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• JHON ERIC RODRIGUEZ CABEZAS

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LOS TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO DE METAL-ÓXIDOSEMICONDUCTOR, MOSFET

Los transistores de efecto de campo de metal-óxidosemiconductor, MOSFET Estructura Nombre Contactos SiO2

S

Metal

metálicos

Metal

G

N+

D

S

N+

P-

G D Óxido

Semiconductor

+

Substrato Símbolo G

D

Símbolo G

Substrato S

D

MOSFET de enriquecimiento (acumulación) de canal N

S MOSFET de enriquecimiento de canal P

Principios de operación de los MOSFET (I) G

S

D

++ ++ - - - -

+

+

+

+

N+

Zona de transición (con carga espacial)

N+

P-

V1

+

Substrato

G

S

-- -- -- --

-

-

-

P-

-

N+

D

+++ ++ +++ ++ N+

+

Substrato

Se empieza a formar una capa de electrones (minoritarios del substrato) V2 > V1

Principios de operación de los MOSFET (II)

S N+

G

D

++++ ++++ - - - - - - -

N+

P-

V3 = V TH > V2 +

Substrato

Esta capa de minoritarios es llamada “capa de inversión”

Esta capa es una zona de transición (no tiene casi portadores de carga)

Cuando la concentración de los electrones en la capa formada es igual a la concentración de los huecos de la zona del substrato alejada de la puerta, diremos que empieza la inversión. Se ha creado artificialmente una zona N tan dopada como la zona P del substrato. La tensión a la que esto ocurre es llamada “tensión umbral” (“threshold voltage”), VTH.

Principios de operación de los MOSFET (III) Situación con tensión mayor que la de umbral

S N+

G

D

+++++ +++++ - - - - - - - - -

N+

PVDS

ID

V4 > V TH P

Substrato

S N+

G

D

+++++ +++++ - - - - - - - - -

P-

•Conectamos la fuente al substrato. VGS

N+

•Conectamos una fuente de tensión entre los terminales fuente y drenador. ¿Cómo es la corriente de drenador?

Substrato

ID 0

VDS 0

S N+

G

D

+++++ +++++

- - - - - - - - -

Principios de operación de los MOSFET (IV)

VGS N+

P-

•Existe un canal entre drenador y fuente constituido por la capa de inversión que se ha formado. •Con tensiones VDS pequeñas (VDS1

Principios de operación de los MOSFET (V)

ID

S N+

G

D

+++++ +++++

- - -------

VGS

•El canal formado se contrae totalmente cuando VDS = VDSPO.

N+

PVDS3 >VDSPO ID

Substrato

S •Cuando VDS > VDSPO, el MOSFET se comporta como una fuente de corriente (como en el caso de los JFET).

N+

G

D

+++++ +++++ - - -------

PSubstrato

VGS N+

Principios de operación de los MOSFET (VI) VDS2 > VDS1

VDS1

ID0

ID0

S N+

G

S

D N+

N+

G

D N+

P-

PSubstrato

Substrato

Si VGS = 0, la corriente de drenador es prácticamente nula. En general, si VGS