El documento proporciona información sobre el transistor de efecto de campo de unión (JFET) y el transistor de efecto de campo de óxido metálico (MOSFET). Describe las características y operación básicas de ambos dispositivos, incluidos sus terminales, regiones de operación y formas de polarización. También incluye la simbología utilizada para representar JFETs y MOSFETs.

1. F R E D D Y R O J A S
C . I . 2 4 . 7 2 8 . 8 4 0
TRANSISTOR DE
EFECTO DE CAMPO

2. JFET
• El JFET (Junction Field-Effect Transistor, en español transistor de efecto de
campo de juntura o unión) es un tipo de dispositivo electrónico de tres
terminales que puede ser usado como interruptor electrónicamente controlado,
amplificador o resistencia controlada por voltaje. Posee tres terminales,
comúnmente llamados drenaje (D), puerta o compuerta (G) y fuente (S).
• A diferencia del transistor de unión bipolar el JFET, al ser un dispositivo
controlado por un voltaje de entrada, no necesita de corriente de polarización.
La carga eléctrica fluye a través de un canal semiconductor (de tipo N o P) que
se halla entre el drenaje y la fuente. Aplicando una tensión eléctrica inversa al
terminal de puerta, el canal se "estrecha" de modo que ofrece resistencia al
paso de la corriente eléctrica. Un JFET conduce entre los terminales D y S
cuando la tensión entre los terminales G y S (VGS) es igual a cero (región de
saturación), pero cuando esta tensión aumenta en módulo y con la polaridad
adecuada, la resistencia entre los terminales D y S crece, entrando así en
la región óhmica, hasta determinado límite cuando deja de conducir y entra en
corte. La gráfica de la tensión entre los terminales D y S (VDS) en el eje
horizontal contra la corriente del terminal D (ID o corriente de drenaje) es una
curva característica y propia de cada JFET.

3. MOSFET
• MOSFET (en inglés Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor) es
un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Es el
transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos
analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue mucho más
popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores
comerciales están basados en transistores MOSFET.
• El MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales llamados fuente (S, Source),
drenador (D, Drain), puerta (G, Gate) y sustrato (B, Body). Sin embargo, el
sustrato generalmente está conectado internamente al terminal de fuente y por
este motivo se pueden encontrar dispositivos MOSFET de tres terminales.
• El término 'metal' en el nombre MOSFET es actualmente incorrecto ya que el
aluminio que fue el material de la puerta hasta mediados de 1970 fue sustituido
por el silicio policristalino debido a su capacidad de formar puertas auto-
alineadas. Las puertas metálicas están volviendo a ganar popularidad, dada la
dificultad de incrementar la velocidad de operación de los transistores sin
utilizar componentes metálicos en la puerta. De manera similar, el 'óxido'
utilizado como aislante en la puerta también se ha reemplazado por otros
materiales con el propósito de obtener canales fuertes con la aplicación de
tensiones más pequeñas.

