Este documento describe los transistores de efecto de campo (FET), incluyendo su clasificación, principio de funcionamiento, simbología y características. Explica los transistores JFET y MOSFET, sus estructuras, curvas características y zonas de funcionamiento. También cubre temas como polarización, factor de transconductancia y cálculo del ganancia de amplificación.

1. TRANSITORES DE EFECTO DE
CAMPO
(Field effect transistor, FET)
 Generalidades
 Clasificación
 Principio de Funcionamiento y Simbología
 Característica V-I de Salida
 Característica de Transferencia
 Circuitos de Polarización
 MOSFET. Descripción. Simbología . Característica V-I

2. Características Generales
 Son dispositivos de estado sólido
Tienen tres terminales denominados:
Drenador
Puerta
Fuente ó surtidor
 Es el campo eléctrico el que controla el flujo de
Cargas, por ello son dispositivos gobernados
por tensión
 La corriente de puerta es prácticamente nula
en func. Normal

3. Según en que región de polarización se
encuentren, funcionan como:
Resistencias controladas por tensión
Amplificadores de corriente ó tensión
Fuentes de corriente
Interruptores lógicos y de potencia
Utilizan un solo tipo de portadores de carga,
(Por eso se llaman también unipolares):
Electrones si son de canal N
Huecos si son de canal P

4. Clasificaciones de los
Transistores FET
FET
JFET
Canal N
Canal P
Canal P
MOSFET Decremental
Incremental
Canal N
FET: Transistores de efecto de campo.
JFET: Transistores de efecto de campo de unión.
MOSFET: Trans. de efecto de campo de metal-oxido-semiconductor

5. Analogía entre Transistores Bipolar y
transistores FET
Colector Drenador
Emisor Surtidor
Base Compuerta

6. Analogía en el sistema
hidráulico
Fuente: Surtido (S)
Drenaje: Drenador (D)
Compuerta: Compuerta (G)
JFET de canal N

7. Simbología de los transistores JFET
JFET (canal P)
Símbolo
G
D
S
JFET (canal N)
Símbolo
G
D
S
canal P
G D
S
canal N
G D
S
Otros símbolos

8. Principio de funcionamiento de los transistores de
efecto de campo de unión, JFET
Con Tensión Compuerta Surtidor en corto
circuito (VGS= 0V) y VDS > 0v

9. N-
(G)
(S)
P+
P+
(D)
Principio de funcionamiento de los transistores de
efecto de campo de unión, JFET
V1
Según aumenta la tensión drenador-fuente, la corriente ID=
IS sigue la ley de Ohm, quedando limitada por la resistencia
del canal. El canal se comporta como una resistencia fija.

10. Principio de funcionamiento de los JFET
VDS
N-
(G)
(S)
P+
P+
(D)
Si se continúa aumentando más la tensión drenador-fuente, la zona
de deplexión llega a dejar una parte del canal con muy pocos
portadores. La corriente de drenador llega a su máximo valor IDSS y el
canal se satura. La tensión VDS a la que se produce la saturación del
canal recibe el nombre de tensión de contracción (“pinch-off”), VPO.
VDS ≥ VPO
IDSS +
-

11. ID
VDS
VPO
Comportamiento resistivo
Comportamiento como fuente de
corriente
Caraterística V-I de los JFET cuando
VGS = 0
IDSS

12. N-
(G)
(S)
P+
P+
(D)
VDS =VPO
¿Qué pasa si VGS < 0?
•Con VGS=0, la saturación
ocurre cuando VDS = VPO y la
ID= IDSS
•La saturación se
produce cuando:
•VDS =VP e Isat< IDSS
siendo
Vp= |VPO |- |VGS|
Cuando VGS < 0, la corriente que circula es menor y la saturación se produce a una VDS
menor.
VPO
(G)
(S)
P+
P+
(D)
N-
•El canal es siempre más
estrecho, al estar
polarizado más
inversamente  mayor
resistencia
VGS
-
UB
UA
VDS
+
-
VP

