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Pr´
atica 10: FET Operando como Chave
20159049702 - Mariana de Sousa Moura - Turma 01 - 2018.2
Resumo—Desenvolvimento do circuito com MOSFET de
intensificac¸ ˜
ao de canal n operando como chave. An´
alise do valores
de corrente de dreno e tens˜
oes sobre os terminais dreno-fonte
em func¸ ˜
ao da aplicac¸ ˜
ao de tens˜
ao entre os terminais porta-fonte.
Estudo das formas de onda das tens˜
oes sobre componentes do
circuito.
I. OB JE TIVO S
O objetivo principal desta pr´
atica ´
e projetar e analisar o fun-
cionamento de um MOSFET como chave mediante simulac¸˜
ao
e experimentac¸˜
ao.
II. I NT RODU C¸˜
AO
Transistor FET(Field-Effect Transistor) ´
e um dispositivo
semicondutor, assim como o TBJ, formado por trˆ
es terminais.
Estes dispositivos operam, como o pr´
oprio nome sugere,
pelo efeito de campo el´
etrico. O transistor FET apresenta os
terminais dreno (D),porta (G) efonte (G) e este canais se
comunicam de acordo com cada tipo.
Um dos tipos de FETs mais comum ´
e o
transistor de efeito de campo metal-´
oxido-semicondutor
(MOSFET). Este dispositivos dividem-se em dois tipos:
deplec¸˜
ao eintensificac¸˜
ao. Esses dois tipos ainda se
subdividem em canal n e canal p, por´
em apresentam
modos semelhantes de operac¸˜
ao, mudando-se apenas o
portador majorit´
ario que permite a conduc¸˜
ao.
Transistor de Efeito de Campo (FET) ´
e um tipo de transistor
controlado por uma fonte tens˜
ao, ou seja, ´
e poss´
ıvel controlar
o n´
ıvel de carga entre dois terminais, dreno e fonte, aplicando-
se uma tens˜
ao entre os terminais porta-fonte.
Um MOSFET operando como chave trabalha nas regi˜
oes de
corte (chave aberta) e saturac¸˜
ao (chave fechada). O modo de
funcionamento ´
e semelhante do TBJ nas mesmas condic¸˜
oes,
por´
em a corrente de porta, IG´
e zero. Para o corte do transistor,
a tens˜
ao aplicada ao terminal de porta ´
e menor que a tens˜
ao
limiar, que ´
eam´
ınima tens˜
ao para induzir a formac¸˜
ao do canal
entre dreno e fonte e permitir a circulac¸˜
ao de corrente entre
esses terminais. Assim, quando n˜
ao circulac¸˜
ao de corrente
de dreno, o terminal de dreno-fonte tem mesmo valor da
tens˜
ao aplicada a esses terminais. Para a saturac¸˜
ao, VGS ´
e
maior que a tens˜
ao de limiar, havendo assim corrente de dreno
e esta ´
e a corrente m´
axima suportada por dispositivo a ser
acionado, entretanto faz-se necess´
ario que a tens˜
ao VDS seja
nula, sendo que, teoricamento, toda a tens˜
ao ´
e dissipada no
resistor empregado e em tal dispositivo. O valor do resistor
que ser´
a empregado pode ser encontrado aplicando a lei das
tens˜
oes a malha de sa´
ıda do circuito.
III. MATERIAIS E M´
ETO DOS
•Protoboard;
•Transitor npn IRF740;
•Diodo led vermelho;
•Fonte CC, Vcc, de 20 V;
•Resistores de 1 MΩe 1,2 kΩ;
•Cabos de conex˜
ao;
•Mult´
ımetro;
•Oscilosc´
opio;
•Gerador de Sinais.
IV. RES ULTADO S TE´
ORICOS
O circuito da Figura 1mostra um MOSFET de canal n
operando entre as regi˜
oes de corte e saturac¸˜
ao, formado por
uma fonte de tens˜
ao VCC ligada aos terminais de dreno e
fonte, e outra fonte VBB ligada aos terminais de porta e fonte
e dois resistores, RGeRD.
Fig. 1: Transistor MOSFET operando como chave.
O valor da tens˜
ao VBB ´
e o sinal de uma onda quadrada
que varia de 0 a 10 V, com frequˆ
encia de 10 kHz. VCC ´
e
20 V. A queda de tens˜
ao no led ´
e 2 V, tendo uma corrente
m´
axima permitida 15 mA. Quando em corte, o transistor tem
tens˜
ao porta-fonte VGS igual a zero. Como n˜
ao haver´
a canal
ou caminho para circular a corrente entre dreno e fonte, a
corrente ID´
e nula. O canal ser´
a criado com aplicac¸˜
ao de uma
tens˜
ao VGS diferente de zero. Quando em saturac¸˜
ao, a tens˜
ao
VDS ´
e nula. Sabendo-se disso, ´
e poss´
ıvel determinar o resistor
RDentre dreno e fonte aplicando-se leis das tens˜
oes `
a malha
de sa´
ıda, Figura 2, do circuito mostrado na Figura 1. Assim,
RD´
e dado por (1).
