Aula 22 - LSI/USP

PSI 2223 – Introdução à Eletrônica
Programação para a Terceira Prova
22ª Aula:
O MOSFET como Amplificador II
Ao final desta aula você deverá estar apto a:
- Identificar as configurações básicas de amplificadores MOSFET
empregados em Circuitos Integrados
- Explicar a necessidade de polarizar para ID constante
- Determinar o ganho de tensão nas configurações fonte comum,
porta comum e dreno comum
Uma palavra sobre Circuitos Amplificadores
Amplificador de Tensão
Amplificador de Transcondutância
Avo
(max Av )

vo
vi
Gm o 
io  0
Amplificador de Tensão
io
vi
vo  0
Amplificador de Transrresistência
Ais
(max Ai )
i
 o
ii
Rm o 
vo  0
vo
ii
io  0
Uma palavra sobre Circuitos Amplificadores
Amplificador de Tensão
Avo
(max Av )
Av 
Ai 
vo

vi
vo
vi
io
ii
Carga 
vi
Ri 
ii
Rin 
Carga  R L

Ais
Carga RL
vo
Gv 
vsig
(max Ai )
Gvo
Carga RL
vi
ii
io
ii
vo

vsig
Carga 
vx
Ro 
ix
vi 0
Carga R L
Carga curto
Carga 
Rout 
vx
ix
vsig 0
Parâmetros de Circuitos Amplificadores
Amplificador de Tensão
v
Rin  i
ii
Amplificador de Tensão
Avo
Carga R L
(max Av )
v
 o
vi
v
Ro  x
ix
Carga 
Gvo
vi 0
v
 o
vsig
Amplificador de Transcondutância
Gm 
io
vi
Carga curto
Relações
vi
Rin

v sig Rin  Rsig
RL
Av  Avo
RL  Ro
Avo  Gm Ro
Rin
RL
Avo
Rin  Rsig
RL  Ro
Ri
Gvo 
Avo
Ri  Rsig
RL
Gv  Gvo
RL  Rout
Gv 
Rout 
Carga 
vx
ix
vsig 0
Configurações Básicas de Amplificadores MOS em
Circuitos Integrados
carga passiva
carga passiva
ID mais constante
carga ativa
ID total// constante
(se I ideal)
Porque manter ID constante?
vd
AV 
 gm (RD // ro // RL )
v gs
iD
gm 
vGS
vGS VGS
− 2mV/°C
W
 kn . .(VGS  Vt )
L
cai fortemente com a temperatura
estabilizar ID
gm
2I D

VGS  Vt 
ajustar Vt
Configurações mais comuns para
Amplificadores MOS
carga ativa
Fonte Comum
(CS)
Porta Comum
(PC)
Dreno Comum
(DC)
O Amplificador MOS Fonte Comum (CS)
O Amplificador MOS Fonte Comum (CS)
AV, Rin, Rout, GV
Rin 
Av 
vi
ii
vo
vi
Carga R L
Carga  R L
vi
v i  RG ii  Rin 
 RG ( Ri )
ii
Av  gm (RD / /ro / /RL )
O Amplificador MOS Fonte Comum (CS)
AV, Rin, Rout, GV
vi 
RG
vsig
RG  Rsig
Rout 
v
Gv  o
vsig
Carga RL
vx
ix
vsig 0
Rout  (ro / /RD )
RG
Gv 
Av
RG  Rsig
Av  gm (RD / /ro / /RL )
O Amplificador MOS Fonte Comum (CS)
AV, Rin, Rout, GV – Análise NO CIRCUITO
Análise no Circuito
O Amplificador MOS Fonte Comum (CS)
Av  gm (RD / /ro / /RL )
Rin  RG
Rout  (ro / /RD )
Gv 
RG
Av
RG  Rsig
Um Amplificador MOS Fonte Comum (CS) Alternativo:
O Amplificador Fonte Comum com Resistência de Fonte
Amplificador Fonte Comum Tradicional
Amplificador Fonte Comum com
Resistência de Fonte
Um Amplificador MOS Fonte Comum (CS) Alternativo:
O Amplificador Fonte Comum com Resistência de Fonte
iD  kn
W
L
vGS  Vt 
2
2
Um Amplificador MOS Fonte Comum (CS) Alternativo:
O Amplificador Fonte Comum com Resistência de Fonte
Um Modelo para Pequenos Sinais Alternativo:
O Modelo T para Pequenos Sinais
Um Modelo para Pequenos Sinais Alternativo:
O Modelo T para Pequenos Sinais com ro
Os Modelos para Pequenos Sinais para o FET
(utilizados neste curso)
Modelo Tradicional
Modelo T
Um Amplificador MOS Fonte Comum (CS) Alternativo:
O Amplificador Fonte Comum com Resistência de Fonte
Um Amplificador MOS Fonte Comum (CS) Alternativo:
O Amplificador Fonte Comum com Resistência de Fonte
sem ro
Rin  RG
(análise complicaria)
Rout 
vx
ix
Rout  RD
v o  (RD / /R L )id  
vsig 0
(não temos ro )
(RD / /RL )v i
1
(
 RS )
gm
gm
Av  
(RD / /R L )
1  g m Rs
(RD / /R L )
se gm Rs  1
Rs
RG
Gv 
Av
RG  Rsig
Av  