Articulo caracterizacion electrica

Caracterización eléctrica de transistores MOSFET comerciales.
Rodolfo Zola García Lozano, José Alejandro Pineda Aguillón, Jesús Ezequiel Molinar Solís, Raúl Sandoval Trejo, Alejandra Morales Ramírez.
Laboratorio de electrónica del CU UAEM Ecatepec, José Revueltas 17, Tierra Blanca, Ecatepec, México
E-mail. cue@uaemex.mx

En el presente trabajo se hace la descripción de tres de las técnicas,más comúnmente utilizadas para la extracción del voltaje de umbral en transistores MOSFET aplicándolas a dispositivos comerciales. Con base a los resultados experimentales se identifican las ventajas y desventajas de la utilización de cada una de las metodologías.
Palabras clave: voltaje de umbral, transistores MOSFET
Electrical characterization of commercial MOSFETS transistors.
This papermakes the description of three most commonly used techniques for the of the threshold voltage MOSFET transistor extraction using commercial devices. The advantages and disadvantages of using each of the methodologies are identified based on experimental results.

Introducción.
Actualmente la mayoría de las personas involucradas en el desarrollo de proyectos electrónicos conocen la importancia deluso de simuladores en el diseño y optimización de circuitos electrónicos. La posibilidad de probar los dispositivos y los circuitos, bajo condiciones virtualmente reales, incrementa las probabilidades de éxito de los proyectos y reduce el costo de producción de los mismos. Hoy por hoy, existen en el mercado diferentes simuladores electrónicos disponibles, sin embargo todos ellos basan sufuncionamiento en modelos matemáticos que describen el comportamiento de los diferentes dispositivos. Un aspecto fundamental para el modelado y que ha sido poco atendida en los libros de texto, tiene que ver con las técnicas de extracción de los parámetros utilizados en los modelos (García Sánchez, Ortiz-Conde, De Mercato, & Juin J., 2000). Por ejemplo, en el caso de los transistores MOSFET, lasreferencias técnicas normalmente abordan los principios de operación de los dispositivos, modelos matemáticos que describen el comportamiento eléctrico del dispositivo, la definición de ciertos parámetros como el voltaje de umbral y las ecuaciones que integran el modelo, así como circuitos de aplicación y ejemplos de simulaciones, pero no se le pone interés al los procedimiento que permiten, a partirde una medición experimental, la obtención de los parámetros del modelo.
La figura 1, muestra la sección transversal de un transistor de efecto de campo con estructura metal-óxido-semiconductor (MOSFET) canal N. Estos dispositivos basan su funcionamiento en la capacidad de controlar, mediante el voltaje aplicado a la terminal de compuerta, la concentración y el tipo de portadores en la regiónsemiconductora cercana a la interfaz óxido/semiconductor (Dosi Konstantinov, 2003). Para explicar su funcionamiento, consideraremos que inicialmente el transistor se encuentra “apagado”, es decir, que aun cuando se aplique una diferencia de potencial entre las terminales drenador y la fuente, no existe ningún flujo de corriente a través de ellas. Esto se debe a que entre estas terminales existendos uniones PN en “contra serie” que provocan que en cualquier condición de polarización, una de las uniones esté polarizada en inversa, condición que evita el paso de la corriente de los portadores mayoritarios (Tyagi, 1991).

Figura1. Corte transversal de transistor MOSFET

Para el caso del transistor canal N mostrado en la Fig. 1, al aplicar un voltaje positivo a la compuerta, laconcentración de portadores de carga negativos (electrones) en la región semiconductora cercana a la interfaz (óxido/semiconductor) se incrementa. Cuando el voltaje de compuerta aplicado (VGS) es mayor que el voltaje de umbral del transistor (VT) la concentración de portadores de carga negativa presentes en la región semiconductora cercana a la interfaz óxido/semiconductor es tan alta que se forma una...