13. VGS = 0V
VGS = -0,5V
VGS = -1V
VGS = -1,5V
VGS = -2V
Saturación del canal
ID [mA]
VDS [V]
4
2
4
2 6
0
•Curvas de salida
•Curvas de entrada:
No tienen interés (unión
polarizada inversamente)
G
D
S
+
-
VDS
ID
VGS
Referencias
normalizadas
Saturación producida cuando:
VP=|VPO |- |VGS |
Curvas características de un JFET (canal N)

14. VDS [V]
ID [mA]
4
2
8
4 12
0
G
D
S
+
-
VDS
ID
+
-
VGS
2,5KW
10V
VGS = -2V
VGS = -1,5V
VGS = -1V
VGS = -0,5V
VGS = 0V
VGS = 0V > -0,5V > -1V > -1,5V > -2V
Comportamiento resistivo
Comportamiento como fuente de corriente
VGS = -2,5V
> -2,5V
Comportamiento como circuito abierto
Análisis gráfico de un JFET en fuente común

15. G (P)
D
S
V1
R
V2
N
R
V1
V2
B (P)
C (N)
E (N)
ID
IC
+
-
VBE
+
VGS
-
•En ambos casos, las tensiones de entrada (VBE y VGS) determinan las
corrientes de salida (IC e ID).
IB
•En zona de comportamiento como fuente de corriente, es útil relacionar
corrientes de salida y entrada (transistor bipolar) o corriente de salida con
tensión de entrada (JFET).
IG  0
• La potencia que la fuente V1 tiene que suministrar es mucho más pequeña
en el caso del JFET (la corriente es casi cero, al estar polarizada inversamente
la unión puerta-canal).
Muy importante
Comparación entre transistores bipolares y JFET

16. Zonas de Funcionamiento
Característica V-I de salida en configuración
Surtidor Común

17. Resistor controlado por voltaje
• La región a la izquierda es conocida como la región óhmica o de
resistencia controlada por voltaje. En esta región el JFET puede
ser utilizado en realidad como un resistor variable, controlado por
el voltaje de la VGS.
• A medida que VGS se hace más y más negativo, la pendiente de
cada curva se hace cada vez menor , correspondiendo con un nivel
creciente de resistencia.
• La siguiente ecuación ofrecerá una buena primera aproximación
al nivel de resistencia en términos del voltaje aplicado VGS.

18. CARACTERÍSTICAS DE TRANSFERENCIA

19. CARACTERÍSTICAS DE TRANSFERENCIA
Característica de Transferencia obtenida a través de
la ecuación Shockley

20. DETERMINACION DE gm
El voltaje de dc compuerta-fuente controlaba el nivel de
la corriente de drenaje de dc (ecuación de Shockley)
ID = IDSS (1 – VGS / VP)2.
El cambio en la ID que se ocasionará por el cambio en el
VGS puede determinarse mediante el uso del factor de
transconductancia gm de la forma siguiente:
 El prefijo trans- de la terminología aplicada a gm indica
que éste establece una relación entre salida y entrada.
La raíz conductancia se debe a que es una relación
voltaje a corriente (conductancia de un resistor G = 1/R
= I/V)

21. Determinación gráfica de gm
En la característica de transferencia, gm es en realidad
la pendiente de la curva en el punto de operación

22. Definición matemática de gm

23. Definición matemática de gm

24. Polarización del FET
 POLARIZACIÓN FIJA
a) Amplificador en conf. SC b)Análisis en CC
con polarización fija

25. La solución gráfica, resulta de la
intercepción de la característica de
Transferencia con la recta de
polarización (Recta vertical VGSQ = - VGG

27. Cálculo de Av, configuración SC
Δvo + ΔId. Rd =0 y siendo ΔID= gm. ΔVGS
Resulta Δvo= - gm. ΔVGS. Rd
→ 𝐴𝑣 =
∆𝑉𝑜
∆𝑉𝑔𝑠
= -gm. Rd
Comportamiento en CA

