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El Transistor MOSFET 
Transistor unipolar (Teoría). |
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  Hoy: 28 Noviembre 2012,              Incluir en favoritos, para volver a visitarnos.        Creado por: V. García.
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INTRODUCCIÓN.
Los problemas que vienen presentando los transistores bipolares o BJT, como son la corriente quesoportan y la dependencia de la temperatura a la que se ven sometidos, unas veces por su emplazamiento, otras por un mal trazado y la mas evidente, el efecto llamado de avalancha. Estas evidencias, han llevado a que se sustituyan por otros transistores más avanzados, hasta la llegada de los MOSFET.
Las ventajas que presentan este tipo de transistor, han llevado a que ocupen un lugar importantedentro de la industria, desplazando a los viejos BJT a otros fines. Los MOSFET de potencia son muy populares para aplicaciones de baja tensión, baja potencia y conmutación resistiva en altas frecuencias, como fuentes de alimentación conmutadas, motores sin escobillas y aplicaciones como robótica, CNC y electrodomésticos.
La mayoría de sistemas como lámparas, motores, drivers de estado sólido,electrodomésticos, etc. utilizan dispositivos de control, los cuales controlan el flujo de energía que se transfiere a la carga. Estos dispositivos logran alta eficiencia variando su ciclo de trabajo para regular la tensión de salida. Para realizar la parte de conmutación, existen varios dispositivos semiconductores, a continuación se muestra una tabla con algunos de ellos.
La siguiente es una tablacomparativa de las diversas capacidades entre potencia y velocidad de conmutación de los tipos de dispositivos.

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LOS TRANSISTORES MOSFET.
Vamos a estudiar un transistor cuyo funcionamiento no se basa en uniones PN, como el transistor bipolar, ya que en éste, el movimiento de carga se produce exclusivamente por la existencia de campos eléctricosen el interior del dispositivo. Este tipo de transistores se conocen como, efecto de campo JFET (del inglés, Juntion Field Effect Transistor).
El transistor MOSFET, como veremos, está basado en la estructura MOS. En los MOSFET de enriquecimiento, una diferencia de tensión entre el electrodo de la Puerta y el substrato induce un canal conductor entre los contactos de Drenador y Surtidor, gracias alefecto de campo. El término enriquecimiento hace referencia al incremento de la conductividad eléctrica debido a un aumento de la cantidad de portadores de carga en la región correspondiente al canal, que también es conocida como la zona de inversión.
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LA ESTRUCTURA MOS.
La estructura MOS esta compuesta de dos terminales y tres capas: UnSubstrato de silicio, puro o poco dopado p on, sobre el cual se genera una capa de Oxido de Silicio (SiO2) que, posee características dieléctricas o aislantes, lo que presenta una alta impedancia de entrada. Por último, sobre esta capa, se coloca una capa de Metal (Aluminio o polisilicio), que posee características conductoras. En la parte inferior se coloca un contacto óhmico, en contacto con lacapsula, como se ve en la figura.

La estructura MOS, actúa como un condensador de placas paralelas en el que G y B son las placas y el óxido, el aislante. De este modo, cuando VGB=0, la carga acumulada es cero y la distribución de portadores es aleatoria y se corresponde al estado de equilibrio en el semiconductor.
Cuando VGB>0, aparece un campo eléctrico entre los terminales de Puerta ysubstrato. La región semiconductora presponde creando una región de empobrecimiento de cargas libres p+ (zona de deplexión), al igual que ocurriera en la región P de una unión PN cuando estaba polarizada negativamente. Esta región de iones negativos, se incrementa con VGB.
Al llegar a la región de VGB, los iones presentes en la zona semiconductora de empobrecimiento, no pueden compensar el campo...