 
 Determinação gráfica 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
9 
14/11/2012 08:54 
Modelo do FET para pequenos sinais 
 Circuito equivalente ac: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
10 
14/11/2012 08:54 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Circuito: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
11 
14/11/2012 08:54 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Modelo equivalente ac: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
12 
14/11/2012 08:54 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Determinando Zi: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
13 
14/11/2012 08:54 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Determinando Zo: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
14 
14/11/2012 08:54 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Determinando Av: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
15 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Determinando Av: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
16 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Exemplo: Para o circuito abaixo, que possui um ponto de operação em 
VGSQ=-2V e IDQ=5,625mA e o valor de yos é de 40μS, determine: 
 
 gm; 
 
 rd; 
 
 Zi; 
 
 Zo; 
 
 Av; 
 
 Av ignorando rd; 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
17 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
18 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Polarização Fixa 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
19 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Autopolarização 
 Circuito: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
20 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Autopolarização 
 Modelo equivalente ac: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
21 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Autopolarização 
 Como o modelo ac é idêntico ao circuito com polarização fica, 
as expressões dos parâmetros dão as mesmas: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
22 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Divisor de Tensão 
 Circuito: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
23 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET com Divisor de Tensão 
 Modelo equivalente ac: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Obs.: As expressões para este modelo são as mesmas mostradas 
anteriormente, apenas substituindo RG por R1||R2. 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
24 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Circuito: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
25 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Modelo equivalente ac: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
26 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Determinando Zi: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
27 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Determinando Zo: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
28 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte Determinando Zo: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
29 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Determinando Zo: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
30 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Determinando Av: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
31 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Determinando Av: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
32 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Exemplo: Para o circuito abaixo, que possui um ponto de 
operação em VGSQ=-2,86V e IDQ=4,56mA, determine: 
 
 gm; 
 
 rd; 
 
 Zi; 
 
 Zo com e sem rd; 
 
 Av com e sem rd; 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
33 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
34 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
35 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Seguidor de Fonte 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
36 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Porta-Comum 
 Circuito: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
37 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Porta-Comum 
 Modelo equivalente ac: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
38 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Porta-Comum 
 Definição de Zi: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
39 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Porta-Comum 
 Definição de Zo: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
40 
14/11/2012 08:55 
Circuito JFET Porta-Comum 
 Definição de Av: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
41 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Depleção 
 Modelo equivalente ac: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O modelo ac para o MOSFET Depleção é idêntico ao modelo do JFET, 
portanto, todas as expressões deduzidas para as configurações de 
polarização são as mesmas. A única diferencia é a que o MOSFET 
Depleção pode adentrar na região de intensificação. 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
42 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Depleção 
 Exemplo: Para o circuito abaixo, que possui um ponto de 
operação em VGSQ=1,5V e IDQ=7,6mA, determine: 
 
 gm; 
 
 rd; 
 
 Desenhe o equivalente ac 
 
 Zi; 
 
 Zo; 
 
 Av; 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
43 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Depleção 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
44 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Depleção 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
45 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Depleção 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
46 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Modelo equivalente ac: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
47 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Polarização por Divisor de Tensão: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
48 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Polarização por Divisor de Tensão 
 Equivalente ac: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Como o modelo equivalente ac é identico ao estudado anteriormente, 
as mesmas expressões são válidas para o cálculo dos parâmetros do 
amplificador. 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
49 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Polarização por Divisor de Tensão 
 
 
 
 
 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
50 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Realimentação do Dreno 
 
 
 
 
 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
51 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Realimentação do Dreno 
 Equivalente ac 
 
 
 
 
 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
52 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Realimentação do Dreno 
 Definição de Zi: 
 
 
 
 
 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
53 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Realimentação do Dreno 
 Definição de Zo: 
 
 
 
 
 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
54 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Circuito com Realimentação do Dreno 
 Definição de Av: 
 
 
 
 
 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
55 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Exemplo: Para o circuito abaixo, que possui um ponto de 
operação em VGSQ=6,4V e IDQ=2,75mA e k=0,24 x 10
-3 A/V2, 
determine: 
 
 gm; 
 
 rd; Zi com e sem rd; 
 
 Zo com e sem rd; 
 
 Av com e sem rd; 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
56 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
57 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
58 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Solução: 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Eletrônica Analógica I 
Tema : Análise do FET para pequenos sinais 
Professor: Paulo César do Nascimento 
59 
14/11/2012 08:55 
MOSFET tipo Intensificação 
 Solução: