Diapositiva 1
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Concepto
Su funcionamiento se basa en el control de
la corriente mediante un campo eléctrico.
Dispositivos unipolares
La corriente depende únicamente del flujo
de portadores mayoritarios
Diapositiva 2
ELECTRONICA ANALOGICA
JFET
MOSFET
Transistores de efecto de campo
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Transistores de unión
de efecto de campo
MOS de deplexión
Transistores de unión de
efecto de campo y puerta
aislada
(metal-óxido-semiconductor)
MOS de acumulación
Diapositiva 3
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
J Ventajas de los FETs frente a los transistores
bipolares
Fabricación sencilla, ocupando menor espacio en su integración
J Son más estables térmicamente
J Son relativamente más inmunes a la radiación
J Tiene una gran resistencia de entrada (MΩ): se pueden
conectar como resistencias de carga en sistemas digitales
J No tienen tensión umbral para corriente de drenaje cero:
excelentes recortadores y muestreadores de señal
J Debido a sus capacidades internas o propias pueden funcionar
como elementos de memoria
J Tienen menor ruido
L Inconvenientes
L Como amplificadores, menor producto ganancia-anchura de
banda
J
Diapositiva 4
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
JFET. Morfología, clasificación y símbolos
JFET de canal p
Fuente
Drenaje
p
n
JFET de canal n
n
Fuente
+
P
+
Puerta
Entrada
Drenaje
Puerta
Salida
Entrada
Salida
Diapositiva 5
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Polarización del JFET.
Fuente
S
IS
Zona de
deplexión
Puerta
Canal n
+
2a
D
2b(x)
ID
_
VGG
G
_
w
+
VDD
Drenaje
VDD
Diapositiva 6
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Polarización del JFET: Tensión de
contracción Vp o de estricción
| V GS |>> VDS
Zona de
deplexión
S
Canal n
2a
D
2b
ID
IS
_
VGS
+
G
VGS =
w
+
VDS
_
qND
( a − b)2
2ε
b=0
Vp =
qND 2
a
2ε
IIDD=
= 00
Diapositiva 7
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Polarización del JFET. Característica tensiónintensidad
+
V GS _
+
VDS
_
VDD
Región de
corte
Diapositiva 8
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica tensión-intensidad: Región
óhmica o de no saturación.
G_
_
w
_
S +
2a
ID
L
_
G
2b
VGS-Vp > VDS
+
D
2awqND µ n VGS
ID =
1−
L
V p
1/2
VDS
Diapositiva 9
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Región óhmica o de no saturación: JFET como
resistencia variable con tensión (VVD o VDR)
G_
_
VGS-Vp > VDS
w
_
S +
+
D
2a
ID
L
_
G
gd =
Conductancia
drenadorfuente
I D 2awqND µ n VGS
=
1−
VDS
L
V p
1/ 2
VGS=0
rd ( ON ) =
∆VDS
L
=
∆I D 2awqND µ n
Diapositiva 10
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Región de saturación: Característica de
transferencia
G_
_
_
S +
+
L’
Portadores mayoritarios
(electrones)
VGS-Vp< VDS
_
G
Zona de
deplexión
ID
I DS
V
= I DSS 1 − GS
V p
Canal de ancho
mínimo δ
2
Diapositiva 11
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica tensión-intensidad: Región de
corte
Región de
corte
|V
|> |VP||
|VGS
GS|> |V
P
IIDD=
= 00
Diapositiva 12
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica tensión-intensidad: Región de
ruptura
Diapositiva 13
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuitos amplificadores básicos con JFETs
(SC)
n
Circuito autopolarizado o polarización de fuente
Equivalente
Thevenin
Diapositiva 14
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuitos amplificadores básicos con JFETs
(SC)
n
Circuito autopolarizado o polarización de fuente
Condicionesde
decontinua
continua
••Condiciones
VGG = VGS + RS I DS
VDD = (R D + RS )I DS +
VDS
2
V
I DS ≅ I DSS 1 − GS
V p
Condicionesde
dealterna
alterna
••Condiciones
iD − I DSQ = −
vDS − V DSQ
Rp
Diapositiva 15
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
MOSTFETs. Morfología, clasificación y símbolos
MOST
MOST de
de acumulación
acumulación
Puerta
Fuente
Drenaje
Aluminio
n
p
+
n
Puerta
Fuente
Aluminio
SiO2
+
P (subtrato)
Entrada
MOST
MOST de
dedeplexión
deplexión
+
pn
n
Drenaje
SiO2
n+
P (subtrato)
Salida
Entrada
Canal
Canal nn
Salida
Diapositiva 16
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
MOSTFET. Morfología, clasificación y símbolos
MOST
MOST de
de acumulación
acumulación
Puerta
Fuente
Drenaje
Aluminio
p+
p
Puerta
Fuente
Aluminio
SiO2
p+
n (subtrato)
Entrada
MOST
MOST de
dedeplexión
deplexión
+
pp
p
Drenaje
SiO2
p+
n (subtrato)
Salida
Entrada
Canal
Canal pp
Salida
Diapositiva 17
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Polarización del M0STFET de acumulación.
