1 V. El transistor JFET en la zona óhmica. En esta región el canal conductor entre drenador y fuente se comporta como una resistencia R DS

Transcripción

1 El transistor JFET en la zona óhmica La zona óhmica o lineal se sitúa cerca del origen, para V DS <<V DS sat En esta región el canal conductor entre drenador y fuente se comporta como una resistencia R DS La R DS va aumentando a medida que se estrecha el canal, a consecuencia de la polarización inversa producida por V GS 1 El transistor JFET en la zona óhmica Llegará un momento en que la zona de transición invada toda la región N, impidiéndose totalmente la conducción. (Corte del canal) La tensión V GS que corta el canal se llama tensión de corte V P =Vt La ley que rige la resistencia del canal en la zona óhmica es la que sigue: R DS R DS ( ON ) 1 1 V V GS P 2 1

2 El transistor JFET en la zona de saturación La tensión V DS provoca una tensión NO uniforme a lo largo del canal La zona de transición NO es uniforme; en el lado del drenador es más ancha y en el de fuente es muy estrecha. Cuando la tensión inversa de la unión en el lado de drenador (V DG ) alcance a la tensión de corte (Vp), el canal se estrangulará (I D 0) Esta es la frontera entre la zona óhmica y la de saturación 3 El transistor JFET en la zona de saturación La tensión V DS se concentra, sobre todo, en la zona estrangulada del canal A medida que que V DS va creciendo la zona estrangulada aumenta de longitud, manteniéndose constante una anchura mínima δ También, en esta zona, el campo eléctrico ε(x), dentro del canal estrangulado, va aumentando Cuando 10 3 < ε(x) <10 4 la movilidad de los electrones μ x es inversamente proporcional a ε x Con lo cual la velocidad de los portadores (ν x = μ x ε x ) en ese rango no crece (se satura). En esta situación el flujo de portadores se estabiliza y la corriente I D se mantiene constante En esta región el FET se comporta como una Fuente de Corriente Constante 4 2

3 Transistor MOSFET de Acumulación o Enriquecimiento Puerta de metal Óxido Drenador Fuente Sustrato Figura 5.1. MOSFET de acumulación de canal n, donde vemos la longitud de canal L y la anchura de canal W. 5 Figura 5.2. Símbolo esquemático de un MOSFET de acumulación de canal n. 6 3

4 Aplicando una V GS positiva se induce un canal de conducción, por la inversión del semiconductor P a N A la tensión mínima necesaria para establecer el canal se la llama Tensión de umbral ( Vt, V GS th ) 7 Al aplicar ahora una tensión V DS de pequeño valor, se establecerá un a intensidad Drenador-Fuente En estas condiciones el canal creado se comporta como una resistencia R DS 8 4

5 A medida que V GS aumenta, el canal se enriquece de electrones, aumentando su conductividad, y disminuyendo la resistencia entre Drenador y Fuente R DS 9 Al ir aumentando la tensión V DS se establece un gradiente de potencial en el interior del canal El canal se deforma progresivamente, causado la no constancia de la R DS Finalmente, para una tensión V DS =V DS sat, el canal se estrangula por el lado del drenador, saturándose, y manteniendo constante la I D V DS sat = V GS - Vt 10 5

6 I DSS = K (V GS -Vt) 2 Con el circuito especificado podemos construir la familia de curvas características de salida Situándonos en la zona de saturación, trazando una línea de carga hipotética, obtendremos la Característica de transferencia del transistor Las intensidades de saturación para cada V GS se llaman I DSS, y responden a la siguiente ley: I DSS VGS Vt ID ( on) VGS ( on) Vt 11 2 Parámetros más significativos del MOSFET Acumulación I D(on) V GS(on) V DS(on) R DS(on) Valores que el fabricante suministra en un punto de funcionamiento, llamado ON, que normalmente el de máxima conducción del transistor, cuando trabaja como interruptor Vt=V GS th Tensión de umbral, mínima necesaria para la conducción del canal 12 6

7 Transistor MOSFET de Empobrecimiento o Deplexión Metal Óxido Contacto no rectificador En este transistor ya existe, de principio un canal de conducción de tipo N Canal Sustrato tipo p (b) Símbolo de circuito (a) Estructura física 13 Admite tensiones V GS tanto positivas como negativas Si V GS fuera positiva el canal se enriquece de electrones y aumentará la conducción. (Actúa como el transistor de enriquecimiento) Si V GS fuera negativa el canal se vacía de electrones disminuyendo la intensidad de drenador (Actúa como un JFET de canal N) 14 7

8 Parámetros más significativos del MOSFET empobrecimiento I DSS =I DSo V DSsat Vt=V GS th R DS(on) Corriente de saturación para V GS =0 Tensión V DS necesaria para entrar en saturación para V GS =0 Tensión de umbral, V GS que corta el canal o la mínima necesaria para la conducción del canal Resistencia del canal para la máxima conducción del transistor Las ecuaciones de funcionamiento en la zona de saturación son las mismas que las del transistor JFET: V DS sat = V GS - Vt I DSsat I DSo VGS 1 Vt 2 15 (a) JFET (b) MOSFET de deplexión (c) MOSFET de acumulación (a) JFET (b) MOSFET de deplexión (c) MOSFET de acumulación Figura Corriente de drenador en función de v GS en la región de saturación para dispositivos de canal n. 16 8

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