Dados ID =14 mA e VGS =1 V, determine VP se IDSS =9,5 mA para um MOSFET tipo depleção.
Passo 1
O enunciado dá os seguintes valores e pede um único valor:
e pede que determinemos
para um MOSFET do tipo depleção.
Anotei: queremos (tensão de pinch‑off) sabendo
,
e
.
Anotei: queremos
Passo 2
Qual fórmula usamos? Para um MOSFET depleção (modo n, com corrente em saturação), a característica de transferência normalmente usada é a forma quadrática análoga à do JFET:
Explicando cada símbolo:
-
é a corrente de dreno (o que foi dado: ); -
é a corrente de dreno com (dado: ); -
é a tensão porta‑fonte (dado: ); -
é a tensão de pinch‑off que queremos achar.
Observação didática rápida: essa fórmula diz que a corrente varia como o quadrado de um termo que representa quanto a tensão de porta afeta a condutância do canal. Para um dispositivo depleção com, a expressão pode ser maior que 1 quando , o que permite .
Passo 3
Isolando
na fórmula: começamos tirando raiz quadrada de ambos os lados (tomando a raiz positiva do quadrado porque para os valores físicos do problema a expressão dentro do quadrado é positiva):
Agora isolamos
:
E finalmente isolamos
:
Essa é a expressão que vamos usar para calcular numericamente
.
Passo 4
Vamos calcular passo a passo os termos numéricos. Primeiro a razão
:
Passo 5
Agora a raiz quadrada dessa razão. Estimando a raiz:
(Verificação rápida:
, então a aproximação está consistente.)
Passo 6
Substituindo na expressão para
:
Interpretação: o sinal negativo de
é esperado para um MOSFET depleção n‑channel — indica que é preciso aplicar uma tensão negativa na porta para “fechar” o canal completamente.