Projete um circuito de polarização fixa para um JFET com I_{D S S}=15 \mathrm{~mA} e V_{G S(\text { corte })}=-5 \mathrm{~V}. O ponto de operação desejado (ponto Q) é I_{D Q}=6 \mathrm{~mA} e V_{D S Q}=7 \mathrm{~V}. Utilize uma fonte de alimentação V_{D D}=16 \mathrm{~V}. Determine os valores de R_{D} e V_{G G} .\left(\mathrm{R}: V_{G G}=1,84 V, R_{D}=1,5 k \Omega\right)

Passo 1

Temos um JFET com \,I_{DSS}=15\text{ mA}, \,V_{GS(\text{corte})}=-5\text{ V}, alimentado por V_{DD}=16\text{ V}, e queremos projetar um polarização fixa de modo que o ponto Q seja \,I_{DQ}=6\text{ mA} e \,V_{DSQ}=7\text{ V}. Para isso vamos usar a equação de Shockley
I_D = I_{DSS}\Bigl(1 - \frac{V_{GS}}{V_P}\Bigr)^2
e a relação de quedas de tensão no dreno-resistor.

Passo 2

Aplicamos a equação de Shockley em Q:
6\text{ mA} = 15\text{ mA}\,\Bigl(1 - \frac{V_{GS}}{-5\text{ V}}\Bigr)^2.
Dividindo ambos os lados por 15\text{ mA} obtemos
0,4 = \Bigl(1 + \frac{V_{GS}}{5}\Bigr)^2 \quad\Longrightarrow\quad 1 + \frac{V_{GS}}{5} = \sqrt{0,4} \approx 0,632.
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\frac{V_{GS}}{5} = -0,368 \quad\Longrightarrow\quad V_{GS} = -5 \times 0,368 \approx -1{,}84\text{ V}.

Passo 3

Para determinar R_D, fazemos balanço de tensões em dreno e resistor:
V_{DD} - I_{DQ}\,R_D - V_{DSQ} = 0 \quad\Longrightarrow\quad R_D = \frac{V_{DD}-V_{DSQ}}{I_{DQ}} = \frac{16\text{ V} - 7\text{ V}}{6\text{ mA}} = \frac{9\text{ V}}{6\cdot10^{-3}\text{ A}} =1{,}5\text{ k}\Omega.

Passo 4

Como a corrente de gate é praticamente nula, a tensão de polarização V_{GG} deve ser igual a |V_{GS}|, ou seja,
V_{GG} = 1{,}84\text{ V}.

Resposta

V_{GG} = 1{,}84\text{ V} R_{D} = 1{,}5\text{ k}\Omega

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