TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO

TRANSISTOR FET

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO

EFECTO DE

CAMPO

UNIN

METAL-OXIDO-

SEMICONDUCTOR

CANAL N (JFET-N)

CANAL P (JFET-P)

CANAL N (MOSFET-N)

CANAL P (MOSFET-P)

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO

INTRODUCCIN:

Son dispositivos de estado slido

Es el campo elctrico el que controla el flujo de cargas

El flujo de portadores es de un nico tipo ( o electrones huecos)

Pueden funcionar en diferentes regiones de polarizacin

Segn en que regin de polarizacin se encuentren, funcionan

como: Resistencias controladas por tensin

Amplificadores de corriente tensin

Fuentes de corriente

Interruptores lgicos y de potencia

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO

La corriente de gate o puerta es prcticamente nula

(funcionamiento Normal) es decir una ALTA IMPEDANCIA DE

ENTRADA. 1M

Tienen tres terminales denominados: Drenador

Puerta

Fuente surtidor

FET VS BJT

Los FETs necesitan menos rea en un CI, y menos pasos de

fabricacin

Los BJTs pueden generar corrientes de salida mas elevadas para

conmutacin rpida con cargas capacitivas.

Los FETs tiene una impedancia de entrada muy alta

En los FETs el parmetro ganancia es menor que en los BJTs

LOS BJT SON CONTROLADOS POR CORRIENTE

MIENTRAS QUE LOS JFET SON CONTROLADOS POR

VOLTAJE

FET VS BJT

Los FET son ms estables ante los cambios de temperatura que los

BJT.

Los FET son ms sensibles a la manipulacin.

Inconvenientes

Los FET exhiben una pobre respuesta en frecuencia, debido a la

alta capacidad de entrada.

Algunos FET tienen una pobre linealidad.

Los FET se daan con el manejo debido a la electricidad esttica.

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO DE

JUNTURA - JFET

Consiste en un canal de semiconductor tipo N o P dependiendo

del tipo de JFET, con contactos hmicos (no rectificadores) en

cada extremo, llamados FUENTE y DRENADOR.

A los lados del canal existen dos

regiones de material

semiconductor de diferente tipo

al canal, conectados entre s,

formando el terminal de

PUERTA.

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO DE

JUNTURA - JFET

En el JFET de canal N, la unin puerta canal, se encuentra polarizada en inversa, por lo que prcticamente no entra ninguna corriente a travs del terminal de la puerta.

El JFET tienes dos uniones n-p sin polarizacin, obtenindose una regin de empobrecimiento en cada unin similar al diodo

JFET DE CANAL N En la unin p-n, al polarizar en inversa la puerta y el canal, una capa del canal

adyacente a la puerta se convierte en no conductora.

Cuanto mayor es la polarizacin inversa, ms gruesa se hace la zona de deplexin;

cuando la zona no conductora ocupa toda la anchura del canal, se llega al corte

del canal. A la tensin necesaria para que la zona de deplexin ocupe todo el canal

se le llama tensin puerta-fuente de corte (VGSoff Vto). Esta tensin es

negativa en los JFET de canal n.

JFET DE CANAL N

VGS=0V y variando VDS:

Si VDS ID

Para valores pequeos de VDS,

ID es proporcional a VDS (zona

hmica).

se obtiene una regin de

empobrecimiento en el

extremo de cada material p.

Cuando se aplica Vdd, los

electrones son atrados hacia el

drenaje y se genera una ID,

teniendo que ID =IS

JFET DE CANAL N VGS=0V y variando VDS:

Suponiendo que la resistencia del canal es uniforme, segn como avance la corriente (sentido real) mayor oposicin encontrara, y debido a que el extremo del canal prximo D se halla polarizado en inversa, al aumentar Vds, la zona de deplexin se hace ms ancha.

El paso entre las dos zonas se produce en el valor de tensin de estrangulamiento Vp, para Vgs=0.

JFET DE CANAL N El paso entre las dos zonas se produce en el valor de tensin de

estrangulamiento VP, para VGS=0.

