Transistores De Efecto De Campo

Tema 5. Transistor de Efecto Campo (FET)

Joaquín Vaquero López

Electrónica, 2007

Joaquín Vaquero López

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Transistor de Efecto Campo (FET): Índice
5.1) Introducción a los elementos de 3 terminales

5.2) Transistor de Efecto Campo FET (Field Efect Transistor): Estructura. Efecto Campo. Comparativa FET-BJT.
5.3) Zonas de funcionamiento. Modelos. Curvas características V-I.Polarización. Aplicaciones. 5.4) Transistor de Efecto Campo MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET): Estructura. 5.5) Zonas de funcionamiento. Curvas características V-I. Polarización. Modelos. 5.6) Configuraciones. Inversor. Seguidor de voltaje. Seguidor de corriente. 5.7) Aplicaciones. Transistor real.

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Introducción a los elementos de 3 terminales Hasta ahora se han visto componentes de 2 terminales, con una curva característica V-I. Los componentes de 3 terminales tienen 3 pares de posibles curvas características V-I. Dos de ellas son suficientes para definir el componente.  Esas dos curvas características son la curva V-I de entrada y la curva V-I de salida. La curva característica V-I de salida es un conjunto de curvas en función de unode los parámetros de entrada.
Entrada
ie is

Salida

Componente de 3 terminales
ve vs

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Introducción a los elementos de 3 terminales
Componentes de 3 terminales: BJT: Fuente de corriente (salida) controlada por corriente (entrada). Ganancia de corriente. Terminales: Base, Emisor y Colector
vBC ib ic

FET: Fuente de corriente (salida)controlada por tensión (entrada). Transconductancia (gm). Terminales: Puerta, Drenador y Fuente
vGD ig id

B

BJT

C

G

FET

D

vBE

vCE

vGS

vDS

ie

is
E

S

J. Bardeen, W.H. Brattain, y W. Shockley, 1948

W. Shockley, 1952

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Introducción a los elementos de 3 terminales
Clasificación de los componentes de 3terminales. npn BJT pnp

Canal p JFET Canal n FET MOSFET Deplexión Enriquecimiento

Canal p Canal n

Canal p Canal n
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Transistor de efecto campo JFET
Estructura y símbolo del transistor. Canal n y Canal p Terminales: Puerta, Drenador y Fuente. Componente simétrico.
G
p
+

D iG ~ 0 iD

Canal n

S

n

-

D
p+

G iS S

G GiG ~ 0

D iD

Canal p

n+

S

p+
n
+

D G

G iS S

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Transistor de efecto campo JFET
Efecto campo. Canal n  Tensión VDS y VGS al aire: iD proporcional a VDS. Máxima iD determinada por la sección del canal n. Resistencia.
iD
VDS
- +

D
iD

iD

S n+ p+ n

G n+

D

G

p+

p+

G

+ -

VDS

nS

Sustrato pvDS

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Transistor de efecto campo JFET
Efecto campo. Canal n  Tensión VDS y VGS cortocircuitado: Polarización p-n inversa. Aparece zona de transición o agotamiento. Se estrecha el canal de conducción. iD proporcional a VDS hasta un valor máximo iDSS (Corriente de drenaje de saturación). Comportamiento no lineal.
Zona de agotamiento otransición de la unión p-n

iD D

iD
VGS=0

i
G
p+ p+

DSS

G

+ -

VDS

nS

v

sat

vDS
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Transistor de efecto campo JFET
Efecto campo. Canal n  Tensión VDS y VGS polarizado en inversa: Polarización p-n más inversa que VGS=0. Zona de transición mayor. Canal de conducción más estrecho. iD proporcional a VDS hasta un valormáximo. Comportamiento no lineal.
Zona de agotamiento o transición de la unión p-n

iD
iD D
VGS=0V VGS=-1V

G VGS
+ -

p+

p+

G
+ -

+ -

VGS=-2V

nS

VGS

VGS corte

VDSsat

vDS

Canal p: Igual funcionamiento pero cambiando el signo de VGS
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Transistor de efecto campo JFET
Comparativa JFET- BJT  Sólo circulan portadores...