TRANSISTORES DE EFECTOS DE CAMPO (FET)

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TRANSISTORES DE EFECTOS DE CAMPO (FET)

Un transistor de efecto de campo (FET) es un dispositivo de tres terminales, el cual es controlado por voltaje y así en un voltaje particular puede definir sus condiciones de operación.

RECOMENDACIONES

Siempre maneje los MOSFET con un cuidado adicional debido a la electricidad estática que existe en lugares donde menos lo esperamos. No quite ningún mecanismo de cortocircuito entre los alambres de conexión del dispositivo hasta que esté instalado.

TIPOS DE FET

MESFET

Las barreras Schottky son barreras establecidas mediante la depositación de un metal como el tungsteno sobre un canal de tipo n. El uso de una barrera Schottky en la compuerta es la diferencia principal de los MOSFET tipo empobrecimiento o tipo enriquecimiento, los cuales emplean una barrera aislante entre el contacto metálico y el canal tipo p. La ausencia de una capa aislante reduce la distancia entre la superficie de contacto metálica de la compuerta y la capa semiconductora, lo que reduce el nivel de capacitancia parásita entre las dos superficies. El resultado del bajo nivel de capacitancia es una sensibilidad reducida a altas frecuencias (ya que se produce un efecto de cortocircuito), el cual soporta aún más la alta movilidad de los portadores en el material de GaAs. Debido a esta unión de metal semiconductor, es la razón por la cual estos FET reciben el nombre de transistores de efecto de campo de metal semiconductor (MESFET).

MOSFET

ENRIQUECIMIENTO

El transistor de efecto de campo semiconductor de oxido metálico de tipo enriquecimiento se compone de una losa de material p con una base de silicio y de nuevo se conoce como sustrato. Su característica que lo diferencia del otro tipo, es la ausencia de un canal como componente construido del dispositivo. La capa de SiO2 sigue presente para aislar la plataforma metálica de la compuerta de la región entre el drenaje y la fuente pero, ahora, simplemente está separada de una sección del material tipo p.

Las características de transferencia de un MOSFET tipo enriquecimiento no están definidas por la ecuación de Shockley sino por una ecuación no lineal controlada por el voltaje de la compuerta a la fuente, el voltaje de umbral, y una constante k definida por el dispositivo empleado. La gráfica resultante ID contra VGS se eleva exponencialmente con los valores crecientes de VGS.

EMPOBRECIMIENTO

El transistor de efecto de campo semiconductor de oxido metálico de tipo empobrecimiento tiene una placa de material tipo p a partir de una base de silicio y se conoce como sustrato. La fuente y el drenaje están conectados mediante contactos metálicos a regiones tipo n dopadas vinculadas a un canal n como se muestran en la figura. También la compuerta está conectada a una superficie de contacto metálica aunque permanece aislada del canal n por una capa de bióxido de silicio (SiO2) muy delgada. El hecho de que la capa de SiO2 sea una capa aislante es que no hay conexión eléctrica entre la terminal de compuerta y el canal de un MOSFET.

La capa aislante de SiO2 en la construcción de un MOSFET es la responsable de la muy deseable alta impedancia de entrada del dispositivo. Ya para el MOSFET de empobrecimiento tipo p, la conexiones son a la inversa.

JFET

La flecha en el símbolo de los JFET o de los MOSFET de canal n siempre apunta hacia el centro del símbolo, en tanto que la de un dispositivo de canal p siempre lo hace hacia fuera del centro del símbolo. Siendo este un tipo de dispositivo electrónico de tres terminales que puede ser usado como interruptor electrónicamente controlado, amplificador o resistencia controlada por voltaje.

COMPOSICION DEL JFET

Transistor de efecto de campo de unión (JFET)

CANAL P

Los materiales p y n son invertidos, las direcciones de la corriente definidas están invertidas, del mismo modo que las polaridades reales de los voltajes VGS y VDS. Para el dispositivo de canal p, el canal se estrechará al incrementarse el voltaje positivo de la compuerta a la fuente y la notación de doble subíndice producirá voltajes negativos .

CANAL N

Tiene 2 capas incrustadas de material p. La parte superior del canal tipo n está conectada mediante un contacto óhmico a un material conocido como drenaje (D), en tanto que el extremo inferior del mismo material está conectado mediante un contacto óhmico a una terminal conocida como fuente (S). Los dos materiales tipo p están conectados entre sí y a la terminal de compuerta (G). En esencia, por consiguiente, el drenaje y la fuente están conectados a los extremos del canal tipo n y la compuerta a las dos capas de material tipo p.

CARACTERISTICAS

- Es de alta impedancia. - Son más estables a la temperatura. - Es un dispositivo unipolar. - Las ganancias de voltaje de AC típicas para amplificadores de BJT son mucho mayores que para los FET. - El JFET puede utilizarse como un resistor controlado por voltaje por su sensibilidad única a la impedancia del drenaje a la fuente al voltaje de la compuerta a la fuente. - La corriente máxima para cualquier JFET se designa IDSS y ocurre cuando VGS 0 V. - La corriente mínima para un JFET ocurre en el momento en que se da el estrangulamiento definido por VGS Vp. - La relación entre la corriente de drenaje y el voltaje de la compuerta a la fuente de un JFET es no lineal definida por la ecuación de Shockley. A medida que el nivel de la corriente se aproxima a IDSS, la sensibilidad de ID a cambio de VGS se incrementa significativamente. - El producto del voltaje del drenaje a la fuente por la corriente de drenaje determina las condiciones máximas de operación.