Dispositivos

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESIME CU

APUNTES 3er DEPARTAMENTAL
Dispositivos: Ing. Rodriguez Peña Sofia CARLOS ALBERTO SOLARES JIMÉNEZ 5EM1 MEXICO, DF 01-12-2010

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TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO FET

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TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO FET (Field effect transistor)
Un FET ( Field-effect transistor ), es un dispositivo amplificador en el cual los portadores de corriente (electrones)son inyectados a una terminal (surtidor, source) y pasan a otro (drenaje) a través de un canal semiconductor cuya resistividad depende de una región de estrangulamiento (depletion region) motivada por la acción repelente del campo eléctrico conectado a la terminal de control (Compuerta, gate). La región de estrangulamiento (campo de fuerza de los portadores minoritarios) se produce al rodear elcanal con un material semiconductor de conductividad opuesta y polarizando inversamente la juntura PN resultante, mediante el terminal gate. La profundidad de la región de estrangulamiento depende de la magnitud de la polarización inversa. como en la polarización inversa es mínima la corriente circulante por la juntura, el dispositivo se comporta como una válvula al vacío. El transistor de efectode campo FET o JFET tiene las siguientes ventajas y desventajas con respecto al transistor bipolar. Ventajas: • • • • • • Su impedancia de entrada es extremadamente alta ( 100 MΩ o más). Su tamaño físico es aproximadamente un 20 o 30% del espacio que ocupa un BJT. Su consumo de potencia es mucho mas pequeño que el de un BJT. Su velocidad de conmutación es mucho mas pequeña que la de un BJT. Esmucho menos ruidoso que un BJT, esto lo hace idóneo para amplificadores de alta fidelidad. Es afectado en menor grado por la temperatura.

Desventajas: • • • Su ganancia de voltaje es mucho mejor que en un BJT. Es susceptible al daño en su manejo. Su ancho de banda o respuesta en frecuencia es menor que en el BJT.

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Construcción:

Funcionamiento: 1.- VGS =0 y VDS variable

El canal n secomporta como una resistencia cuyo valor depende del voltaje existente entre D y S cuando VDS llega a ser lo suficientemente grande la corriente iDS comienza a ser constante, VDS puede incrementarse hasta BVDS0 (punto en el que ocurre el rompimiento por avalancha), la nomenclatura significa voltaje de ruptura entre D y S con VGS=0. 4

La curva que se obtiene para cuando se mantiene en corto lasterminales de Gate u Source, mientras varia el voltaje entre Dren y Source, es la siguiente:

IDSS = Corriente entre D y S con VGS = 0. VPO = voltaje entre D y S a partir del cual la corriente comienza a ser constante. Aquí comienza la región de saturación. BVDS0 = Voltaje de ruptura entre D y S con VGS = 0. Como en el canal N se comporta como una resistencia a medida que se incrementa VDS,entonces el mismo potencial presente en el canal hace que se forme una región de agotamiento o campo eléctrico que va incrementando en intensidad hasta que se cierra por completo en el punto A, cualquier aumento posterior en la tensión VDS mantendrá al potencial de A con respecto de tierra constante, razón por la cual la corriente iDs comienza a ser constante. 2.- VGS y VDS variables: El voltaje VGSes negativo en los FET`S de canal N, esto para controlar la anchura del canal, a medida que se incrementa VGS negativamente se origina una región de agotamiento entre compuerta y fuente que va reduciendo la corriente iDS gradualmente:

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Denotaremos por VPX a un voltaje cualquiera producido bajo la condición de un voltaje VGS de valor “x” y en el cual la corriente comienza a hacerse constante(saturarse). La relación existente entre el nuevo VPX y cualquier VGS es: VPX = VPO+VGS BVDSX = BVDS0+VGS El canal se cierra por completo cuando VGS = VGSOff en este momento la corriente iDS es aproximadamente cero.

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Curva de transconductancia Es una grafica de la corriente de salida en función del voltaje de entrada.

La ecuación que representa a esta curva es:

Ó Donde= IDSS = IPO...