Segundo o datasheet do mosfet 2n7000, qual seria o valor de rds(on) para um VGS de 5V e um ID de 20mA?

Como a imagem apresenta apenas o enunciado sem as alternativas de múltipla escolha, trataremos a questão como uma análise técnica direta baseada nas especificações reais do componente.

Resumo da Resposta
O valor de r_{ds(on)} para o MOSFET 2N7000 nas condições indicadas (V_{GS} = 5V e I_D = 20mA) é aproximadamente $5\Omega$ (Ohms), variando tipicamente entre $3\Omega$ e $6\Omega$ dependendo do fabricante.

Análise Didática

1. O que é r_{ds(on)}?

O termo $r_{ds(on)}$ refere-se à resistência elétrica entre o Dreno e a Fonte quando o transistor está completamente ligado ("On"). Pense nele como um resistor pequeno controlado por voltagem.

• Objetivo: Minimizar a perda de energia e aquecimento quando o sinal passa pelo componente.
• Unidade: Ohms (\Omega).

2. Características do MOSFET 2N7000

O 2N7000 é um dos MOSFETs de canal N mais utilizados em eletrônica digital e projetos com microcontroladores (como Arduino e ESP32). Suas características principais incluem:

• Tipo: Canal N, Modo de Enriquecimento (Enhancement Mode).
• Tensão de Porta (V_{GS}): Para operar como chave, precisa de uma tensão superior à tensão de limiar (V_{th}), que fica entre $1.5V$ e $3.0V$.
• Corrente Máxima (I_D): Geralmente até $200mA$ contínuos.

3. Interpretação das Condições do Enunciado

A questão solicita o valor para duas condições específicas:

• V_{GS} = 5V: É a tensão típica de um circuito lógico digital (3.3V ou 5V). Com $5V$, o MOSFET conduz bem, embora a resistência seja ligeiramente maior do que se usássemos $10V$.
• I_D = 20mA: É uma corrente moderada/baixa, comum para acionar LEDs ou relés pequenos.

4. Dados do Datasheet (Tabela Comparativa)

Para entender o valor encontrado, vejamos como os fabricantes (como ON Semiconductor, Vishay ou Nexperia) especificam esse parâmetro:

Em muitas questões de concursos e vestibulares de engenharia/elétrica, adota-se o valor arredondado de $5\Omega$ como referência padrão para o 2N7000 operando com $5V$ de porta.

Conclusão

Com base na curva de transferência e nas tabelas de características elétricas padrão do componente 2N7000, o valor da resistência r_{ds(on)} para V_{GS} = 5V e I_D = 20mA é estimado em $5\Omega$.