Mosfet

MOSFET DE ENRIQUECIMIENTO El MOSFET de empobrecimiento fue parte de la evolución hacia el MOSFET de enriquecimiento que es también llamado de acumulación. Sin el MOSFET de enriquecimiento no existirían los ordenadores.

Idea Básica En la figura 14-3a se presenta un MOSFET de enriquecimiento. El substrato p se extiende a lo ancho hasta el dióxido de silicio; ya no existe un canal n entre lafuente y el drenador. La figura 14-3b muestra las tensiones de polarización normales. Cuando la tensión de puerta es nula, la corriente de fuente y el drenador es nula.

Por esta razón, el MOSFET de enriquecimiento está normalmente en corte cuando la tensión de puesta es cero. La única forma de obtener corriente es mediante una tensión de puerta positiva. Cuando la puerta es positiva, atraeelectrones libres dentro de la región p, y éstos se recombinan con los huecos cercanos al dióxido de silicio. Cuando la tensión de puerta es lo suficientemente positiva, todos los huecos próximos al dióxido de silicio desaparecen y los electrones libres empiezan a circular desde la fuente hacia el drenador. Esta capa conductora se denomina capa de inversión tipo n. Cuando existe, los electrones librespueden circular fácilmente desde la fuente hacia el drenador. La VGS mínima que crea la capa de inversión de tipo n se llama tensión umbral (en inglés: threshold voltage), simbolizada por VGS(th). Cuando VGS es menor que VGS(th) la corriente de drenador el nula. Pero cuando VGS es mayor que VGS(th), una capa de inversión tipo n conecta la fuente al drenador y la corriente de drenador es grande. Losvalores típicos de VGS(th) para dispositivos de pequeña señal puede variar entre 1 y 3 V. El MOSFET de enriquecimiento se clasifica porque su conductividad mejora cuando la tensión de puerta es mayor que la tensión umbral. Los dispositivos de enriquecimiento están normalmente en corte cuando la tensión de puerta es cero.

Características de salida

Un MOSFET de enriquecimiento para pequeñaseñal tiene una limitación de potencia de 1 W o menos. La figura 14-4a muestra un conjunto de curvas de salida de un MOSFET de enriquecimiento típico. La curva inferior es la curva de VGS(th). Cuando VGS es mayor que VGS(th), el dispositivo conduce y la corriente de drenador se controla por medio de la tensión de puerta.

La parte casi vertical corresponde a la zona óhmica, y la parte casihorizontal corresponde a la zona activa. El MOSFET de enriquecimiento puede funcionar en cualquiera de ellas. En otras palabras, puede actuar como una resistencia o como una fuente de corriente. El uso principal es en la zona óhmica. La figura 14-4b muestra la curva característica de transferencia típica. No hay corriente de drenador hasta que VGS es mayor que VGS(th). A partir de entonces, la corriente dedrenador se incrementa rápidamente hasta que alcanza la corriente de saturación ID(sat). Más allá de este punto el dispositivo está polarizado en la región óhmica. Por tanto, ID no puede crecer aunque VGS crezca. Para asegurar la saturación fuerte se usa una tensión de puerta VGS(on) bastante por encima de VGS(th), como se muestra en la figura 14-4b.

Símbolo eléctrico Cuando VGS=0, el MOSFETde enriquecimiento está en corte al no haber canal de conducción entre la fuente y el drenador. El símbolo eléctrico de la figura 14-5a tiene una línea de canal a trazos para indicar esta condición de corte. Una tensión de puerta mayor que la tensión umbral crea una capa de inversión de canal tipo n que conecta la fuente con el drenador. La flecha apunta hacia esta capa de inversión, la cual actúacomo un canal tipo n cuando el dispositivo está conduciendo. También hay un MOSFET de enriquecimiento de canal p. El símbolo eléctrico es similar, excepto que la flecha apunta hacia fuera, como se muestra en la figura 14-5b.

MÁXIMA TENSIÓN PUERTA-FUENTE La delgada capa de dióxido de silicio en el MOSFET funciona como aislante, el cual impide la corriente de puerta para tensiones de puerta...