MOSFET

Para un transistor NMOS de enriquecimiento se tienen las siguientes regiones:
Corte[editar]

NMOS en modo de corte. La región blanca indica que no existen portadores libres en esta zona,
debido a que los electrones son repelidos del canal.
Cuando VGS < Vth
donde Vth es la tensión de umbral del transistor
De acuerdo con el modelo básico del transistor, en esta región el dispositivo seencuentra
apagado. No hay conducción entre el surtidor y el drenador, de modo que el MOSFET se comporta
como un interruptor abierto.
Un modelo más exacto considera el efecto de la energía térmica descrita por la distribución de
Boltzmann para las energías de los electrones, en donde se permite que los electrones con alta
energía presentes en el surtidor ingresen al canal y fluyan hacia eldrenador. Esto ocasiona una
corriente subumbral, que es una función exponencial de la tensión entre compuerta-surtidor. La
corriente subumbral sigue aproximadamente la siguiente ecuación:

donde ID0 es la corriente que existe cuando VGS = Vth,
VT = kT/q es el voltaje térmico,
n = 1 + CD/COX
donde CD es la capacidad de la región de agotamiento, y
COX es la capacidad de la capa de óxido.
Regiónlineal u óhmica[editar]

NMOS en la región lineal. Se forma un canal de tipo n al lograr la inversión del sustrato, y la
corriente fluye de drenador a surtidor.
Cuando VGS > Vth y VDS < ( VGS – Vth )
Al polarizarse la puerta con una tensión mayor que la tensión de umbral, se crea una región de
agotamiento en la región que separa el surtidor y el drenador. Si esta tensión crece lo suficiente,aparecerán portadores minoritarios (huecos en PMOS, electrones en NMOS) en la región de
agotamiento, que darán lugar a un canal de conducción. El transistor pasa entonces a estado de
conducción, de modo que una diferencia de potencial entre drenador y surtidor dará lugar a una
corriente. El transistor se comporta como una resistencia controlada por la tensión de compuerta.
La corriente queentra por el drenador y sale por el surtidor es modelada por medio de la
ecuación:

donde

es la movilidad efectiva de los portadores de carga,

es la capacidad del óxido por unidad de área,
es el ancho de la compuerta,
es la longitud de la compuerta.
Saturación o activa[editar]

NMOS en la región de saturación.Al aplicar una tensión de drenador más alta, los electrones son
atraídos conmás fuerza hacia el drenador y el canal se deforma.
Cuando VGS > Vth y VDS > ( VGS – Vth )
Cuando la tensión entre drenador y surtidor supera cierto límite, el canal de conducción bajo la
puerta sufre un estrangulamiento en las cercanías del drenador y desaparece. La corriente que
entra por el drenador y sale por el surtidor no se interrumpe, ya que es debida al campo eléctrico
entre ambos,pero se hace independiente de la diferencia de potencial entre ambos terminales.
En esta región la corriente de drenador se modela con la siguiente ecuación:

Efectos de segundo orden[editar]
Estas ecuaciones son un modelo sencillo de funcionamiento de los transistores MOSFET, pero no
tienen en cuenta un buen número de efectos de segundo orden, como por ejemplo:
Saturación de velocidad: Larelación entre la tensión de puerta y la corriente de drenador no crece
cuadráticamente en transistores de canal corto.
Efecto cuerpo o efecto sustrato: La tensión entre fuente y sustrato modifica la tensión umbral que
da lugar al canal de conducción
Modulación de longitud de canal.
Aplicaciones[editar]
La forma más habitual de emplear transistores MOSFET es en circuitos de tipo CMOS,consistentes
en el uso de transistores PMOS y NMOS complementarios. Véase Tecnología CMOS.
Las aplicaciones de MOSFET discretos más comunes son:
Resistencia controlada por tensión.
Circuitos de conmutación de potencia (HEXFET, FREDFET, etc).

Mezcladores de frecuencia, con MOSFET de doble puerta.
Ventajas con respecto a transistores bipolares[editar]
La principal aplicación de los MOSFET está...