Para valores de VDS pequeos, Id es proporcional a VDS (zona

hmica)

Al variar VGS. Si VGS

JFET DE CANAL N

En cuyo caso el JFET se comporta como una

fuente de corriente en el caso de que VDS>VP

IDSS corriente de drenaje mxima del JFET Para

VGS=0V

VGS

JFET DE CANAL N Sistema de ganancia automtico

JFET DE CANAL N Al variar VGS

La resistencia del canal es elevada. Esta es evidente para valores de Vgs prximos a VGSoff. Si (tensin de corte), la resistencia se convierte en un circuito abierto y el dispositivo est en CORTE.

La zona donde Id depende de Vds se llama REGIN LINEAL U HMICA, y el dispositivo funciona como una resistencia. El valor de esta resistencia (pendiente de recta) vara con Vgs.

La zona donde Id se hace constante (fte de Intensidad cte) es la REGIN DE SATURACIN. Id es mxima para Vgs = 0 (Idss), y es menor cuanto ms negativa es Vgs. Para Vgs=0 la regin comienza a partir de Vp.

Siempre se cumple que Vgsoff = -Vp. Idss y Vp ( Vgsoff voltaje de estrangulamiento)son datos dados por el fabricante.

JFET DE CANAL N

Resistor controlado por voltaje La regin a la izquierda del lugar geomtrico del estrangulamiento

en la se conoce como regin hmica o de resistencia controlada por voltaje. En esta regin el JFET en realidad se puede emplear como un resistor variable (posiblemente para un sistema de control de ganancia automtico) cuya resistencia la controla el voltaje aplicado de la compuerta a la fuente.

Observese que la pendiente de cada curva, y por consiguiente la resistencia del dispositivo entre el drenaje y la fuente con VDS

Resistor controlado por voltaje

ING. JUAN INGA ORTEGA

La siguiente ecuacin es una buena primera aproximacin al

nivel de resistencia en funcin del voltaje aplicado VGS

donde ro es la resistencia con VGS=0 V y rd es la resistencia a

un nivel particular de VGS.

Para un JFET de canal n con ro=10 k(VGS=0 V,Vp=-6 V).

Cuanto es rd con VGS=-3 V ????

Dispositivos de canal p El JFET de canal p se construye

exactamente de la misma manera que el dispositivo de canal N con los materiales p y n invertidos

Las direcciones de la corriente definidas estn invertidas, del mismo modo que las polaridades reales de los voltajes VGS y VDS. Para el dispositivo de canal p, el canal se estrechar al incrementarse el voltaje positivo de la compuerta a la fuente y la notacin de doble subndice producir voltajes negativos para VDS

Se indica que la fuente se encuentra a un potencial ms alto que el drenaje

Observe que a niveles altos de VDS la curva se eleva de

repente a niveles que parecen ilimitados. La elevacin

vertical indica que ocurri una ruptura y que la corriente a

travs del canal (en la misma direccin en que por lo comn

se encuentra) ahora est limitada nicamente por el circuito

externo

Resumen

La corriente mxima se define como IDSSy ocurre cuando

VGS=0 V y VDS>=|Vp|

Para los voltajes de la compuerta a la fuente VGS menores

que (ms negativos que) el nivel de estrangulamiento, la

corriente de drenaje es de 0 A (ID=0 A)

Para todos los niveles de VGS entre 0 V y el nivel de

estrangulamiento, la corriente ID oscilar entre IDSS y 0 A,

respectivamente

Caractersticas de transferencia

Para el transistor BJT la corriente de salida IC y la corriente

de control de entrada IB estn relacionadas por beta, la cual

se considera constante para el anlisis que se va a realizar. En

forma de ecuacin,

Desafortunadamente, esta relacin lineal no existe entre las

cantidades de salida y entrada de un JFET. La ecuacin de

Shockley define la relacin entre ID y VGS

El trmino al cuadrado en la ecuacin produce una relacin

no lineal entre ID y VGS, la cual genera una curva que crece

exponencialmente con la magnitud decreciente de VGS.

Trace la curva de transferencia definida por IDSS=12 mA y

Vp=-6 V ???????????