curso electronica

Material educativo elaborado por Prof. Ing. Héctor R. OLEA

7.-MOSFET
Fuentes :
Seiichi Inoue – Electronic Circuit Engineering – Japón
Andrew H. Andersen – Brookdale College – NJ –USA
La denominación completa del MOSFET es Metal Óxido Semiconductor Field Effect Transistor.

Es una estructura en la que se apilan capas de metal, óxido de silicio y semiconductor.
El transistor de efecto decampo Metal Óxido Semiconductor (MOSFET) es otra variedad de FET.
La principal diferencia radica en que el efecto de campo no lo produce una juntura polarizada en
inversa, como en el caso del JFET, sino un capacitor, una de cuyas placas es una superficie
metálica, el aislante la capa de óxido de silicio y la “placa activa ”, forma parte del canal
semiconductor, que puede ser p o n.
Existendos formas de construcción del dispositivo, lo que da lugar a dos tipos de MOSFET, el de
Enriquecimiento o E-MOSFET y el de Decrecimiento o D-MOSFET.

MOSFET de Enriquecimiento E-MOSFET
El MOSFET de Enriquecimiento del que hay dos variantes, canal n y canal p, se simboliza como
sigue, con cuatro terminales, si se da acceso al sustrato o tres cuando este se conecta en un
extremo del canal ( lomás común ).

Construcción del MOSFET de Enriquecimiento
En el MOSFET de enriquecimiento, de canal n, éste se establece sobre un material p y en el de
canal p sobre un material n como se aprecia en la figura siguiente.

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En E-MOSFET de canal n, se ubican dos zonas de este tipo de material, debajo de los contactoscorrespondientes a drenaje y fuente, mientras que bajo el contacto de compuerta, se ubican
sucesivamente una capa de metal y otra de óxido de silicio, que se apoyan sobre los pilares de
material n, entretanto debajo de ellas, el canal se halla cortado por una zona de material p.

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De manera simétrica se construye el E-MOSFET de canal p.

Principio de operación del E-MOSFET
E-MOSFET de canal nDado que el canal n está cortado por una zona p y el canal p por una zona n, en ausencia de
tensión de compuerta, el dispositivo no conduce. ( normalmente cerrado )
Vale decir que se diferencia netamente de lo que ocurría con el JFET en el que independientemente
del tipo de canal que se tratase, VGS = 0 volt, implicaba máxima corriente drenaje fuente de valor
IDSS .
Ahora si aplicamos tensiónpositiva a la compuerta de un E-MOSFET de canal n, sería cómo
aplicar tensión positiva, a la placa superior del capacitor que forman el metal, la delgada capa de
aislante de óxido de silicio y el semiconductor.
Obviamente del otro lado de la capa de óxido se inducirán cargas negativas, que no es otra cosa
que electrones del semiconductor que se desplazan hacia esa zona, atraídos por el potencialpositivo aplicado a la compuerta.
Por lo tanto en la zona p que obstruye el canal se forma una zona de alta concentración de
electrones, por lo que de ser p pasa a ser n, y completa el canal permitiendo la circulación de
corriente convencional entre drenaje y fuente. ( en realidad, físicamente, los electrones salen de la
fuente, y terminan en el drenaje, como debe ser ).
Cuán conductora deelectrones se vuelva la zona p dependerá de la magnitud del potencial
aplicado a la compuerta.

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Veamos la curva de transferencia de un E-MOS típico de canal n

Se observa que la corriente de drenaje sólo “despega”, cuando la tensión VGS supera la tensión de
umbral VT , que en este caso es de 2 Volt.
A partir de allí, amedida que se incrementa la tensión de compuerta, se incrementa la corriente de
drenaje .
Para determinar ID dada VGS :
ID = k ( VGS – VT ) 2
donde VT = voltaje umbral o voltaje al cual el MOSFET comienza a conducir.
k = constante que depende de la geometría del dispositivo y puede extraerse de la hoja de
especificaciones del E-MOSFET de que se trate.

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