Electrónica

LOS TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO
En el tutorial de transistores bipolares, hemos visto que una pequeña corriente de base controla una corriente de colector muy superior. Los transistores de efecto de campo son dispositivos triterminales en los que la corriente principal se controla mediante una tensión. Las características principales son:
• La potencia de control es nula, es decir, no seabsorbe corriente por el terminal de control.
• Una señal muy débil puede controlar el dispositivo.
• La tensión de control se emplea para crear un campo eléctrico.

Hay dos familias de transistores de efecto de campo: los JFET y los MOSFET. Pese a que el concepto básico de los FET se conocía ya en 1930, estos dispositivos sólo empezaron a fabricarse comercialmente a partir de la década delos 60. Y a partir de los 80 los transistores de tipo MOSFET han alcanzado una enorme popularidad. Comparados con los BJT, los transistores MOS ocupan menos espacio, es decir, dentro de un circuito integrado puede incorporase un numero mayor. Además su proceso de fabricación es también más simple. Además, existe un gran número de funciones lógicas que pueden ser implementadas únicamente contransistores MOS (sin resistencias ni diodos). Esto ha hecho del transistor MOS el componente estrella de la electrónica digital.
En este tutorial se explica el principio de funcionamiento de ambos tipos de dispositivos, así como sus modelos circuitales elementales.
1 TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNION (JFET)
Un JFET de canal N se fabrica difundiendo una región de tipo P en un canal de tipo N, taly como se muestra en la Figura 1. A ambos lados del canal se conectan los terminales de fuente (S, Source) y drenaje (D, Drain). El tercer terminal se denomina puerta (G, Gate).
[pic]
Figura 1: Esquema del transistor JFET de canal N
Los símbolos de este tipo de dispositivos son:
[pic]
Figura 2: Símbolos de los transistores JFET
Las explicaciones incluidas en este capítulo se refierenfundamentalmente al transistor NJFET, teniendo en cuenta que el principio de operación del PJFET es análogo.
1.1 PRINCIPIO DE OPERACION DEL NJFET
A continuación se explica cómo se controla la corriente en un JFET. Al igual que sucede con los transistores BJT el JFET tiene tres regiones de operación:
• Región de corte
• Región lineal
• Región de saturación
Es preciso hacer notar que eneste caso, la saturación alude a un fenómeno completamente distinto al de los transistores BJT.
1.1.1 Región de corte
Centremos nuestra atención en la Figura 1. La zona de tipo P conectada a la puerta forma un diodo con el canal, que es de tipo N. Como se recordará, cuando se forma una unión PN aparecen en los bordes de la misma una zona de deplección en la que no hay portadores de carga libres.La anchura de dicha zona depende de la polarización aplicada. Si esta es inversa, la zona se hace más ancha, proporcionalmente a la tensión aplicada. Aplicando una tensión VGS negativa aumentamos la anchura de la zona de deplección, con lo que disminuye la anchura del canal N de conducción.
Si el valor de VGS se hace lo suficientemente negativo, la región de agotamiento se extenderá completamentea través del canal, con lo que la resistencia del mismo se hará infinita y se impedirá el paso de ID (Figura 3). El potencial al que sucede este fenómeno se denomina potencial de bloqueo (Pinch Voltage, VP).
[pic]
Figura 3: Esquema del transistor JFET de canal N polarizado con la tensión de bloqueo
Por lo tanto, para valores más negativos que VP el transistor NJFET se encuentra polarizado enla región de corte, y la corriente de drenaje resulta ser nula.
1.1.2 Región lineal
Si en la estructura de la Figura 1 se aplica una tensión VDS mayor que cero, aparecerá una corriente circulando en el sentido del drenaje a la fuente, corriente que llamaremos ID. El valor de dicha corriente estará limitado por la resistencia del canal N de conducción. En este caso pueden distinguirse dos...