Mosfet

República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio de Educación Superior.
Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”.
Vicerrectorado “Luis Caballero Mejías”.
Sistemas Electrónicos II.

MOSFET Y CONVERSORES A/D



Caracas, Febrero de 2012.
INTRODUCCION

Pese a que el concepto básico de los FET se conocía ya en 1930, estos dispositivos sólo empezaron a fabricarsecomercialmente a partir de la década de los 60. Y a partir de los 80 los transistores de tipo MOSFET han alcanzado una enorme popularidad. Comparados con los BJT, los transistores MOSFET ocupan menos espacio, es decir, dentro de un circuito integrado puede incorporase un número mayor. Además su proceso de fabricación es también más simple. Prácticamente la totalidad de los procesadorescomerciales están basados en transistores MOSFET. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica. Los MOSFET no tienen los problemas de los fenómenos de ruptura secundaria que tienen los BJT, pero tienen problemas de descargas electrostáticas, por lo que su manejo requiere de cuidados especiales. Igualmente, es muy difícil protegerlos bajo condiciones de falla por corto circuito.
Existendos tipos de MOSFET en función de su estructura interna: los decrementales y los incrementales. Los primeros tienen un gran campo de aplicación como amplificadores de señales débiles en altas frecuencias o radio-frecuencia (RF), debido a su baja capacidad de entrada. Los segundos tienen una mayor aplicación en circuitos digitales y sobre todo en la construcción de circuitos integrados, debido a supequeño consumo y al reducido espacio que ocupan.
El desarrollo de los circuitos digitales, especialmente con la aparición de los microprocesadores, ha impulsado la sustitución de muchas técnicas analógicas por otras digitales. La conversión analógica-digital consiste en la transcripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento (codificación,compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógicas. Un convertidor analógico-digital toma un voltaje de entrada analógico y después de cierto tiempo produce un código con salida digital que representa a la entrada analógica con una precisión y resolución determinada.

Un transistor MOSFET consisteen un sustrato de material semiconductor dopado en el que, mediante técnicas de difusión de dopantes, se crean dos islas de tipo opuesto separadas por un área sobre la cual se hace crecer una capa de dieléctrico culminada por una capa de conductor. Los transistores MOSFET se dividen en dos tipos fundamentales dependiendo de cómo se haya realizado el dopaje:
* Tipo nMOS: Sustrato de tipo p ydifusiones de tipo n.
* Tipo pMOS: Sustrato de tipo n y difusiones de tipo p.
Las áreas de difusión se denominan fuente (source) y drenador (drain), y el conductor entre ellos es la puerta (gate). Fue ideado teóricamente por el austro-húngaro Julius Von Edgar Lilienfeld en 1930, aunque debido a problemas de carácter tecnológico y el desconocimiento acerca de cómo se comportan los electronessobre la superficie del semiconductor no se pudieron fabricar hasta décadas más tarde. En concreto, para que este tipo de dispositivos pueda funcionar correctamente, la intercara entre el sustrato dopado y el aislante debe ser perfectamente lisa y lo más libre de defectos posible. Esto es algo que sólo se pudo conseguir más tarde, con el desarrollo de la tecnología del silicio.
El transistor MOSFETtiene tres estados de funcionamiento:
ESTADO DE CORTE: Cuando la tensión de la puerta es idéntica a la del sustrato, el MOSFET está en estado de no conducción: ninguna corriente fluye entre fuente y drenador aunque se aplique una diferencia de potencial entre ambos.
CONDUCCION LINEAL: Al polarizarse la puerta con una tensión negativa (pMOS) o positiva (nMOS), se crea una región de deplexión...