Mosfet En modo de Empobrecimiento

Para que un transistor de efecto de campo funcione 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 corriente de 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 la tensión 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 a que el MOSFET puede operar tanto con tensiones positivas como negativas. Por esta razón, la corriente IDSS, correspondiente a la intersección 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 transistor es muy fácil de polarizar, ya que se puede escoger el punto correspondiente a VGS=0, ID=IDSS. Cuando éste queda polarizado así, el transistor queda siempre en conducción o, normalmente, encendido.

Símbolos de los MOSFET

En la siguiente figura, podemos ver un transistor MOSFET de canal N (punta hacia adentro) con cuatro terminales disponibles. El terminal de sustrato está libre, en algunos casos, para dar al transistor un mayor control sobre la corriente de drenador.

Tipo de enriquecimiento

Este tipo de MOSFET está diseñado de tal manera que sólo admite la forma de trabajo en modo de enriquecimiento. La aplicación fundamental de este transistor se realiza en circuitos digitales, microprocesadores, etc.

En las siguientes figuras (a), se muestran un ejemplo de las curvas de drenador y en la (b) las de transconductancia de este tipo de MOSFET.

Como se podrá observar en las curvas características, este transistor sólo conduce cuando son aplicadas tensiones positivas al drenador, por lo que normalmente estará en no conducción o apagado.

El símbolo que representa al MOSFET de enriquecimiento son los que se indican en las siguientes figuras, siendo el (a) de enriquecimiento y canal N y en el (b) MOSFET de enriquecimiento y canal P.

Observa cómo la línea del canal en estos transistores se representa como una línea punteada.