28.  AUTOPOLARIZADO
Análisis en CC

29. Determinación Gráfica
La solución gráfica, resulta de la intercepción
de la característica de Transferencia con la
recta de polarización, cuya pendiente es -1/Rs

30. Cálculo de Av, configuración SC
Δvo + ΔId. Rd =0 y siendo ΔID= gm. ΔVGS
Resulta Δvo= - gm. ΔVGS. Rd
→ 𝐴𝑣 =
∆𝑉𝑜
∆𝑉𝑔𝑠
= -gm. Rd
Comportamiento en CA

31. 𝑰𝑫 = 𝑰𝑫𝑺𝑺. (𝟏 +
𝑽𝑮𝑺
𝑽𝑷𝑶
)2 = -
𝑽𝑮𝑺
𝑹𝑺
→ 𝟏 − 𝟐
𝑽𝒈𝒔
𝑽𝒑𝒐
+
𝑽𝑮𝑺𝟐
𝑽𝒑𝒐𝟐
𝟐
+
𝑽𝑮𝑺
𝑰𝑫𝑺𝑺.𝑹𝒔
= 𝟎
Resolviendo la ecuación cuadrática resulta 2 valores para VGS . Uno -2,6 V y otro
de -14V. Este último se desprecia por ser > Vpo

32. El punto de operación
resultante indica el voltaje
compuerta-surtidor de VGSQ =
ID. RS =2.6 V

33.  Polarización por Divisor de Voltaje

34. 𝐷𝑒𝑠𝑝𝑒𝑗𝑎𝑛𝑑𝑜 𝐼𝐷 =
𝑉𝐺
𝑅𝑠
−
𝑉𝐺𝑆
𝑅𝑆
𝑠𝑒 𝑜𝑏𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑹𝒆𝒄𝒕𝒂 𝒅𝒆 𝑷𝒐𝒍𝒂𝒓𝒊𝒛𝒂𝒄𝒊ó𝒏
La solución se obtiene, reemplazando en la ecuación de la Característica de
Transferencia ( Ec. de Shockley).
Solución Gráfica

35. Cálculo de Av, configuración SC
Δvo + ΔId. Rd =0 y siendo ΔID= gm. ΔVGS
Resulta Δvo= - gm. ΔVGS. Rd
→ 𝐴𝑣 =
∆𝑉𝑜
∆𝑉𝑔𝑠
= -gm. Rd
Comportamiento en CA

36. MOSFET (transistores de efecto de campo de metal-
óxido-semiconductor)
MOSFET del Tipo Incremental o de Enriquecimiento (Canal N)
D
S G
+
P-
Substrato
N+ N+
SiO2
Contactos
metálicos
Metal
G
S D
Metal
Óxido
Semiconductor
MOSFET de enriquecimiento
(acumulación) de canal N
G
D
S
Substrato
Símbolo
G
D
S
MOSFET de
enriquecimiento
de canal P
Símbolo
Estructura Nombre

37. ++ ++
G
D
S
+
P
Substrato
N N
- - - -
G
D
S
+
P
Substrato
N N
Principios de operación de los MOSFET
V1
+ + + +
- - - -
Zona de transición
(con carga espacial)
V2 > V1
+ + + +
+++ +++
- - - -
- -
- -
Se empieza a formar una
capa de electrones
(minoritarios del substrato)
VDS
VDS

38. Curvas características de un MOSFET de
enriquecimiento de canal N
ID [mA]
VDS [V]
4
2
4
2 6
0
•Curvas de salida
VGS=VT
VGS = 2,5V
VGS = 3V
VGS = 3,5V
VGS = 4V
VGS = 4,5V
Referencias
normalizadas
+
-
VDS
ID
+
-
VGS
G
D
S

39. Característica de Salida y Curva de Transferencia
de un MOSFET de enriquecimiento de canal N

40. MOSFET del Tipo Decremental o de
Empobrecimiento (Canal N)

42. MOSFET del Tipo Decremental o de
Empobrecimiento. Simbología