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• Jesus Castillo

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Lab 11. Metal Oxide Field Effect Transistor (MOSFET)

Materiales: • 1 Transistor MOSFET 2N7000 ; 3 Resistencias (a calcular) de ½ W • 1 Fuente DC con Terminales fijas de 5V ; Potenciómetro de 100Ω ½ W • 2 Multímetro Propios y fusibles de repuesto para medir corriente. • 1 generador de Funciones ; 1 Osciloscopio Tektronix • Plantilla Propia ; Cables de Conexión ; 4 Lagartos

Parte 1. Curva VGS vs iD(Sat)

Id (sat) Vs VGS 0.01 0.01 0.01

ID (sat)

0.01 0.01 0 0 0

0

2

4

6

VGS

Figura 1. Diodo Base Emisor

8

10

12

1. Arme el circuito de la figura 1. Mantenga V1 a 5V y varíe la fuente V2 hasta que prenda el transistor. Anote el valor al cual prende. VT = 2V. 2. Con el valor de VT llene los valores de VGS. Busque los pines del 2N7000 para saber cuáles son las terminales del 2N7000. Adjunte la imagen.

3. Para conectar el multímetro XMM1 al drenaje, meta un cable a la barra de la platilla donde está la pata del drenaje y con un lagarto conecta el cable al multímetro. 4. Teniendo los valores de VGS , mantenga V1 a 5V y varíe V2. Llené la tabla 1. Su multímetro ya está conectado de forma fija al circuito asique solo varíe la fuente y anote. 5. ¡Si la corriente se acerca a los 70mA, detenga las mediciones! X VT/5 2VT/5 3VT/5 4VT/5 VT VT+0.1 VT+0.2 VT+0.3 VT+0.4 VT+0.5

Preguntas

VGS 400mV 800mV 1.2V 1.6V 2V 2.1V 2.2V 2.3V 2.4V 2.5V

Id (sat) 0A 177.636pA 88.818pA 88.818pA 0A 503.814uA 2.015mA 4.532mA 8.056mA 12.585mA

1. ¿Cómo funciona un capacitor metal oxido semiconductor (Capacitor MOS)? Apoye su explicación con imágenes. En el condensador MOS, la tensión entre la compuerta y el sustrato hace que adquiera la carga Q, que aparece a ambos lados del óxido. Pero en el caso del semiconductor esto significa que la concentración de portadores bajo la compuerta varía en función de la tensión aplicada a ésta.

2. Apoyándose en su explicación anterior: ¿Cómo funciona un MOSFET? Explique el MOSFET canal N y el MOSFET canal P. Apoye su explicación con imágenes. CANAL N La estructura NMOS está formada por un sustrato de silicio dopado con huecos. Al aplicar un potencial de compuerta positivo, los electrones presentes en el sustrato (portadores minoritarios) son atraídos hacia la capa de óxido de compuerta. Al mismo tiempo, los huecos son repelidos de la capa de óxido de compuerta debido a que el potencial positivo los aleja. Esto ocasiona una acumulación de electrones en la cercanía del óxido, en donde el silicio presenta un exceso de electrones y por lo tanto es de tipo n. La inversión del dopado en el silicio (que antes era de tipo p) es lo que le da origen al nombre de esta región. También se produce una región de agotamiento de portadores en las cercanías del óxido, debido a que los huecos del sustrato se recombinan con los electrones atraídos.

CANAL P La estructura PMOS está formada por un sustrato de silicio dopado con electrones. Al aplicar un potencial de compuerta negativo, los huecos presentes en el sustrato (portadores minoritarios) son atraídos hacia la capa de óxido de compuerta. Los electrones son repelidos del óxido de compuerta debido a que el potencial negativo los aleja. Los huecos se acumulan en la cercanía del óxido, en donde el silicio acumula un exceso de huecos y por lo tanto se comporta como un material de tipo p. La recombinación de huecos y electrones produce una región de agotamiento.

3. ¿Fluye corriente a través de la compuerta en el MOSFET? ¿Porqué? No fluye corriente a través de la compuerta, esto se debe a que no esta físicamente conectado en el circuito y este permanece en circuito abierto. 4. ¿Qué es un MOSFET de enriquecimiento? ¿Qué es un MOSFET de empobrecimiento? Apoye su explicación con imágenes. MOSFET de enriquecimiento: el MOSFET de enriquecimiento genera un canal mediante el efecto del voltaje positivo para el canal N, aplicado a la compuerta. MOSFET de empobrecimiento: El MOSFET de empobrecimiento se basa en la construcción donde se depositan dos pequeñas porciones de material tipo N sobre una placa de material tipo P, llamado sustrato. Donde el canal es parecido al JFET donde el material de tipo N se convierten en la fuente y el drenaje del dispositivo a los cuales se conecta unos terminales mediante contactos químicos. 5. Busque los símbolos para: MOSFET de enriquecimiento (Canal N y Canal P) y MOSFET de empobrecimiento (Canal N y Canal P). MOSFET de empobrecimiento

MOSFET de enriquecimiento