1

S 1

EE530 Eletrônica Básica IProf. Fabiano Fruett

Transistores de Efeito de Campo iii

• Configurações básicas de amplificadores MOS com carga ativa– Fonte Comum, Porta Comum e Dreno Comum

• Amplificadores Fonte Comum NMOS• Introdução aos inversores lógicos CMOS• Capacitâncias Intrínsecas• Freqüência de ganho unitário• Transistor de Efeito de Campo de Junção (JFET)

S 2

Configurações básicas de amplificadores

Fonte Comum, Porta Comum e Dreno Comum

2

S 3

Amplificador Fonte Comum FC e regiões de operação

S 4

Amplificador Fonte Comum Análise de pequenos sinais

22

Ao

REF

Vr

I=

( )1 1 2||ov m o o

i

vA g r rv

≡ = −

´1

1

2m n REFWg k IL

=

11

Ao

REF

Vr

I=

´

1

1 2

21

1 1

n

vREF

A A

WkL

AI

V V

= −+

´

1

12

Av n

REF

VWA kL I

−

3

S 5

Amplificador Porta Comum

( )( )1 1 1 2||v m mb o oA g g r r+

( )2

1 1 1

1 1i oi

i m mb o

v rRi g g r

≡ + +

S 6

Amplificador Dreno Comum (Seguidor de Fonte)

1

1 1

mv

m mb

gAg g+

( )1 1 1

1 1 1||1o

m mb m

Rg g g χ

= +

4

S 7

Amplificador Fonte Comum totalmente NMOS (Carga tipo enriquecimento)

1

2

2

11v

WLAWL

χ

= −

+

S 8

Amplificador Fonte Comum totalmente NMOS (Carga tipo enriquecimento)

Característica de Transferência

5

S 9

Amplificador Fonte Comum totalmente NMOS (Carga tipo depleção)

S 10

Amplificador Fonte Comum totalmente NMOS (Carga tipo depleção)

Característica de Transferência

6

S 11

Amplificador Fonte Comum (Carga tipo depleção) análise para pequenos sinais

1 1 22

1 || ||ov m o o

i mb

vA g r rv g

≡ = −

1 1

2 2

m mv

mb m

g gAg g

≅ − = −χ

1

2

1v

WLAWL

χ

= −

S 12

Inversor Lógico Digital CMOS

7

S 13

O Inversor lógico ideal

In Out

S 14

Operação do inversor

8

S 15

Capacitâncias Intrínsecas do MOSFET

Capacitâncias de porta:

Capacitâncias de junção (depleção):

, e gs gd gbC C C

e sb dbC C

S 16

Capacitâncias de junção (depleção):

Capacitâncias de porta:

g gs gb gd OXC C C C WLC= + + =

9

S 17

Efeito térmico no CMOS

Desvantagens da utilização do CMOS como sensor de temperatura:– Variações não tão previsíveis (baixa

repetibilidade)– Ausência da tensão de bandgap (Vg0)

( )2

2OX

D GS tC WI v V

Lµ

= − ( ) ( )tT V Tµ

SBFOX

bsF

OXmst V

CqN

CQ

V +Φ+Φ+−Φ= 22

2''

'0 ε

S 18

Modelo para pequenos sinais e altas freqüências

10

S 19

Freqüência de ganho unitário (fT)Freqüência em que o ganho de corrente de curto-circuito da config.

Fonte Comum se torna unitário

S 20

11

S 21

S 22

Parâmetros do Modelo Pspice de MOSFETS

Fonte: Tab. 5.3 Sedra

12

S 23

Transistor de Efeito de Campo de Junção (JFET)

SimbologiaCanal n Canal p

S 24

Funcionamento do JFET

13

S 25

Sugestão de estudo• Sedra/Smith cap. 5 seções 5.7, 5.8 e 5.10

– Exemplos, exercícios e problemas correspondentes

Para saber mais:

Paul R. Gray e Robert G. Meyer, Analysis and Design of Analog integrated Circuits, John Wiley & Sons

T. Tsividis, Design considerations in single-chanel MOS analog integrated circuits – A tutorial”, IEEE JSSC SC 13, pp 383-391, junho de 1978