El transistor JFET en la zona óhmica

Presentación del tema: "El transistor JFET en la zona óhmica"— Transcripción de la presentación:

1 El transistor JFET en la zona óhmica
En esta región el canal conductor entre drenador y fuente se comporta como una resistencia RDS La zona óhmica o lineal se sitúa cerca del origen, para VDS<<VDS sat La RDS va aumentando a medida que se estrecha el canal, a consecuencia de la polarización inversa producida por VGS

2 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 VGS que corta el el canal se llama tensión de corte VP=Vt La ley que rige la resistencia del canal en la zona óhmica es la que sigue:

3 El transistor JFET en la zona de saturación
La tensión VDS 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 (VDG) alcance a la tensión de corte (Vp), el canal se estrangulará (ID≠ 0) Esta es la frontera entre la zona óhmica y la de saturación

4 El transistor JFET en la zona de saturación
La tensión VDS se concentra , sobre todo, en la zona estrangulada del canal A medida que que VDS 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 103< ε(x) <104 la movilidad de los electrones μx es inversamente proporcional a εx Con lo cual la velocidad de los portadores (νx = μx εx ) en ese rango no crece (se satura). En esta situación el flujo de portadores se estabiliza y la corriente ID se mantiene constante En esta región el FET se comporta como una Fuente de Corriente Constante

5 Transistor MOSFET de Acumulación o Enriquecimiento
Puerta de metal Óxido Drenador Fuente Sustrato Figura MOSFET de acumulación de canal n, donde vemos la longitud de canal L y la anchura de canal W.

6 Figura 5.2. Símbolo esquemático de un MOSFET de acumulación de canal n.

7 Aplicando una VGS 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 , VGS th )

8 Al aplicar ahora una tensión VDS de pequeño valor, se establecerá un a intensidad Drenador-Fuente
En estas condiciones el canal creado se comporta como una resistencia RDS

9 A medida que VGS aumenta, el canal se enriquece de electrones, aumentando su conductividad, y disminuyendo la resistencia entre Drenador y Fuente RDS

10 Al ir aumentando la tensión VDS se establece un gradiente de potencial en el interior del canal
El canal se deforma progresivamente, causado la no constancia de la RDS Finalmente, para una tensión VDS=VDS sat, el canal se estrangula por el lado del drenador, saturándose, y manteniendo constante la ID VDS sat = VGS - Vt

11 IDSS= K (VGS-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 VGS se llaman IDSS, y responden a la siguiente ley:

12 Parámetros más significativos del MOSFET Acumulación
ID(on) VGS(on) VDS(on) RDS(on) Vt=VGS th Valores que el fabricante suministra en un punto de funcionamiento, llamado ON, que normalmente el de máxima conducción del transistor, cuando trabaja como interruptor Tensión de umbral, mínima necesaria para la conducción del canal

13 Transistor MOSFET de Empobrecimiento o Deplexión
En este transistor ya existe, de principio un canal de conducción de tipo N Metal Óxido Contacto no rectificador (a) Estructura física Canal Sustrato tipo p (b) Símbolo de circuito

14 Admite tensiones VGS tanto positivas como negativas
Si VGS fuera positiva el canal se enriquece de electrones y aumentará la conducción. (Actúa como el transistor de enriquecimiento) Si VGS fuera negativa el canal se vacía de electrones disminuyendo la intensidad de drenador (Actúa como un JFET de canal N)

15 Parámetros más significativos del MOSFET empobrecimiento
IDSS=IDSo VDSsat Vt=VGS th RDS(on) Corriente de saturación para VGS=0 Tensión VDS necesaria para entrar en saturación para VGS=0 Tensión de umbral, VGS 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: VDS sat = VGS - Vt

16 (b) MOSFET de deplexión (c) MOSFET de acumulación
(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 vGS en la región de saturación para dispositivos de canal n.