transistores

MOSFET EMPOBRECIMIENTO

El transistor fue inventado en 1951, es el componente electrónico más usado, tras su descubrimiento llego la miniaturización de los componen y se llegó a la creación de los circuitos integrados. Dichos circuitos constituyen el origen de los microprocesadores, y por tanto, de los ordenadores actuales. Como componente individual un transistor realiza básicamente 2funciones, puede comportarse como un interruptor, deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando, o funciona como un elemento Amplificador de las señales.

La clasificación de los transistores puedo resumirse en el siguiente diagrama:



Para este trabajo solo nos centraremos en las aplicaciones de los Transistores de Efecto de Campo, dentro del grupo de MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor, Field Effect Transistor) con una función de estructura tipo Empobrecimiento o Deflexión.



MOSFET de empobrecimiento
Los MOSFET con estructura interna de empobrecimiento 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.
Para que un transistor de efecto de campofuncione no es necesario suministrar corriente al terminal de puerta o graduador. Teniendo en cuenta esto, se puede aislar totalmente la estructura de la puerta de la del canal. Con esta disposición se consigue eliminar prácticamente la corriente de fuga que aparecía en dicho terminal en los transistores JFET. En la siguiente figura se puede apreciar la estructura de un MOSFET de canal N.Este componente, puede funcionar tanto en la forma de empobrecimiento como de enriquecimiento, como puede observarse en la siguiente figura:


La forma de trabajo de empobrecimiento se explica debido a que los electrones de la fuente pueden circular desde el surtidor hacia el drenador a través del canal estrecho de material semiconductor tipo N. Cuanto mayor sea la diferencia de potencial VDDaplicada por la fuente, mayor será esta corriente. Como ocurría con el JFET, la tensión negativa, aplicada a la puerta, produce un estrechamiento en el canal, debido al empobrecimiento de portadores, lo que hace que se reduzca la corriente de drenador. Aquí se aprecia claramente que, el fenómeno de control se realiza a través del efecto del campo eléctrico generado por la tensión VGG de la puerta.Debido a que la puerta está aislada del canal, se puede aplicar una tensión positiva de polarización al mismo. De esta manera, se consigue hacer trabajar al MOSFET en enriquecimiento. Efectivamente, la tensión positiva del graduador provoca un aumento o enriquecimiento de electrones libres o portadores en el canal, de tal forma que, al aumentar la tensión positiva VGG, aumenta también la corrientede drenador.
Curvas características
En la siguiente figura, abajo a la izquierda, se muestra el ejemplo de una familia de curvas de drenador de un MOSFET de empobrecimiento de canal N.

Obsérvese cómo en esta curva aparecen tanto tensiones negativas de VGS (trabajo en modo de empobrecimiento), como positivas (trabajo en modo de enriquecimiento). La corriente más elevada se consigue con latensión más positiva de VGS y el corte se consigue con tensión negativa de VGS(apag).
De esta familia de curvas se puede obtener la curva de transconductancia, que nos indica la relación que existe entre VGS e ID. Ésta posee la forma que se muestra en la siguiente curva abajo a la derecha:



Obsérvese cómo esta curva aparece dibujada en los dos cuadrantes del eje de tensiones. Esto es debido aque el MOSFET puede operar tanto con tensiones positivas como negativas. Por esta razón, la corriente IDSS, correspondiente a la entersección de la curva con el eje ID, ya no es la de saturación.
Como ocurría con el JFET, esta curva de trasconductancia es parabólica y la ecuación que la define es también:

Según se puede apreciar en la curva de transconductancia de un MOSFET, este tipo de...