Para um circuto de polarização fixa, determine os valores do ponto de operação DC: a corrente de dreno ( I_{D Q} ) e a tensão dreno-fonte ( V_{D S Q} ). Considere um JFET com I_{D S S}=8 \mathrm{~mA} e V_{G S(\text { corte })}=-4 \mathrm{~V}. Os componentes do circuito são: V_{D D}=15 \mathrm{~V}, V_{G G}=2 \mathrm{~V}, R_{D}=1.2 \mathrm{k} \Omega e R_{G}=1 \mathrm{M} \Omega. (R: \left.I_{D Q}=2 m A, V_{D S Q}=12,6 V\right)

Passo 1

O enunciado dá um JFET canal-N em polarização fixa, com I_{DSS}=8\:\mathrm{mA} e V_{GS(\text{off})}=-4\:\mathrm{V}. A fonte de dreno é V_{DD}=15\:\mathrm{V}, há um resistor de dreno R_D=1{,}2\:\mathrm{k\Omega} e uma fonte de gate V_{GG}=-2\:\mathrm{V} via R_G\approx1\:\mathrm{M\Omega}. Precisamos achar o ponto de operação DC, ou seja, I_{DQ} e V_{DSQ}. Vamos usar a equação de Shockley e a lei de Ohm.

Passo 2

Como a corrente de gate é desprezível, a tensão no gate vale V_G=V_{GG}=-2\:\mathrm{V}. Não há resistor no source, então V_S=0\:\mathrm{V}. Logo
V_{GS}=V_G - V_S = -2\:\mathrm{V}.

Passo 3

Aplicamos a equação de Shockley para JFET depleção:
I_D = I_{DSS}\,\biggl(1 - \frac{V_{GS}}{V_{GS(\text{off})}}\biggr)^{2}.
Aqui V_{GS(\text{off})}=-4\:\mathrm{V} e I_{DSS}=8\:\mathrm{mA}.

Passo 4

Substituindo V_{GS}=-2\:\mathrm{V}:
1 - \frac{V_{GS}}{V_{GS(\text{off})}} =1 - \frac{-2}{-4} =1 - 0{,}5 =0{,}5,
então
I_{DQ} = 8\:\mathrm{mA}\times(0{,}5)^{2} =8\:\mathrm{mA}\times0{,}25 =2\:\mathrm{mA}.

Passo 5

Para achar V_{DSQ}, usamos a queda de tensão em R_D. A tensão no dreno é
V_D = V_{DD} - I_{DQ}\,R_D.
Como V_S=0, temos V_{DSQ}=V_D-0.

Passo 6

Substituindo valores:
V_{DSQ} = 15\:\mathrm{V} - (2\:\mathrm{mA})(1{,}2\:\mathrm{k\Omega}) =15\:\mathrm{V} - 2{,}4\:\mathrm{V} =12{,}6\:\mathrm{V}.

Resposta

I_{DQ}=2\:\mathrm{mA},\quad V_{DSQ}=12{,}6\:\mathrm{V}.

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