4. SIMBOLOGÍA UTILIZADA (DEL JFET
Y MOSFET)
• EXISTEN DISTINTOS SÍMBOLOS QUE SE UTILIZAN PARA REPRESENTAR EL TRANSISTOR MOSFET.
EL DISEÑO BÁSICO CONSISTE EN UNA LÍNEA RECTA PARA DIBUJAR EL CANAL, CON LÍNEAS QUE
SALEN DEL CANAL EN ÁNGULO RECTO Y LUEGO HACIA AFUERA DEL DIBUJO DE FORMA
PARALELAAL CANAL, PARA DIBUJAR EL SURTIDOR Y EL DRENADOR. EN ALGUNOS CASOS, SE
UTILIZA UNA LÍNEA SEGMENTADA EN TRES PARTES PARA EL CANAL DEL MOSFET DE
ENRIQUECIMIENTO, Y UNA LÍNEA SÓLIDA PARA EL CANAL DEL MOSFET DE EMPOBRECIMIENTO.
OTRA LÍNEA ES DIBUJADA EN FORMA PARALELAAL CANAL PARA DESTACAR LA COMPUERTA.
• LA CONEXIÓN DEL SUSTRATO, EN LOS CASOS DONDE SE MUESTRA, SE COLOCA EN LA PARTE
CENTRAL DEL CANAL CON UNA FLECHA QUE INDICA SI EL TRANSISTOR ES PMOS O NMOS. LA
FLECHA SIEMPRE APUNTA EN LA DIRECCIÓN P HACIA N, DE FORMA QUE UN NMOS (CANAL N EN
UNA TINA P O SUSTRATO P) TIENE LA FLECHA APUNTANDO HACIA ADENTRO (DESDE EL
SUSTRATO HACIA EL CANAL). SI EL SUSTRATO ESTÁ CONECTADO INTERNAMENTE AL SURTIDOR
(COMO GENERALMENTE OCURRE EN DISPOSITIVOS DISCRETOS) SE CONECTA CON UNA LÍNEA
EN EL DIBUJO ENTRE EL SUSTRATO Y EL SURTIDOR. SI EL SUSTRATO NO SE MUESTRA EN EL
DIBUJO (COMO GENERALMENTE OCURRE EN EL CASO DE LOS DISEÑOS DE CIRCUITOS
INTEGRADOS, DEBIDO A QUE SE UTILIZA UN SUSTRATO COMÚN) SE UTILIZA UN SÍMBOLO DE
INVERSIÓN PARA IDENTIFICAR LOS TRANSISTORES PMOS, Y DE FORMA ALTERNATIVA SE PUEDE
UTILIZAR UNA FLECHA EN EL SURTIDOR DE FORMA SIMILAR A COMO SE USA EN LOS
TRANSISTORES BIPOLARES (LA FLECHA HACIA AFUERA PARA UN NMOS Y HACIA ADENTRO PARA
UN PMOS).
• EN ESTA FIGURA SE TIENE UNA COMPARACIÓN ENTRE LOS SÍMBOLOS DE LOS MOSFET DE
ENRIQUECIMIENTO Y DE EMPOBRECIMIENTO, JUNTO CON LOS SÍMBOLOS PARA LOS JFET.

5. Canal P
Canal N
JFET MOSFET ENRIQ. MOSFET ENRIQ. (SIN SUSTRATO)
MOSFET
EMPOB.

6. POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR
JFET
Polarización de puerta del JFET.
• Este tipo polarización se caracteriza porque se utilizan dos fuentes de alimentación, una de
ellas se conecta directamente entre la compuerta y la fuente, si esta fuente de alimentación
es variable se puede controlar la ID, lo cual a su vez provocará que el punto de operación
del JFET cambie y como consecuencia cambiará VDS, de esta forma se puede hacer que
el JFET trabaje en la región ohmica o en la región activa; este es el tipo de polarización
que se utilizará si se quiere hacer trabajar al JFET como resistencia variable controlada por
voltaje.
• El arreglo principal para este tipo de polarización para un JFET de canal n y uno de canal
p, es el que se muestra a continuación:

7. Polarización por autopolarización.
• En este tipo de polarización solamente se necesita una fuente de alimentación, en
la figura siguiente se muestra este tipo de arreglo para un JFET de canal n, es muy
similar para el caso del JFET de canal p, con la diferencia de que hay que invertir
las polaridades.
• Como se puede ver en la fuente del JFET se coloca una resistencia RS, esta
resistencia será la que polarice la compuerta, es decir la VGS que existirá en el
transistor la cual decidirá cuanta será la corriente de drenaje ID que es igual a la
corriente de la fuente IS; la resistencia RG es una resistencia del orden de los
mega ohmios que se utiliza principalmente para los circuitos de amplificación para
no perder la impedancia de entrada del JFET

8. Polarización por divisor de tensión del JFET.
• Para este tipo de polarización, el punto de operación del JFET se ve menos
afectado cuando se cambia un transistor por otro, siendo ambos de la misma
familia, por ejemplo el 2N3819. en este caso también se polariza el JFET con
una sola fuente de alimentación, en la siguiente figura se muestra el arreglo
para la polarización por divisor de tensión.

9. POLARIZACIÓN DE LOS FET
• Los circuitos básicos que se utilizan para polarizar los BJT se
pueden emplear para los MOSFET.
• EL JFET tiene el inconveniente de que la tensión VGS debe ser
negativa en un NJFET (positiva en unPJFET) que exige unos circuitos
de polarización característicos para este tipo de dispositivos.

10. POLARIZACIÓN SIMPLE
Se utiliza una fuente de tensión externa para generar una
VGS<0, y autopolarización

11. • La caída de tensión en la resistencia RS debida a ID permite generar una
VGS<0.

12. EJERCICIOS DE TRANSISTOR DE EFECTO
DE CAMPO DE UNIÓN (JFET)