semiconductores


INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PUEBLA
FÍSICA DE SEMICONDUCTORES
PROFESOR: VÍCTOR MANUEL PERUSQUÍA ROMERO

JFET CANAL “N”

EQUIPO 1




1.-INTRODUCCIÓN


El JFET (Junction Field-Effect Transistor, en español transistor de efecto de campo de unión) es un dispositivo electrónico, esto es, un circuito que, según unos valores eléctricos de entrada, reacciona dando unos valores de salida.En el caso de los JFET, al ser transistores de efecto de campo eléctrico, estos valores de entrada son las tensiones eléctricas, en concreto la tensión entre los terminales S (fuente) y G (puerta), VGS. Según este valor, la salida del transistor presentará una curva característica que se simplifica definiendo en ella tres zonas con ecuaciones definidas: corte, óhmica y saturación.

Físicamente,un JFET de los denominados "canal P" está formado por una pastilla de semiconductor tipo P en cuyos extremos se sitúan dos patillas de salida (drenador y fuente) flanqueada por dos regiones con dopaje de tipo N en las que se conectan dos terminales conectados entre sí (puerta). Al aplicar una tensión positiva (en inversa) VGS entre puerta y fuente, las zonas N crean a su alrededor sendas zonas enlas que el paso de electrones (corriente ID) queda cortado, llamadas zonas de exclusión. Cuando esta VGS sobrepasa un valor determinado, las zonas de exclusión se extienden hasta tal punto que el paso de electrones ID entre fuente y drenador queda completamente cortado. A ese valor de VGS se le denomina Vp. Para un JFET "canal N" las zonas p y n se invierten, y las VGS y Vp son positivas,cortándose la corriente para tensiones mayores que Vp.

Así, según el valor de VGS se definen dos primeras zonas; una activa para tensiones negativas mayores que Vp (puesto que Vp es también negativa) y una zona de corte para tensiones menores que Vp. Los distintos valores de la ID en función de la VGS vienen dados por una gráfica o ecuación denominada ecuación de entrada.
En la zona activa, alpermitirse el paso de corriente, el transistor dará una salida en el circuito que viene definida por la propia ID y la tensión entre el drenador y la fuente VDS. A la gráfica o ecuación que relaciona estás dos variables se le denomina ecuación de salida, y en ella es donde se distinguen las dos zonas de funcionamiento de activa: óhmica y saturación.
El desempeño del transistor efecto de campo (FET)propuesto por W. Shockley en 1952, es diferente al desempeño del BJT. El parámetro de control para un FET es el voltaje en vez de la corriente.
El FET es un dispositivo unipolar, ya que la corriente existe tanto en forma de electrones como de huecos. En un FET de canal N, la corriente se debe a electrones, mientras que en un FET de canal P, se debe a huecos. Ambos tipos de FET se controlan por unvoltaje entre la compuerta y la fuente. Al comparar el FET con BJT se aprecia que el drenaje (D) es análogo al colector, en tanto que la fuente (S) es análoga al emisor. Un tercer contacto, la compuerta (G), es análogo a la base. La fuente y el drenaje de un FET se pueden intercambiar sin afectar la operación del transistor.




2.-CARACTERÍSTICAS DE TRANSFERENCIA


ECUACIÓN DE ENTRADAMediante la gráfica de entrada del transistor se pueden deducir las expresiones analíticas que permiten analizar matemáticamente el funcionamiento de este. Así, existen diferentes expresiones para las distintas zonas de funcionamiento.
Para |VGS| > |Vp| (zona activa), la curva de valores límite de ID viene dada por la expresión:


Siendo la IDSS la ID de saturación que atraviesa el transistorpara VGS = 0, la cual viene dada por la expresión:



Los puntos incluidos en esta curva representan las ID y VGS (punto de trabajo, Q) en zona de saturación, mientras que los puntos del área inferior a ésta representan la zona óhmica.
Para |VGS| < |Vp| (zona de corte): ID = 0

ECUACIÓN DE SALIDA
En la gráfica de salida se pueden observar con más detalle los dos estados en los que el JFET...