componentes MOS YCMOS









Resumen — El presente está centrado en el estudio básico de los componentes electrónicos MOS y CMOS, con la finalidad de comprender su composición y funcionamiento,
Componentes ampliamente usados en fabricación de aparatos electrónicos como Pc, calculadoras, entre otros.

Palabras claves — sustrato, dopado, dieléctrico, jfet.

I. INTRODUCCIÓN

Los transistores MOS(Metal Oxido Semiconductor) o MOSFET o transistores de puerta aislada fueron la evolución lógica de los transistores JFET.
Actualmente existen otros transistores derivados de los FET’s para aplicaciones de alta velocidad, los MESFET (MEtal Semiconductor) o los transistores de Arseniuro de Galio (GASFET).
Otra evolución de los transistores MOS es la BiCMOS. En ella se pretende combinar en un mismocristal de Silicio transistores bipolares de alta velocidad con transistores CMOS. Los transistores CMOS se colocan al principio, para mejorar la impedancia de entrada y la velocidad de conmutación, mientras que, colocando a la salida los transistores bipolares podremos manejar cargas con capacidades mayores que si se colocasen CMOS.
En el capitulo II expondremos definiciones, así como laspartes de los componentes de la familia MOS, en el capitulo III su clasificación y simbología, su funcionamiento en el capitulo IV, y finalmente conclusiones en el capitulo V.

II. DEFINICIONES

Un componente MOS es un dispositivo electrónico formado por un sustrato de silicio dopado, sobre el cual se hace crecer una capa de óxido. Los elementos se contactan con dos terminales metálicas llamadassustrato y compuerta. La estructura se compara con un condensador de placas paralelas, en donde se remplaza el dieléctrico por un material semiconductor y una capa de óxido. El conjunto así formado (Metal-Oxido-Semiconductor) se le denomina transistor MOS de efecto de campo o MOSFET.
Los CMOS son la combinación de dispositivos N-MOS y P-MOS, y son usados, dada su capacidad de agrupación, en lafabricación de circuitos integrados.


III. CLASIFICACIÓN Y SIMBOLOGÍA

Dependiendo de los materiales utilizados podemos conseguir dos tipos de transistores MOS, los de canal N y los de canal P, entre los terminales de Drenador y Fuente, (MOS de Acumulación) no existe canal entre drenador y fuente, como sucedía en los transistores JFET. Por el contrario, existe otro tipo de construcción detransistores MOS que sí disponen de canal entre estos terminales, éstos son los MOS Deplexión. Así pues, podemos obtener una cclasificación de los transistores MOS como se muestra a continuación.





clasificación de los transistores MOS como la siguiente:









IV. FUNCIONAMIENTO



MOS de acumulación o enriquecimiento:
Si comenzamos a aplicar una tensión pequeña alterminal de puerta (Gate) del MOS, se comienza a producir una acumulación de cargas entre los terminales de Drenador (Drain) y Fuente (Source). Si continuamos aumentando paulatinamente esta tensión, los electrones minoritarios del substrato se comenzarán a acumular junto al aislante (SiO2). Esta acumulación, debido a la diferencia de potencial aplicada, se estratificará en zonas o capas con diferenteconcentración de electrones.
Llegará un valor de tensión a la cual, la acumulación de electrones sea tal que forme un canal de conducción entre los terminales de Drenador y Fuente, que hasta ahora no existía. A esta acumulación o capa de portadores minoritarios se la denomina capa de inversión.
Consideraremos formada la capa de inversión cuando la concentración de electrones en el canalartificialmente creado es igual a la concentración de huecos del substrato. La tensión a la que esto ocurre se la denomina threshold voltage o tensión umbral (VTH).
Una vez que hemos creado este canal de conducción entre Drenador-Fuente y, siempre que mantengamos la tensión superior a esta VTH, el dispositivo puede funcionar como transistor, regulando y/o controlando la corriente que circule entre sus...