TEMA 7 TRANSISTORES DE EFECTO CAMPO

Transcripción

1 TEMA 7 TRATORE E EFECTO CAMPO TROUCCÓ 4 TRATOR E EFECTO CAMPO (FET) ispositivos semiconductores donde el control de l corriente se reliz medinte un cmpo eléctrico 4 CARACTERÍTCA * ispositivo unipolr: un único tipo de portdores de crg (portdores myoritrios) * Ocup menos espcio en un circuito integrdo ue el bipolr (grndes ventjs pr plicciones de microelectrónic) * rn impednci de entrd * Menos fectdo ue el BJT por diferentes fuentes de ruido * Crece de tensión umbrl (JFET y MOFET empobrecido) 1

2 4 TPO E TRATORE E EFECTO CAMPO * e unión: JFET (Junction Field Effect Trnsistor) o FET * e puert isld: FET (nsulted te Field Effect Trnsistor) MO (Metl Oxide emiconductor) MOT MOFET ETRUCTURA E LO JFET * Brr semiconductor con contctos óhmicos en los extremos * JFET puede ser de cnl o cnl P * Puert muy impurificd con portdores distintos los de l brr * Elementos: Fuente o surtidor () -> por donde entrn los portdores rendor () - > por donde slen los portdores Puert () -> elemento de control Cnl -> región situd entre ls dos difusiones de puert * L tensión puert fuente ( ) polriz inversmente ls uniones

3 L corriente entre drendor y fuente se control medinte el cmpo credo por l polrizción invers plicd l puert. Culuier de los extremos se puede usr como fuente ÍMBOLOÍA E LO JFET Cnl Cnl P 3

4 EQUEMA BÁCO E POLARZACÓ Pr el cnl P el esuem es idéntico pero con polriddes invertids CAAL negtiv positiv CAAL P positiv negtiv positiv negtiv CURA CARACTERÍTCA f(, ) 4

5 4 PARA 0: * peueñ (< P ): Cnl csi completmente bierto. Resistenci peueñ y proximdmente constnte. Comportmiento linel. > REÓ ÓHMCA * cercn P : Cnl se v cerrndo por un punto y l resistenci ument con l tensión. Comportmiento no linel. > REÓ E COTRACCÓ * > P : L resistenci r ds es grnde y proximdmente constnte. o se puede cerrr completmente el cnl porue dejrí de circulr corriente y desprecerí l tensión invers en l unión puert-cnl. JFET se comport como fuente de corriente. > REÓ E ATURACÓ * muy elevd ( B ): Conducción invers en ls uniones puert-cnl, lo ue supone un umento muy grnde de l ue produce l destrucción del JFET. > REÓ E RUPTURA ZOA E FUCOAMETO ÓHMCA: < p - COTRACCÓ: p - ATURACÓ: > p - 0 RUPTURA: elevd p CORTE: > p 5

6 4 REÓ ÓHMCA (lores peueños de : < P - ) * Resistenci óhmic: Cnl > r ds 1 L σ w 1 µ n L w * lores usules de l resistenci entre 100 Ω y 100 KΩ r ds > R cest (trnsistor bipolr) * Cd define un vlor de resistenci distinto * f ( ) -> función linel. 4 REÓ E COTRACCÓ ( P - ) * Al elevr, dej de crecer linelmente > se entr en l zon de contrcción > se lcnz l nchur mínim del cnl (δ) * Al umentr más, el cnl no se estrech más (δ permnece constnte) y ument l longitud de l zon de estrechmiento máximo > se entr en l zon de sturción 4 REÓ E ATURACÓ ( > P - ) 6

7 4 REÓ E ATURACÓ ( > P - ) L nchur mínim del cnl es δ. Al umentr l tensión entre drendor y fuente, δ permnece constnte y ument L y se entr en l zon de sturción. : Corriente de drendor en sturción 1 P : Corriente de drendor en sturción pr 0 1 P CAAL p p CAAL P 7

8 4 REÓ E CORTE ( P ) P > El cnl desprece > 0 Región de deplexión 4 REÓ E RUPTURA ( B ) Cundo l tensión drendor fuente es muy grnde, l corriente de drendor se elev mucho y se lleg l destrucción del FET 8

9 9 CÁLCULO E LA TEÓ E COTRACCÓ ( P ) p n A W W W >> >> ε 0 w j emostrdo cundo se clculó l cpcidd de trnsición del diodo ( ) ) ( ) ( ) ( x x b x w o ε ( ) ) ( ) ( ) ( x x b x w o ε i b δ 0 (estrngulmiento máximo) y o << (x), entonces: p p ε ε p es l ue provoc el estrngulmiento o estrechez máxim en un punto pr 0 p es l ue cort completmente el cnl i 0 > 0 > o (x) independientemente de x ( ) p b b b 1 ε ε

10 EL TRATOR MO MO: Metl Oxide emiconductor Los trnsistores de efecto cmpo de puert isld de cumulción tienen l crcterístic de presentr un nul con 0, lo cul es interesnte pr trbjr en conmutción. Estos trnsistores tienen un impednci de entrd elevd, del orden de Ω Cnl P (sustrto de enriuecimiento o cumulción impur. P) Cnl (sustrto P MO impur. ) Cnl P (sustrto de empobrecimiento o de deplexión impur. P) Cnl (sustrto P impur. ) ETRUCTURA E U MOFET E ACUMULACÓ E CAAL P 10

11 ETRUCUTRA E U MOFET E EPLEXÓ E CAAL MO E ACUMULACÓ f(, ) Región de no sturción u óhmic: < - TH Región de contrcción: - TH Región de sturción: > - TH Región de corte: < TH B Tensión de ruptur 11

12 4 CURA CARACTERÍTCA E ATURACÓ CAAL Trnsistores enriuecidos CAAL P TH TH ( TH ) pr TH K > ma K 0,3 lor típico Trnsistores empobrecidos CAAL CAAL P eplexión Acumulción p - p 1 P 4 ÍMBOLO RÁFCO Cnl Otro tipo de símbolo: En electrónic digitl: EMPOBRECO O E EPLEXÓ (EPLETO) ERQUECO O E ACUMULACÓ (EHACEMET) EPLEXÓ ACUMULACÓ ACUMULACÓ Cnl P 1

13 EL MO E COMUTACÓ R L B > ent sl > > TH TH 0 A ent sl En lógic digitl ent sl