Revista sobre transistores de efecto campo

Transistores

AUTOR: CARLOS ROJAS

¿QUÉ ES EXACTAMENTE UN FET?

¿DIFERENTES FET?

NUNCA ESTÁ DE MÁS VER SU FUNCIONAMIENTO

Nunca vayas a confundirlos con un BJT otra vez

Sí, los hay, y (adivina) no son iguales del todo

Algunos ejemplos de circuitos con FET esclarecerán un poco las dudas

02

FET

03

JFET y MOSFET

04

Usos y aplicaciones

05

Ejercicios con Transistores FET

TRANSISTORES FET

transistores de efecto de campo El transistor de efecto campo o FET (field-effect transistor) es un transistor que usa el campo eléctrico para controlar la forma y, por lo tanto, la conductividad

de

un

canal

que

transporta un solo tipo de portador de carga.

A diferencia de los bjt, estos FET no trabajan por control de corriente sino por control de voltaje. Posee una combinación

tripolar

de

N

y

P

(dependiendo del tipo de transistor FET existen dos tipo N y un tipo P, o dos materiales de tipo P y uno solo de tipo

N)

y

un

drenador

que

dependiendo de estas combinaciones funcionan de forma distinta.

negativamente Su

polarización

funcionaria

de

la

con

respecto

a

la

fuente (-Vgg).

siguiente forma: el terminal de drenaje

A mayor voltaje -Vgg, más angosto es

se polariza positivamente con respecto

el canal y más difícil para la corriente

al terminal de fuente (Vdd) y la

pasar del terminal drenador (drain) al

compuerta o gate se polariza

terminal fuente o source.

FET | 02

TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE JUNTURA El JFET (Junction Field-Effect Transistor) es básicamente una barra semiconductora (tipo N o P), con contactos óhmicos en sus extremos identificados como drenaje (D) y fuente (S), que forma un canal en el medio de la difusión (P o N) de puerta (G). La tensión aplicada a la puerta controla la conducción entre el drenaje y la fuente al modular el ancho del canal.

Como ya se menciono antes, el JFET tiene dos tipos esenciales: canal n y canal p, dependiendo de si la aplicación de una tensión positiva en la puerta pone al transistor en estado de conducción o no conducción, respectivamente.

TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO METAL-ÓXIDOSEMICONDUCTOR El MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) es un dispositivo semiconductor utilizado para la conmutación y amplificación de señales.

Una estructura MOS básica está formada por cuatro capas: una de conductor (metal), una de aislante (dióxido de silicio, SiO2), una de semiconductor (silicio tipo P o N) y una segunda capa de conductor (metal).

Ambas capas de metal funcionan como electrodos donde se conecta la alimentación, en este caso una tensión referida a masa.

Existen diferentes tipos de MOSFET, dependiendo de la forma cómo están construidos internamente. Así, tenemos MOSFET de enriquecimiento y MOSFET de empobrecimiento.

03 | JFET y MOSFET

57 MIL MILLOS DE CMOS EN ESTE CPU

FET Y SUS USOS

La imagen muestra el como es un cpu por dentro Debido a lo anterior se concluye que

Uno de los usos mas importantes que

estos, por ende, tienen una gran

tienen es el de semiconductor

cantidad de usos entre los distintos

complementario de óxido metálico

circuitos que hay en los aparatos

(CMOS) es una de las familias lógicas

electrónicos que nos rodea. Los

cuya principal característica consiste

transistores de efecto campo y sus

en la utilización conjunta de

distintas variables poseen varios usos

transistores de tipo pMOS y tipo

formas, tienen varias aplicaciones entre

entre los que destacan los de ser

nMOS. Poseyendo como aplicación

los que se pueden destacar los de

sintonizadores de FM, en equipo para

la de ser integrado en gran escala en

interruptor analógico, amplificador,

comunicaciones de manera general;

computadores, memorias, chips, etc.

oscilador de cambio de fase, resistor

receptores de FM y TV; receptores,

variable por voltaje, amplificador de

generadores de señales; Generadores

baja frecuencia, aislador y como

de frecuencia patrón, funcionando

circuito MOS digital.

como receptores; entre otros.

Los transistores FET, en todas sus

Usos y aplicaciones | 04

Ejercicios de circuitos con transistores FET Se presentara una serie de ejercicios resueltos donde habrán transistores FET, sean JFET o MOSFET. Dichos ejercicios serian los siguientes: Si la corriente del drenador es 3mA ¿Cuál es el valor de Vgs ? ¿Cuál es el valor de VD? Cual es el de VDS

Si circulan 3mA por la resistencia de la fuente, el voltaje a través del resistor de la fuente es: Vs= Is ∗ Rs→3mA∗1kΩ=3V Se procede a calcular el voltaje Vgs el cual es negativo.

Vgs= Vg - Vs →0V - 3V= -3V La terminal de la fuente no está aterrizada por lo tanto el voltaje del drenador a la fuente VDS es diferente del voltaje drenador a tierra VD. El voltaje de drenador a tierra es: Vgs= Vcc - Id(Rd) →15V - 3mA ∗ 2.2kΩ= 8.4V el voltaje de drenador-fuente es: Vds= Vd - Vs →8.4V - 3V= 5.4V

05 | Ejercicios con Transistores FET

Calcular el VGS, IDS en el punto Q, VDS, VD, VG, VS.

Tenemos los siguientes datos: IDSS= 12mA y Vp= 4V a partir de dichos datos, se pueden calcular las variables pedidas para la resolución del circuito: VGS= VG – VS VG= -1.5V VS= 0V VGS= -1.5V – 0V= -1.5V VDS= Vf – (IDS * RD) = 12V – (4.68mA * 1.2kΩ) = 6.38V si VS= 0 entonces Vds= vd + VS= 6.38V Pero antes de VDS;

4.68mA

Ejercicios con Transistores FET | 06

Determine lo siguiente para la red: IDq, VGSq y VD

07 | Ejercicios con Transistores FET

Determine VDS para la siguiente red

La conexión directa entre la compuerta y la fuente requiere que VGS= 0V Como VGS se mantiene fijo a 0V, la corriente de drenaje debe ser IDSS (por definición). Es decir: VGSq= 0V IDq= 10mA No se requiere por consiguiente trazar la curva de transferencia VD= VDD - ID * RD → 20V - (10mA) (1.5kΩ) =20V - 15V =5V

Ejercicios con Transistores FET | 08