Transistor Fet

Tema 1: Principios Básicos de Semiconductores

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1.8. TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO FET (TRANSISTOR EFECTO
DE CAMPO)
1.8.1. INTRODUCCIÓN
o FET:
o Dispositivo:
ƒ
ƒ

Unipolar.
Controlado por tensión.

1.8.2. TIPOS DE FET
o JFET: Transistor de efecto de campo de unión.
o MOSFET: Transistor efecto de campo metal-óxido-semiconductor.
o Terminales:
ƒ
ƒ
ƒ

Fuente o Surtidor (S).
Drenaje o Drenador(D).
Puerta (G).

o Analogías FET-BJT:
ƒ
ƒ
ƒ

“S” → “E”.
“G” → “B”.
“D” → “C”.
Polarización no es la misma

1.8.2.1. JFET
o Teniendo en cuenta el dopado de la barra de silicio:
ƒ JFET de canal n (nJFET).
ƒ JFET de canal p (pJFET).
o pJFET :
ƒ
ƒ

S, D : tipo p.
G : tipo n.

ƒ
ƒ

S, D : tipo n.
G : tipo p.

o nJFET :

Adoración Hermoso Fernández

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oSimbología :

nJFET

pJFET

o Curvas Características nJFET:

Vp (VGS2 < VGS)
Vp o VSS: tensión de estrangulamiento → ISS: corriente de estrangulamiento.

REGIÓN SATURACIÓN: ID deja de crecer y se hace constante a IDSS
(estrangulamiento). ID solo depende de VGS. El transistor se comporta como una fuente
de corriente dependiente de VGS.
REGIÓN LINEAL (ÓHMICA): IDS crece proporcionalmente a VDS para lamisma VGS.
El transistor es una resistencia variable dependiente de VGS.
CORTE: No existe corriente de drenador (IDS = 0).
En el pFET voltajes y corrientes de signo contrario.

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nJFET

Zonas de
deflexión
G

D
S

VGS

+

G

VDS
VGS

+

D
IDS

+

P

P

+

Canal N
S

FUNCIONAMIENTO nJFET
VGS = 0
o
o
o
o
o

Se crea zona dedeplexión (ausente de carga).
VDS directa.
A medida que VDS aumenta, lo hace también la zona de deplexión.
VDS < Vp → nJFET = pequeña resistencia → ESTADO DE CONDUCCIÓN.
VDS = Vp → las dos zonas de deplexión se unen o dejan de crecer (ID = IDSS).

VDS fija, variando VGS
o A medida que VGS se hace más negativa (diodo G-S: inversamente) → aumento
zona de deplexión → estrechamiento del canal en lasproximidades de “S” →
resistencia del canal aumenta → ID disminuye.
o Si VGS se hace menos negativa → disminución zona de deplexión →
ensanchamiento del canal → resistencia del canal disminuye → ID aumenta.
¡ Polarización inversa al BJT ¡
pJFET
o Se invierten polaridades de VDS y VGS.
o En curvas VGS es positiva.

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VDS

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41.8.2.2. MOSFET
o No se forma unión semiconductora entre canal y puerta.
o Puerta separada del canal mediante una capa de SiO2 (metal-óxidosemiconductor).
o El óxido es aislante → IG prácticamente nula, mucho menor que en los JFET.
→ los MOS se emplean para tratar señales de muy baja potencia.
o Existe un cuarto terminal llamado sustrato (B).
o Prestaciones similares a las del JFET.
o Existen dostipos de Mosfet:
ƒ
ƒ

Empobrecimiento.
Enriquecimiento.

o En ambos tipos existe un Mosfet de canal p y otro de canal n.
1.8.2.2.1. MOSFET DE EMPOBRECIMIENTO
o Sin tensión en la puerta (G) existe canal de conducción.
nMOS

SiO2

D
IDS

G
VGS

P

B

+

VDS

Canal N
S

+

FUNCIONAMIENTO nMOS
VGS = 0
o IDS circula libremente.
VGS negativa o polarizada inversamente
o IBG actúa como barrera e IDS =0.
o A medida que VGS se hace más negativa → IBG aumenta → IDS disminuye.
VGS positiva o polarizada directamente
o Camino libre para poder circular IDS.
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o Simbología:

nMOS

pMOS

1.8.2.2.2. MOSFET DE ENRIQUECIMIENTO
o Para existencia de canal de conducción hay que aplicar tensión en la puerta.
o nMOS: sustrato (B) “tipop” en el que se han difundido dos regiones (D, S) “tipo
n”.
nMOS
S

G

n

D

n
Sustrato P

B

o pMOS: sustrato (B) “tipo n” en el que se han difundido dos regiones (D, S) “tipo
p”.

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FUNCIONAMIENTO nMOS
VGS

VDS
+

+
G

S
n

IDS

D
n

Sustrato P
B

o VGS provoca la existencia o no de canal de conducción entre “D” y...