TEMA 4. TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE POTENCIA

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1 INTROUCCIÓN. Transisor de Efeco de Camo de eñal TEMA 4. TRANITOR E EFECTO E CAMPO E POTENCIA Fuene () Puera () renador () Conaco meálico 4.1. INTROUCCIÓN Transisor de Efeco de Camo de eñal 4.2. TECNOLOÍA E FABRICACIÓN Transisor VMO Transisor -MO Transisor Trenched-MO Evolución del Transisor MO 4.3. FUNCIONAMIENTO EL TRANITOR E EFECTO E CAMPO E POTENCIA 4.4. IOO EN ANTIPARALELO Conmuación en una Rama de un Puene 4.5. CARACTERÍTICA ETÁTICA, INÁMICA Y TÉRMICA 4.6. ÁREA E OPERACIÓN EURA io 2 io 2 io 2 usrao Canal inducido n usrao (B) Transisor de eñal MOFET de Enriquecimieno, Canal n Tema 4. MO. Transarencia 1 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 2 de 18

2 INTROUCCIÓN. Transisor de Efeco de Camo de eñal i i Ohmica auración Ruura TECNOLOÍA E FABRICACIÓN. Transisor VMO (iliconix-1976) V V e - e - V Canal Core a) ímbolo b) Curva Caracerísica Transisor MO Canal N de Enriquecimieno V BV V B V n Zonas de funcionamieno del ransisor MO: Zona de core, V <V T, i ; el ransisor se considera un inerruor abiero. Zona de sauración, V - V T <V, i consane (indeendiene de V ): k W i ( ) 2 = V VT, el límie de esa zona con la siguiene, se obiene al 2 L k W susiuir V - V T =V, en la fórmula anerior, es decir: i ( ) 2 = V, 2 L (=arábola) 2 W V Zona óhmica, V - V T >V, ( ) i = k V VT V, en esa L 2 zona el ransisor se considera un inerruor cerrado, con una resisencia (ara valores muy equeños de V ): 1 R ( ON ) = W. k ( V VT ) L Primeros ransisores MO de oencia: Transisor en V. erivó ráidamene a U-MO. Zona de ruura, V > V B. Tema 4. MO. Transarencia 3 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 4 de 18

3 TECNOLOÍA E FABRICACIÓN. Transisor MO TECNOLOÍA E FABRICACIÓN. Transisor Trenched-MO ección de una celdilla elemenal Fuene Puera io 2 (susrao) io 2 óxido de uera L canal 1 19 cm cm cm -3 Canal n-eiaxial (oblea) i i 1 19 cm -3 -oblea renador ección de un Transisor MO de Enriquecimieno Canal n Transisores MO de oencia modernos: Transisores con Trinchera Tema 4. MO. Transarencia 5 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 6 de 18

4 TECNOLOÍA E FABRICACIÓN. Evolución del Transisor MO FUNCIONAMIENTO EL TRANITOR -MO V 1 áomos aceores ionizados elecrones libres de delexión a) Para valores bajos de V y V V 2 Evolución en el iemo de las generaciones de ransisores MO a arir de MO hasa los ransisores con rinchera. de delexión b) Para valores bajos de V (V 2 > V 1, V 2 < V T ) Tema 4. MO. Transarencia 7 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 8 de 18

5 FUNCIONAMIENTO EL TRANITOR -MO FUNCIONAMIENTO EL TRANITOR -MO V 3 V 3 de inversión de inversión de delexión c) Para valores bajos de V (V 3 > V 2, V 3 > V T ) n de delexión V 4 e) Para valores mayores de V (V 3 > V 2, V 3 > V T ) de inversión de delexión d) Para valores mayores de V (V 4 > V T ) Tema 4. MO. Transarencia 9 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 1 de 18

6 IOO EN ANTIPARALELO IOO EN ANTIPARALELO. Conmuación en una Rama de un Puene E T 1 B 1 I iodo V I L C Carga induciva C T 2 2 I renador V B E Transisor Biolar asociado al Transisor MO El ransisor MO con el iodo en Aniaralelo Conmuando una Carga Induciva en una rama de un Puene. Tema 4. MO. Transarencia 11 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 12 de 18

7 IOO EN ANTIPARALELO. Conmuación en una Rama de un Puene IOO EN ANTIPARALELO. Conmuación en una Rama de un Puene A B iodos Ráidos Añadidos al Transisor La velocidad de subida o bajada de la ensión V se conrola fácilmene con el valor de la resisencia de la fuene de exciación de uera. Tema 4. MO. Transarencia 13 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 14 de 18

8 Efeco de las Caacidades Parásias en la Tensión de Puera Efeco de las Caacidades Parásias en la Tensión de Puera C Carga Transisor MO V com V =V R C Transisor corado Efeco de la conmuación de oros disosiivos sobre la ensión de uera con disinos valores de R. C Cambio de ensión debido a la conmuación de oro disosiivo El efeco de la conmuación de oros disosiivos uede rovocar variaciones imoranes en la ensión de uera debido al acolamieno caaciivo C C. Eso iene como consecuencias no deseadas: a) e suere la ensión máxima que el óxido uede soorar. b) Haciendo que el ransisor (que esaba corado) conduzca. i se roduce un flanco de subida, ese flanco se ransmiirá a la uera, con lo que si se suera la ensión umbral, el MO enra en conducción. Eso iene el efeco de que baje la ensión V con lo que el efeco se comensa, corándose de nuevo el ransisor a cosa de sufrir grandes érdidas or la corriene que circula durane el ransiorio. i se roduce un flanco de bajada, ese flanco se ransmiirá igualmene a la uera, ermaneciendo el ransisor corado, ero con eligro de suerar la ensión máxima del óxido. En ambos casos es deerminane el valor de la resisencia equivalene de la fuene que excia a la uera (R ) cuano menor sea esa resisencia menos se noará ese efeco. e debe ener esecial cuidado con las conexiones en el circuio de uera, orque cualquier inducancia arásia resene dará una imedancia equivalene muy ala ane cambios bruscos. ο V I Efeco de la conmuación de oros disosiivos sobre la ensión de uera con disinos valores de R. ο V Vcom R =2Ω R =2Ω R =2Ω Tema 4. MO. Transarencia 15 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 16 de 18

9 CARACTERÍTICA ETÁTICA, INÁMICA Y TÉRMICA V i =1V V 1 1V V 1V R o =5Ω V 1 V R =1Ω C a) Circuio Emleado Umbral de conducción i Umbral de core i 9.85A 9% V 1V 1.5V r f 1% V =1V Velocidades de subida y bajada reguladas or R I I C I M=1A I =5A.1A ÁREA E OPERACIÓN EURA 1V BV =5V V Zona de Oeración egura (OA) en un MOFET de Poencia (i y V en escala logarímica) OA (C) Límie de oencia a T c=25ºc OA (C) Límie debido a R Límie de oencia a T c=25ºc 1µs.1ms 1ms 1ms 1ms C I es función del área del ransisor I C deende de β min Comaración enre las Zonas de Oeración Avalancha secundaria del BJT BV o BV CE V T, ara ondas cuadradas con =1% egura de dos ransisores MOFET y BJT de Poencia consruidos ara las mismas ensiones máximas y de secciones análogas. 1A P=i V b) Formas de Onda Resulanes Caracerísicas inámicas del Transisor MOFET Nóese que los límies de corrienes y ensiones de disosiivos de mayores oencias que ueden enconrarse en el mercado son aroximadamene: 1A OA MO OA BJT 1V 15V Tema 4. MO. Transarencia 17 de 18 Tema 4. MO. Transarencia 18 de 18