Transistores

Los transistores de efecto de campo o FET (Field Electric Transistor) son particularmente interesantes en circuitos integrados y pueden ser de dos tipos: transistor de efecto de campo de unión o JFET y transistor de efecto de campo metal-oxido semiconductor (MOSFET). Son dispositivos controlados por tensión con una alta impedancia de entrada. Ambos dispositivos se utilizan en circuitos digitalesy analógicos como amplificador o como conmutador. Sus características eléctricas son similares aunque su tecnología y estructura física son totalmente diferentes.
Ventajas del FET:
1. Son dispositivos controlados por tensión con una impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012?).
2. Los FET generan un nivel de ruido menor que los BJT.
3. Los FET son más estables con latemperatura que los BJT.
4. Los FET son más fáciles de fabricar que los BJT pues precisan menos pasos y permiten integrar más dispositivos en un C1.
5. Los FET se comportan como resistencias controlados por tensión para valores pequeños de tensión drenaje-fuente.
6. La alta impedancia de entrada de los FET les permite retener carga el tiempo suficiente para permitir su utilización comoelementos de almacenamiento.
7. Los FET de potencia pueden disipar una potencia mayor y conmutar corrientes grandes.
Desventajas que limitan la utilización de los FET:
1. Los FET presentan una respuesta en frecuencia pobre debido a la alta capacidad de entrada.
2. Los FET presentan una linealidad muy pobre, y en general son menos lineales que los BJT.
3. Los FET se pueden dañardebido a la electricidad estática.
4. El JFET de canal n esta constituido por una barra de silicio de material semiconductor de tipo n con dos regiones (islas) de material tipo p situadas a ambos lados. Es un elemento tri-terminal cuyos terminales se denominan drenador (drain), fuente (source) y puerta (gate).
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6. (a) JFET canal N. (b) Símbolo de JFET canal N. (c) Símbolo canalP+
7. La polarizacion de un JFET exige que las uniones p-n estén inversamente polarizadas. En un JFET de canal n, o NJFET, la tensión de drenador debe ser mayor que la de la fuente para que exista un flujo de corriente a través de canal. Además, la puerta debe tener una tensión más negativa que la fuente para que la unión p-n se encuentre polarizado inversamente. Ambas polarizaciones seindican en la siguiente figura:
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Las curvas de características eléctricas de un JFET son muy similares a las curvas de los transistores bipolares. Sin embargo, los JFET son dispositivos controlados por tensión a diferencia de los bipolares que son dispositivos controlados por corriente. Por ello, en el JFET intervienen como parámetros: ID (intensidad drain o drenador a source o fuente), VGS(tensión gate o puerta a source o fuente) y VDS (tensión drain o drenador a source o fuente). Se definen cuatro regiones básicas de operación: corte, lineal, saturación y ruptura. A continuación se realiza una descripción breve de cada una de estas regiones para el caso de un NJFET.
• Región de corte
En esta región la intensidad entre drenador y fuente es nula (ID=0). En este caso, la tensiónentre puerta y fuente es suficientemente negativa que las zonas de inversión bloquean y estrangulan el canal cortando la corriente entre drenador y fuente. En las hojas técnicas se denomina a esta tensión como de estrangulamiento o pinch-off y se representa por VGS (off) o Vp. Por ejemplo, el BF245A tiene una VGS (off)=-2V.
* Región lineal
En esta región, el JFET se comporta como unaresistencia no lineal que es utilizada en muchas aplicaciones donde se precise una resistencia variable controlada por tensión.
* Región de saturación
En esta región, de similares características que un BJT en la región lineal, el JFET tiene unas características lineales que son utilizadas en amplificación. Se comporta como una fuente de intensidad controlado por la tensión VGS cuya ID es...