Calculadora de corrente de dreno MOSFET em saturação

Informe a sobretensão em volts e o parâmetro em amperes por volt ao quadrado; o resultado aparece em amperes e miliamperes. Ela é útil para estimativas rápidas de polarização, estudos e verificações iniciais quando o modelo de canal longo é adequado.

Escolha as duas grandezas exigidas pela equação

O modelo quadrático de saturação usa a sobretensão de porta, não apenas a tensão entre porta e fonte. A sobretensão, normalmente indicada por V_OV, é V_GS menos a tensão de limiar V_TH. Se o circuito fornecer V_GS e V_TH separadamente, faça a subtração antes de informar o valor. A segunda entrada é o parâmetro de transcondutância k do dispositivo, expresso em amperes por volt ao quadrado. Nesta calculadora, k é definido de forma que a corrente de dreno seja igual à metade de k multiplicada pelo quadrado de V_OV. Folhas de dados e livros nem sempre adotam os mesmos símbolos ou definições: alguns chamam o parâmetro de beta, outros incorporam o fator de um meio à constante, e há fontes que distinguem a transcondutância do processo do parâmetro do dispositivo ajustado pela geometria. Confirme a convenção antes de copiar qualquer valor. Informe somente números finitos e não negativos. Sobretensão ou parâmetro zero resulta em corrente zero neste modelo ideal; a sobretensão negativa é recusada porque a expressão solicitada descreve condução em saturação, e não a região sublimiar. Preserve a coerência das unidades: volts e amperes por volt ao quadrado resultam em amperes.

Entenda o resultado da lei quadrática

A calculadora avalia I_D = 0.5 × k × V_OV². Como a sobretensão é elevada ao quadrado, a corrente responde fortemente à polarização da porta: dobrar V_OV quadruplica a corrente ideal quando k permanece constante. A resposta apresenta a corrente em amperes e miliamperes, repete as entradas normalizadas com suas unidades e identifica a equação aplicada. Por exemplo, sobretensão de 2.5 volts e k de 0.004 amperes por volt ao quadrado produzem 0.0125 amperes, ou 12.5 miliamperes. O cálculo pressupõe que o MOSFET já esteja operando em saturação. No modelo NMOS de canal longo mais simples, isso normalmente exige V_DS maior ou igual a V_OV. A ferramenta não recebe V_DS e, portanto, não verifica essa condição. Ela também desconsidera modulação do comprimento de canal, efeito de corpo, degradação da mobilidade, saturação de velocidade, temperatura, fuga e descasamento. Assim, o resultado representa um modelo, não uma medição garantida. Use-o como referência transparente, com hipóteses fáceis de conferir.

Use a estimativa com segurança no circuito

Use o resultado para definir um ponto inicial de polarização, comparar parâmetros de dispositivos ou conferir contas manuais antes de realizar uma simulação mais completa. Depois do cálculo, verifique se as tensões escolhidas de dreno e fonte realmente mantêm o dispositivo em saturação e se a dissipação prevista, I_D vezes V_DS, é aceitável. Para um MOSFET discreto, consulte as curvas de transferência e as faixas dos parâmetros, pois a tensão de limiar e a transcondutância podem variar bastante entre componentes e com a temperatura da junção. Em projetos integrados, compare a corrente ideal com o modelo de processo no comprimento e largura de canal, alimentação e corners relevantes. Se a sua fonte definir beta para uma equação sem o fator de um meio, converta o valor antes de usar esta calculadora; caso contrário, a resposta ficará diferente por um fator de dois. Chamadas automatizadas custam US$ 0,002 por solicitação, enquanto o cálculo no navegador atende a verificações interativas. Registre as entradas e a equação com o resultado para que outras pessoas possam reproduzir a hipótese adotada.