Transistores

Capítulo

Transistores unipolares de efecto de campo

L

os transistores unipolares de efecto de campo o FET fueron los
precursores del gran avance de la electrónica, al posibilitar la
producción en grandes cantidades de este tipo de dispositivos.
Gracias a las mejoras que aportó respecto de los transistores
bipolares, se pudieron realizar circuitos más rápidos, económicos y
fiables. Aprincipios de la década de los 50 nada hacía presagiar el
influyente elemento que ideó W. B. Shockley.
Durante su evolución, han pasado desde los originales JFET,
MESFET, NMOS–PMOS, hasta los actuales y versátiles CMOS.
El FET es un dispositivo unipolar, ya que la corriente existe tanto
en forma de electrones como de huecos. En un FET de canal N, la
corriente se debe a electrones, mientrasque en un FET de canal P,
se debe a huecos.

Contenido
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10

Reseña histórica
Conceptos básicos
El JFET. Constitución y funcionamiento
La transconductancia en un JFET
Modelo en pequeña señal del JFET
Otros efectos a tener en cuenta en los JFET
Polarización de los JFET
Ejercicios tipo
Problemas propuestos
Bibliografía

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106Electrónica analógica: Análisis y diseño

6.1 Reseña histórica
Julius Edgar Lilienfeld (1881-1963), nacido en
Polonia y doctorado en física en 1905 en Berlín,
emigró a USA en 1927 huyendo del
antisemitismo nazi. En octubre de 1926 presentó
una patente (1.745.175) como “Method and
apparatus for controlling electric currents”,
que sería el precursor de lo que hoy conocemos
como transistor deunión FET, con el propósito
de utilizarle como amplificador. Dada la tecnología existente en aquellos años, no pudo conseguir un
dispositivo utilizable para la fabricación industrial.

William Bradford Shockley (1910-1989). Físico estadounidense, nació en Londres
de padres estadounidenses. Trabajó en los laboratorios de la Compañía Telefónica
Bell desde 1936 hasta 1956. Sus investigacionessobre los semiconductores le
llevaron al desarrollo del transistor en 1948. Por esta investigación compartió en
1956 el Premio Nobel de Física con sus asociados John Bardeen y Walter H.
Brattain. Posteriormente, Shockley desarrolló sus investigaciones para el
perfeccionamiento de los transistores, que culminaron con la invención en 1952
del transistor unipolar de efecto de campo. Este fue elpaso más importante para
la fabricación de dispositivos en masa y a bajo coste. Recuérdese que los primeros
transistores se realizaban a mano y de forma individual. Conjuntamente con otros hechos, en 1956,
año en que fue nombrado director de la Shockley Transistor Corporation en Palo Alto, California,
empezó a gestarse lo que hoy en día es Silicon Valley. La historia cuenta que la invención deltransistor, denominado entonces “Point contact germanium transistor”, ocurrió el año 1948 sin
embargo, fue el 16 de Diciembre de 1947 cuando Shockley, Bardeen y Brattain descubrieron este
efecto. Dadas las especiales fechas, no se publicaron las investigaciones y logros conseguidos hasta
meses después, tiempo que aprovecharon los “Bell Laboratories” para patentar estas ideas.

Capítulo 6:Transistores unipolares de efecto de campo

107

6.2 Conceptos básicos

Después de la invención del transistor, sucedieron rápidamente diferentes hechos que
culminaron con la realización del transistor JFET por parte de Shockley. Éste, trabajando en
secreto en el Laboratorio de su empresa, alejado de sus colegas Bardeen y Brattain que
siguieron en Bell Laboratories, pretendía idear undispositivo que se pudiese fabricar a nivel
industrial, y no como hasta entonces que cada transistor de punta de contacto de Germanio se
realizaba a mano. Tras unos años de ferviente investigación, aparecieron en el mercado
diferentes dispositivos, más o menos relacionados entre sí, que solucionaron el inconveniente
de la fabricación en grandes series.
Se podría considerar como válida la...