Caracterizacion De Mos

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS ANALÓGICOS
Práctica # 2. CARACTERIZACION DE TRANSISTORES MOS


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RESUMEN: Presentamos el estudio de los transistores N-MOS y P-MOS del integrado CD4007 a través del análisis de sus características y parámetros.

PALABRAS CLAVE: Transistor N-MOS y P-MOS, Tensiones Vgs, vds, Parametros., Modulación de canal.

1 INTRODUCCIÓN
Lostransistores MOSFET o Metal-Oxido-Semiconductor (MOS) son dispositivos de efecto de campo que utilizan un campo eléctrico para crear una canal de conducción. En la figura se describe la estructura física de un MOSFET de canal N con sus cuatro terminales: puerta, drenador fuente y substrato; normalmente el sustrato se encuentra conectado a la fuente.

La puerta, cuya dimensión es W·L, está separado delsubstrato por un dieléctrico (Si02) formando una estructura similar a las placas de un condensador. Al aplicar una tensión positiva en la puerta se induce cargas negativas (capa de inversión) en la superficie del substrato y se crea un camino de conducción entre los terminales drenador y fuente.
Teniendo en cuenta estas características del transistor MOS, tomaremos distintos medidas de algunosparámetros de tensión y corriente, correspondientes al así tales pruebas nos llevaran a la obtención de dichos parámetros.

2. ACTIVIDADES DE LABORATORIO

Comenzamos realizando el montaje de la figura 1, donde tomamos diferentes medidas de la corriente Id variando la tensión entre dren y surtidor (vds), para tres valores de tensión entre puerta y surtidor (vgs = 2V, 2.5V, 3V), como

lomuestra la tabla 1.

Figura 1. Esquema transistor N-MOS
V1vgs
2V
V2vds
10V
0
I
N-MOS
CD4007

Tabla 1
Vgs=2V | Vgs=2.5V | Vgs=3V |
vds 1 | Id [mA] | vds 2 | Id [mA] | Vds 3 | Id [mA] |
0,15 | 0,076 | 0,157 | 0,155 | 0,162 | 0,222 |
0,5 | 0,189 | 0,434 | 0,46 | 0,329 | 0,483 |
0,8 | 0,204 | 0,606 | 0,527 | 0,667 | 0,832 |
1,07 | 0,214 | 0,843 | 0,568 | 0,813 | 0,915 |1,268 | 0,22 | 1,113 | 0,583 | 1,211 | 1,006 |
1,572 | 0,23 | 1,407 | 0,598 | 1,488 | 1,028 |
2,049 | 0,245 | 1,75 | 0,61 | 1,725 | 1,041 |
2,227 | 0,25 | 2,129 | 0,623 | 1,921 | 1,05 |
2,738 | 0,266 | 2,463 | 0,634 | 2,45 | 1,073 |
3,027 | 0,275 | 2,766 | 0,645 | 2,835 | 1,088 |
3,372 | 0,285 | 3,115 | 0,656 | 3,136 | 1,099 |
3,741 | 0,296 | 3,373 | 0,665 | 3,668 | 1,118 |
4,15 |0,308 | 4,02 | 0,686 | 4,04 | 1,131 |
4,57 | 0,321 | 4,54 | 0,703 | 4,47 | 1,146 |
5,1 | 0,336 | 5,08 | 0,72 | 5,05 | 1,166 |
6,05 | 0,365 | 6,06 | 0,751 | 5,97 | 1,197 |
7,19 | 0,399 | 7,08 | 0,783 | 7,09 | 1,234 |
8,24 | 0,429 | 8,12 | 0,815 | 7,95 | 1,262 |
9,13 | 0,456 | 9,15 | 0,847 | 9,02 | 1,298 |
10,05 | 0,483 | 10,11 | 0,878 | 9,93 | 1,328 |

Usando Excel obtuvimos lagrafica de la curva de corriente Id vs Vds para los tres 3 valores de Vgs, a partir de los datos tabulados (Figura 2).

Por regresión lineal mediante Excel linealizamos los datos para obtener la tensión VA o voltaje de early (Figura 3).

Figura 3. Linealización para hallar el valor de VA

* De la linealizacion mostrada , obtuvimos las tres medidas de voltaje de Early de la cualescalculamos el promedio, el cual nos permite hallar el parámetro lambda λ.
6,66 | Va2 |
20 | Va2,5 |
33 | Va3 |
19,8866667 | VA promedio |
1VA = λ

λ = 119,88666 = 50,283 [V-1]

λ = 50,283 [V-1]

En la tabla 2 incluimos las medidas tomadas a la corriente ID variando la tensión entre puerta y surtidor Vgs para un valor constante de tensión Vds = 7V.

Con los datos de la tabla 2obtuvimos la grafica de la curva de corriente ID vs Vgs (Figura 4).

Luego observando el comportamiento de la curva ID vs Vgs determinamos el punto donde la corriente tiene un notable aumento partiendo de cero, para asi hallar el voltaje umbral Vt el cual en la práctica verificamos con mayor precisión con el voltímetro, obteniendo:
Vt= 1, 21 [V]

Tabla 2
VGS [V] | ID [mA] | | gm [mA/V] |...