Documento


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 eléctricos en el interior del dispositivo. Este tipo de transistores se conocen como, efecto de campo JFET (del inglés, JuntionField 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 al efecto de campo. El término enriquecimiento hace referencia al incremento de la conductividad eléctrica debido a unaumento de la cantidad de portadores de carga en la región correspondiente al canal, que también es conocida como la zona de inversión.
LA ESTRUCTURA MOS.
La estructura MOS esta compuesta de dos terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se genera una capa de Oxido de Silicio (SiO2) que, posee características dieléctricas o aislantes, lo que presentauna 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 la capsula, 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 y substrato. La región semiconductora p responde creando una región de empobrecimiento de cargas libres p+ (zona de deplexión), al igual que ocurriera en la región P de una unión PNcuando 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 eléctrico y se provoca la acumulación de cargas negativas libres (e-) atraídos por el terminal positivo. Se dice entonces que la estructura ha pasado de estar en inversión débil ainversión fuerte.
El proceso de inversión se identifica con el cambio de polaridad del substrato, debajo de la región de Puerta. En inversión fuerte, se forma así un CANAL de e- libres, en las proximidades del terminal de Puerta (Gate) y de huecos p+ en el extremo de la Puerta.
La intensidad de Puerta IG, es cero puesto que, en continua se comporta como un condensador (GB). Por lo tanto, podemosdecir que, la impedancia desde la Puerta al substrato es prácticamente infinita e IG=0 siempre en estática. Básicamente, la estructura MOS permite crear una densidad de portadores libres suficiente para sustentar una corriente eléctrica.
MOSFET DE ENRIQUECIMIENTO DE CANAL N.
Bajo el terminal de Puerta existe una capa de óxido (SiO2) que impide prácticamente el paso de corriente a su través; por loque, el control de puerta se establece en forma de tensión. La calidad y estabilidad con que es posible fabricar estas finas capas de óxido es la principal causa del éxito alcanzado con este transistor, siendo actualmente el dispositivo más utilizado.
Además, este transistor ocupa un menor volumen que el BJT, lo que permite una mayor densidad de integración. Comencemos con la estructura básica delMOSFET, seguido de sus símbolos.
Se trata de una estructura MOS, de cuatro terminales, en la que el substrato semiconductor es de tipo p poco dopado. A ambos lados de la interfase Oxido-Semiconductor se han practicado difusiones de material n, fuertemente dopado (n+).

Cuando se aplica una tensión positiva al terminal de puerta de un MOSFET de tipo N, se crea un campo eléctrico bajo la capa de...