- Resolva:
(b) Determine a tensão de pinch-off de um JFET com
e IDSS
.
(b) Determine a tensão de pinch-off de um JFET com
Passo 1
O enunciado pede para determinar a tensão de pinch-off de um JFET, e fornece duas informações numéricas:
Aqui devemos encontrar a tensão de pinch-off (normalmente denotada por
ou
). Essas são as únicas informações fornecidas.
Passo 2
Vamos escrever a expressão básica que relaciona a corrente de dreno
com a tensão de gate-source
para um JFET (a forma quadrática habitual):
Expliquei abaixo o que cada símbolo significa:
-
: corrente de dreno para uma dada . -
: corrente de dreno com (valor máximo de dreno). -
: tensão gate-source. -
(ou ): tensão de pinch-off (valor de que faz ; em JFET de canal n costuma ser negativa).
Passo 3
A transcondutância
é definida como a derivada da corrente de dreno em relação a
:
Agora derivamos a expressão de
em relação a
. Primeiro, derive passo a passo:
Aplicando a regra da cadeia:
Simplificando:
Observação sobre o sinal: o sinal negativo aparece porque, para um JFET de tipo n, aumentar
(tornando-o menos negativo) aumenta
; aqui estamos seguindo a forma algébrica. Para a magnitude da transcondutância em
(que é o que nos deram como
), avaliamos essa expressão em
.
Passo 4
Avalie
em
. Substituindo
na expressão:
Tomando a magnitude (ou considerando que
é negativo para JFET de canal n), obtemos a relação prática:
Ou, se quisermos a convenção com sinal (pinch-off negativo):
Passo 5
Agora fazemos as conversões de unidades e substituímos os valores numéricos. Converta para unidades do SI:
Calcule o numerador:
Agora divida por
:
Como a tensão de pinch-off para um JFET de canal n é negativa, escrevemos:
Passo 6
Verificação rápida: se calcularmos
a partir de
e
, obtemos
o que bate com o dado inicial. Tudo consistente — boa checagem para a prova!