ficha prática n.º 60: práticas de eletricidade - introdução à eletrónica

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ficha prática n.º 60 práticas de eletricidade INTRODUÇÃO À ELETRÓNICA. Manuel Teixeira ATEC – Academia de Formação

FET é o acrónimo em inglês de Field Effect Transistor ou Transístor de Efeito de Campo que, como o próprio nome diz, funciona através do efeito de um campo elétrico na junção. Este tipo de transístor tem muitas aplicações na área de amplificadores (a operar na área linear), em comutação (operando fora da área linear) ou em controlo de corrente sobre uma carga.

Nesta edição vamos analisar a sua vertente MOS. 24. MOSFET - METAL OXIDE SEMICONDUCTOR FIELD EFFECT TRANSISTOR

24.2. Classificação e simbologia Existem 2 tipos de transístores MOS: • empobrecimento ou depleção (depletion); • enriquecimento (enhancement).

2V GH WLSR HPSREUHFLPHQWR V¥R DQ£ORJRV DRV -)(7 6HP DSOLFD©¥R GH TXDOTXHU WHQV¥R ¢ JDWH SDUD XPD WHQV¥R ͤ[D GH GUHQR FRQGX]HP ¢ FRUUHQWH P£[LPD TXH GLPLQXL DR VHUHP DSOLFDGDV WHQV·HV ¢ JDWH 'DL que também sejam designados por autocondutores ou normally-on.

2V GR VHJXQGR WLSR GHVLJQDGRV SRU HQULTXHFLPHQWR Q¥R FRQGXzem a uma tensão de gate nula. A amplitude da corrente aumenta por DXPHQWRV GD WHQV¥R GH JDWH $QDORJDPHQWH WDPE«P V¥R GHVLJQDGRV por autobloqueados ou normally-off.

1RV GRLV WLSRV R VXEVWUDWR SRGH VHU WLSR 3 RX WLSR 1 4XDQGR R FDQDO « GH WLSR 1 DVVXPHP D GHVLJQD©¥R GH 1026 H GH 3026 TXDQGR tipo P (substrato tipo N) D

24.1. Introdução O nome de transístor de efeito de campo é derivado da sua principal RSHUD©¥R I¯VLFD FRPR YLPRV DW« DJRUD (VSHFLͤFDPHQWH R PHFDQLVmo de controlo é baseado no campo elétrico estabelecido pela tensão aplicada no terminal de controlo. Vimos ainda que a condução de corUHQWH DFRQWHFH SRU DSHQDV XP WLSR GH SRUWDGRU HOHWU·HV RX ODFXQDV

GHSHQGHQGR GR WLSR GH )(7 FDQDO 1 RX FDQDO 3 R TXH G£ DR )(7 XP RXWUR QRPH R WUDQV¯VWRU XQLSRODU (PERUD R FRQFHLWR E£VLFR GR )(7 WHQKD VLGR FRQKHFLGR GHVGH R GLVSRVLWLYR WRUQRX VH XPD UHDOLGDGH SU£WLFD DSHQDV HP 'HVGH R ͤQDO GH XP WLSR SDUWLFXODU GH )(7 R WUDQV¯VWRU GH HIHLWR GH FDPSR FRP PHWDO µ[LGR GH VHPLFRQGXWRU 026)(7 WRUQRX VH H[WUHPDPHQWH SRSXODU &RPSDUDQGR FRP RV %-7̵V RV WUDQV¯VWRUHV 026 SRGHP VHU IHLWRV FRP GLPHQV·HV PXLWR SHTXHQDV LVWR « RFXSDQGR XPD SHTXHQD £UHD GR VLO¯FLR QD SDVWLOKD GR &, H R VHX SURFHVVR GH IDEULFR « UHODWLYDPHQWH VLPSOHV $O«P GLVVR IXQ©·HV OµJLFDV GLJLWDLV e memórias podem ser implementadas com circuitos que usam exFOXVLYDPHQWH 026)(7̵V LVWR « Q¥R K£ QHFHVVLGDGH GH UHVLVW¬QFLDV RX G¯RGRV 3RU HVVDV UD]·HV D PDLRULD GRV FLUFXLWRV LQWHJUDGRV HP escala muito alta de integração (VLSI) são feitos atualmente usando-se a tecnologia MOS. Incluímos exemplos das pastilhas de microprocessador e de memória. A tecnologia MOS tem sido aplicada também extensivamente no projeto de circuitos integrados analógicos.

(PERUD D IDP¯OLD GH GLVSRVLWLYRV )(7 WHQKD Y£ULRV WLSRV GLIHUHQWHV GRV TXDLV M£ HVWXGDPRV R -)(7 D PDLRU SDUWH GHVWH WµSLFR « GHGLFDGD ao MOSFET tipo enriquecimento ou enaltecimento (enhancement R qual é o transístor de efeito de campo mais importante. A sua imporW¤QFLD HVW£ HP LJXDLV FRQGL©·HV FRP R WUDQV¯VWRU ELSRODU GH MXQ©¥R FDGD XP WHQGR D VXD SUµSULD £UHD GH DSOLFD©¥R Os transístores de efeito de campo são encontrados na forma discreta e vamos estudar a sua aplicação no projeto de circuitos discreWRV &RQWXGR R VHX XVR GH PDLRU LPSRUW¤QFLD « QR SURMHWR GH FLUFXLWRV integrados. &RPR D SRUWD VH HQFRQWUD LVRODGD HVWHV GLVSRVLWLYRV V¥R WDPE«P GHVLJQDGRV SRU ,*)(7 Insulated Gate Field Effect Transístor). www.oelectricista.pt o electricista 70

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Figura 196. 6¯PERORV GR (026 WLSR HQDOWHFLPHQWR ̰ GLVSRVLWLYR GH FDQDO 1 H GLVSRVLWLYR GH FDQDO 3

24.3. MOSFET de modo depleção $ )LJXUD UHSUHVHQWD XP 026)(7 GH PRGR GHSOH©¥R XP SHGD©R de material tipo N com uma porta isolada no lado esquerdo e uma região P no lado direito. A região P chama-se substrato. Os eletrões que fluem da fonte para o dreno devem passar através do estreito canal entre a porta e o substrato P. DRENO N PORTA

68%675$72 P N

SiO2 FONTE )LJXUD 026)(7 GH PRGR GHSOH©¥R

8PD ͤQD FDPDGD GH GLµ[LGR GH VLO¯FLR 6L22 HVW£ GHSRVLWDGD QR ODGR esquerdo do canal. O dióxido de silício constitui a composição do viGUR TXH « XP PDWHULDO LVRODQWH 1XP 026)(7 D SRUWD « PHW£OLFD 'HYLGR DR IDFWR GD SRUWD PHW£OLFD HVWDU LVRODGD GR FDQDO D FRUUHQWH GD SRUWD VHU£ GHVSUH]£YHO PHVPR TXH D WHQV¥R GD SRUWD VHMD SRVLWLYD