Característica tensión-intensidad
Canal
Canal nn
Fuente
_
+
pn
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
+
Drenaje
n+
P (subtrato)
Portadores minoritarios
(electrones)
Diapositiva 18
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica de transferencia de un NMOS
de acumulación: Tensión umbral
Canal
Canal nn
Fuente
_
+
pn
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
+
Drenaje
n+
P (subtrato)
Portadores minoritarios
(electrones)
Diapositiva 19
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica tensión-intensidad: Región
óhmica o de no saturación
Canal
Canal nn
Fuente
_
pn +
VVDS
< VVGS
VTT
DS<
GS-- V
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
+
Drenaje
n+
P (subtrato)
Portadores minoritarios
(electrones)
Diapositiva 20
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica tensión-intensidad: Región de
saturación
Canal
Canal nn
Fuente
_
pn +
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
+
Drenaje
n+
P (subtrato)
Portadores minoritarios
(electrones)
V DS> VGS- VT
Diapositiva 21
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica tensión-intensidad: Región de
corte
Canal
Canal nn
Fuente
_
pn +
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
+
Drenaje
n+
P (subtrato)
Portadores minoritarios
(electrones)
VVGS<<VVT
GS
T
IIDD=
= 00
Diapositiva 22
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Polarización del M0STFET de deplexión.
Canal
Canalnncomo
comoacumulación
acumulación
Fuente
_
pn +
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
Drenaje
+
Canal
Canalnncomo
comodeplexión
deplexión
Fuente
_
Puerta
_
Drenaje
+
_____
+++++
+++++
_____
n+
pn +
P (subtrato)
Portadores mayoritarios
(electrones)
+++
++
n+
P (subtrato)
Cargas descubiertas
(impurezas dadoras)
Diapositiva 23
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Polarización del M0STFET de deplexión.
Característica tensión-intensidad
Fuente
_
pn +
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
Drenaje
+
n+
P (subtrato)
Fuente
_
Puerta
_
Drenaje
+
_____
+++++
+++++
_____
pn +
+++
++
n+
P (subtrato)
Diapositiva 24
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Característica de transferencia del M0STFET
de deplexión.
Fuente
_
Puerta
_
Drenaje
+
Fuente
_
_____
+++++
+++++
_____
pn +
+++
++
n+
P (subtrato)
pn +
Puerta
+
_+++++
____
+++++
___
__
Drenaje
+
n+
P (subtrato)
Diapositiva 25
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuitos amplificadores básicos con MOSTs
de acumulación (SC)
n
Circuito autopolarizado o polarización de fuente
Equivalente
Thevenin
Diapositiva 26
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuitos amplificadores básicos con MOSTs
de acumulación (SC)
n
Circuito autopolarizado o polarización de fuente
Condicionesde
decontinua
continua
••Condiciones
VGG = VGS + RS I DS
VDD = (RD + RS )I DS + VDS
I DS ≅ kn (VGS − VT ) 2
Condicionesde
dealterna
alterna
••Condiciones
iD − I DSQ = −
vDS − VDSQ
Rp
Diapositiva 27
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuito inversor MOSFET
n
Concepto: Puerta lógica NO ( Y = A )
A Y
0 1
1 0
V
i
V
0
0 VD D
V D D V D D -IR
Diapositiva 28
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuito inversor MOSFET
n
Carga saturada. Puerta lógica NO (Y = A )
A Y
0 1
1 0
V
i
V
0
0 V D D -V T
VDD
VO N
Diapositiva 29
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuito inversor MOSFET
n
Carga no saturada: Puerta lógica NO ( Y = A)
A Y
0 1
1 0
V
i
V0
0 VDD
VDD V ON
Diapositiva 30
ELECTRONICA ANALOGICA
EL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Circuito inversor CMOSFET
n
Puerta lógica NO ( Y = A )
A Y
0 1
1 0
Vi
V0
0
VD D
VD D
0
0
