Diapositiva de Estudio:

1. - Dispositivo de 4 terminales.
- Dependiendo de la polarización sirve para:
- Amplificación de señales.
- Interruptor (aplicaciones digitales).
Puerta (G)
Fuente (S)
Drenador (D)
Sustrato (B)
L: largo del
“canal”.
W: Ancho del
“canal”.
10.- EL TRANSISTOR MOSFET:

2. (Aumento)
B
SUSTRATO P
L
W
N+
Drenador
N+
Fuente
S D
Dióxido de silicio
Puerta
G
E
 (+ Aumento)
Capa de Inversión
Funcionamiento:

4. Corte transversal de
un MOSFET tipo N:
Corte transversal de
un MOSFET tipo P:

5. Simbología de los MOSFETs N y P:
Con B=S
Con B=S

6. Para que el MOSFET “encienda” :
VGS>VTH: Se forma el canal de electrones (MOSFET N).
VDS pequeño.
VTH=Vt: Tensión umbral del MOSFET.

7. Variando VGS para VDS pequeño:
El MOSFET opera como un resistor !

8. VDSsat
Para un VGS mayor que VTH (fijo) y aumentando VDS
Tres regiones de trabajo: Corte, triodo y saturación.

9. 0

G
I
variando
y V
V DS
GS
SIEMPRE!

10. Ecuaciones características del MOSFET N en la región
del triodo y la saturación:
  







 2
2
1
DS
DS
TH
GS
n
D V
V
V
V
L
W
k
I
 2
2
1
TH
GS
n
D V
V
L
W
k
I 

OX
n
n C
k 

kn: Transconductancia de proceso.
µn: Movilidad de los electrones en el
canal.
Cox: Capacidad del óxido bajo la puerta.
Triodo
TH
GS
DS V
V
V 

Saturación
TH
GS
DS V
V
V 


11. Modelo más completo del MOSFET N en saturación:
   
DS
TH
GS
n
D V
V
V
L
W
k
I 


 1
2
1 2
λ: Factor de la modulación de la longitud del canal.
VA: Tensión de Early.
ro: Resistencia de salida del MOSFET.

12. Ecuaciones características del MOSFET P en la región
del triodo y la saturación:
  







 2
2
1
SD
SD
TH
SG
p
D V
V
V
V
L
W
k
I
 2
2
1
TH
SG
p
D V
V
L
W
k
I 

OX
p
p C
k 

kp: Transconductancia de proceso.
µp: Movilidad de los huecos en el
canal.
Cox: Capacidad del óxido bajo la puerta.
Triodo
TH
SG
SD V
V
V 

Saturación
TH
SG
SD V
V
V 


13. Modelo más completo del MOSFET P en saturación:
   
SD
TH
SG
p
D V
V
V
L
W
k
I 


 1
2
1 2
λ: Modulación de la longitud del canal.
VA: Tensión de Early.
ro: Resistencia de salida del MOSFET.

14. DONDE:
L,W: longitud y ancho del canal respectivamente.
Parámetros de diseño:
Parámetros de proceso:
kn(p), µn(p), VTH, ro .
El diseñador tiene control de:
parámetros de diseño.
El diseñador NO tiene control de:
parámetros de proceso.

15. EFECTO CUERPO:
Qué pasa cuando B≠S ?
El voltaje umbral aumenta !
 
F
SB
F
T
T
TH V
V
V
V 

 2
2
0 




VT0: Tensión umbral cuando VB=VS.
γ: Coeficiente del efecto cuerpo.
φF : Potencial dependiente del dopaje.

16. Sino se dice lo contrario, asumir que VB=VS:
Como regla general:
Terminal B de un NMOS a la tensión más
negativa (tierra o VSS).
Terminal B de un PMOS a la tensión más
positiva (VDD).

17. MOSFETS COMPLEMENTARIOS: CMOS
Refiere que los dos tipos de MOSFETs pueden estar
en un mismo chip: MOSFET N y MOSFET P.

18. MODELO EN AC DEL MOSFET:
Modelo circuital pi-híbrido en pequeña señal:

19. Donde los parámetros a pequeña señal son:
𝑔𝑚=
2𝐼𝐷
𝑉𝐺𝑆− 𝑉𝑇
= 2𝐼𝐷𝑘𝑛(𝑝)
𝑊
𝐿
𝑟𝑜=
𝑉𝐴
𝐼𝐷
Transconductancia en saturación
Resistencia de salida.

20. Modelo pi-híbrido completo
𝑐𝑔𝑠 Suma de las capacidades intrínseca y de traslape.
𝑐𝑔𝑑 Suma de las capacidades intrínseca y de traslape.

21. Relación entre cgd y cgs:
fT : Frecuencia a ganancia unitaria.
𝑐𝑔𝑑 + 𝑐𝑔𝑠 =
𝑔𝑚
2𝜋𝑓𝑇
𝑓𝑇 =
𝜇𝑛 𝑉𝐺𝑆 − 𝑉𝑇
2𝜋𝐿2
O también: