Transistor fet
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El documento describe los transistores de efecto de campo JFET y MOSFET. Los JFET controlan la corriente mediante la tensión de puerta-fuente, formando un canal variable entre drenador y fuente. Los MOSFET controlan la corriente mediante la tensión de puerta, formando un canal mediante acumulación o deplexión de portadores en el sustrato entre drenador y fuente. Ambos se usan comúnmente como interruptores, amplificadores y en circuitos digitales.
Transistor fet
- 1. ELECTRÓNICA Y AUTOMATISMOS 2º Curso de Instalaciones Electromecánicas Mineras Tema 1: Componentes Electrónicos El transistor de efecto de campo Profesor: Javier Ribas Bueno
- 2. Componentes electrónicos: El transistor de efecto de campo Introducción El transistor de efecto de campo de unión o JFET JFET de canal N JFET de canal P El transistor MOSFET Mosfet de acumulación Mosfet de deplexión Conclusiones
- 3. Transistores de efecto de campo (FET) FET de unión (JFET) FET metal-óxido-semiconductor (MOSFET) Transistores JFET Canal N Canal P G - Puerta (GATE) D - Drenador (DRAIN) S - Surtidor o fuente (SOURCE)
- 4. Estructura interna de un JFET Canal N Canal P
- 5. Funcionamiento de un JFET de canal N (I) Unión GS polarizada inversamente Se forma una zona de transición libre de portadores de carga La sección del canal depende de la tensión U SG Si se introduce una cierta tensión D-S la corriente I D por el canal dependerá de U SG
- 6. Funcionamiento de un JFET de canal N (II) Entre D y S se tiene una resistencia que varía en función de U SG
- 7. Funcionamiento de un JFET de canal N (III) El ancho del canal depende también de la tensión U DS Pasado un límite la corriente I D deja de crecer con U DS
- 8. Características eléctricas de un JFET de canal N Característica real Característica linealizada
- 9. Características eléctricas de un JFET de canal P Curvas idénticas al de canal N pero con tensiones y corrientes de signo opuesto
- 10. Resumen de las características de un JFET de unión: La corriente de drenador se controla mediante tensión (a diferencia de los transistores bipolares donde se controla la corriente de colector mediante la corriente de base) La unión puerta-fuente se polariza en zona inversa y existe un valor límite de U GS a partir del cual el canal se cierra y deja de pasar corriente de drenador Entre drenador y fuente el JFET se comporta como una resistencia o una fuente de corriente dependiendo de la tensión U DS . Aplicaciones típicas: amplificadores de audio y de radiofrecuencia
- 11. Funcionamiento en conmutación del JFET: Aplicando una onda cuadrada en los terminales U GS se puede conseguir que el JFET actúe como un interruptor
- 12. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor) Canal N Canal P G - Puerta (GATE) D - Drenador (DRAIN) S - Surtidor o fuente (SOURCE) Canal N Canal P MOSFET acumulación MOSFET deplexión
- 13. Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (I) Normalmente el terminal de SUSTRATO se encuentra conectado con el surtidor S Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
- 14. Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (II) Los terminales principales del MOS son drenador y surtidor Al aplicar tensión U DS la unión drenador-sustrato impide la circulación de corriente de drenador Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
- 15. Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (III) Al aplicar tensión positiva U GS los electrones libres de la zona P (sustrato) son atraídos hacia el terminal de puerta Por efecto del campo eléctrico se forma un canal de tipo ‘n’ (zona rica en electrones) que permite el paso de la corriente entre drenador y surtidor Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
- 16. Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (IV) Formado el canal entre drenador y surtidor puede circular la corriente de drenador I D Incrementar la tensión U DS tiene un doble efecto: Ohmico: mayor tensión = mayor corriente I D El canal se estrecha por uno de los lados = I D se reduce A partir de un cierto valor de U DS ambos efectos se compensan y la corriente se estabiliza haciendose prácticamente independiente de U DS Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
- 17. Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (V) Curvas características A partir de un cierto valor de U GS se forma el canal entre drenador y fuente. Por debajo de este límite el transistor está en corte. Dependiendo de la tensión U DS se puede tener un equivalente resistivo o de fuente de corriente entre D y S Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
- 18. Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal P Curvas características Canal P: comportamiento equivalente al del MOSFET de canal N pero con los sentidos de tensiones y corrientes invertidos Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
- 19. Estructura y funcionamiento de un MOSFET de deplexión de canal N En los MOSFET de deplexión el canal se forma mediante una difusión adicional durante el proceso de fabricación Con tensión U GS nula puede haber circulación de corriente de drenador Es necesario aplicar tensión negativa U GS para cerrar el canal Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
- 20. Resumen de las características de los transistores MOS: La corriente de drenador se controla mediante la tensión U GS En los MOSFET de acumulación a partir de un cierto valor umbral de U GS se forma el canal y puede circular la corriente de drenador En los MOSFET de deplexión una difusión adicional permite la circulación de la corriente de drenador incluso para tensión U GS nula Aplicaciones típicas: convertidores y accionadores electrónicos de potencia, etapas amplificadoras, circuitos digitales, ...