Este documento describe los transistores de efecto de campo (FET) y sus diferentes tipos como JFET y MOSFET. Explica que los MOSFET ocupan menos espacio y su proceso de fabricación es más simple que los transistores bipolares (BJT). También describe el principio de funcionamiento de los MOSFET, incluyendo cómo se forma el canal y cómo el voltaje de la puerta controla la corriente entre el drenador y la fuente.

1. etal
xide
emiconductor
ield
ffect
ransistor

2. Transistores de efecto de campo
JFET MOSFET
• 1930 - Concepto basico.
• 1960 - Comercialización
• 1980 - Popularización
Comparación con los BJT
• Los transistores MOS ocupan menos espacio.
• Su proceso de fabricación es también más simple.
• Existe un gran número de funciones lógicas que pueden
ser implementadas únicamente con transistores MOS
BJT(Bipolar Junction Transistor) – Transistores de unión bipolar

3. Fue ideado teóricamente por el alemán Julius Von Edgar
Lilienfeld en 1930, aunque debido a problemas de carácter
tecnológico y el desconocimiento acerca de cómo se
comportan los electrones sobre la superficie del
semiconductor no se pudieron fabricar hasta décadas más
tarde.

4. • Es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales
electrónicas.
• Es un arreglo de cientos de transistores integrados en un sustrato de
silicio.
• Es un dispositivo controlado por tensión.
• Es un dispositivo extremadamente veloz en virtud a la pequeña
corriente necesaria para estrangular o liberar el canal.

5. Enriquecimiento Empobrecimiento
Conmutación digital,
proceso básico que
fundamenta los
ordenadores
modernos
Tiene un uso
limitado,
principalmente en
circuitos de
radiofrecuencia.
Se usa mucho
Circuitos discretos Circuitos integrados
Interruptores de
potencia
Tipos

6. Canal N Canal P
G - Puerta (GATE)
D - Drenador (DRAIN)
S - Surtidor o fuente (SOURCE)
G
D
S
G
D
S
G
D
S
G
D
S
Canal N Canal P
MOSFET acumulación
(Enriquecimiento)
MOSFET deplexión
(Empobrecimiento)

7. Principio de funcionamiento:
Se basan en el efecto de campo entre estas dos placas separadas por un dielectrico
Se muestra como un corto circuito pero se regulará con un voltaje positivo o negativo
Capasitor

8. Principio de funcionamiento:
Sí se aplica un voltaje positivo, la placa
superior se carga positivamente
Sí aumenta el voltaje, la densidad de campo
eléctrico aumenta.

9. Principio de funcionamiento:
Lo mismo aplica al cargar negativamente,
la placa superior se carga negativamente
Sí aumenta el voltaje, la densidad de campo
eléctrico aumenta.

10. Para entender mejor su funcionamiento, se realizarán cambios
La placa superior seguirá siendo igual y la placa inferior se cambiará por un
semiconductor, en este caso un semiconductor tipo p (huecos).
Principio de funcionamiento:

11. Sí se aplica un voltaje positivo la placa superior se carga positivamente
Esta carga positiva tratará de repeler los huecos hacia la parte inferior del semicondutor
Principio de funcionamiento:

12. Al aumentarse el potencial aparece una región verde llamada “Región de carga espacial”
Los huecos que estaban distribuidos uniformemente, están siendo desplazados hacia la
parte inferior del semiconductor
Impuresas
aceptores

13. Cuando el voltaje es muy intenso los portadores minoritarios en el semiconductor son
atraidos hacía la superficie del semicondutor
Incremento de
electrones
Hace que el semiconductor pase de ser p a ser semiconductor tipo n, solamente en la
superficie del conductor.
Principio de funcionamiento:

14. Principio de funcionamiento:
Al incrementarse el voltaje, se enriquese el incremento de electrones (canal)

15. Principio de funcionamiento:
Se basan en el efecto de campo entre estas dos placas separadas por un dielectrico
Se muestra como un corto circuito pero se regulará con un voltaje positivo o negativo
Capasitor

16. Principio de funcionamiento:
Sí se aplica un voltaje positivo, la placa
superior se carga positivamente
Sí aumenta el voltaje, la densidad de campo
eléctrico aumenta.

17. Principio de funcionamiento:
Lo mismo aplica al cargar negativamente,
la placa superior se carga negativamente
Sí aumenta el voltaje, la densidad de campo
eléctrico aumenta.

18. Para entender mejor su funcionamiento, se realizarán cambios
La placa superior seguirá siendo igual y la placa inferior se cambiará por un
semiconductor, en este caso un semiconductor tipo p (huecos).
Principio de funcionamiento:

19. Sí se aplica un voltaje positivo la placa superior se carga positivamente
Esta carga positiva tratará de repeler los huecos hacia la parte inferior del semicondutor
Principio de funcionamiento:

20. Al aumentarse el potencial aparece una región verde llamada “Región de carga espacial”
Los huecos que estaban distribuidos uniformemente, están siendo desplazados hacia la
parte inferior del semiconductor
Impuresas
aceptores
Principio de funcionamiento:

21. Cuando el voltaje es muy intenso los portadores minoritarios en el semiconductor son
atraidos hacía la superficie del semicondutor
Incremento de
electrones
Hace que el semiconductor pase de ser p a ser semiconductor tipo n, solamente en la
superficie del conductor.
Principio de funcionamiento:

22. Puntos rojos – Electrones
Cuadritos - Huecos
Al aumentarse un voltaje se ve claramente que los electrones se van a la superficie del
semicondutor y los huecos al inferior de la misma.
Principio de funcionamiento:

23. Aquí se muestra ya un diagrama más complejo
Para que funcione como
transistor se debe
aprovechar el canal que se
forma.

24. El objetivo es unir la región
de fuente y drenaje mediante
un canal, para que por ese
canal pueda fluir la corriente
Malla VDS

25. El control de la corriente se
establecerá por el campo
eléctrico producido por la
compuerta y el sustrato.
Entre estos dos se forma un
capasitor.
(Lo ya explicado
anteriormente)
Malla VGS

26. Como ya se vio
anteriormente, al
incrementar el voltaje se
forma un canal.
Este canal se forma desde los
6v, ese es nuestro voltaje
critico.
VT= Voltaje umbral

27. Para que pueda fluir la
corriente entre fuente y
Drenaje, se necesita una
fuente externa para que se
pueda generar corriente

28. El voltaje se incrementa, más
sin embargo no es suficiente
para que pueda fluir la
corriente

29. Al llegar a los 6v en adelante
hay canal, por lo tanto hay
flujo de corriente
Mientras aumenta el voltaje
aumenta la corriente.

30. Sí VGS llega al maximo
En este caso a 10v la malla
será controlada por VDS.
Hasta llegar a un punto en
que la corriente no cambiará
y solo disminuirá si regulamos
V GS.
Siempre y cuando halla canal.

31. UDS (V)
ID (mA) UGS
2 4 6 8
10
20
30
40
4
6
8
10
Por debajo de
esta tensión no
se forma el canal
Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N
Curvas características
• A partir de un cierto valor de UGS se forma el canal entre drenador y fuente.
Por debajo de este límite el transistor está en corte.
• Dependiendo de la tensión UDS se puede tener un equivalente resistivo o de
fuente de corriente entre D y S
G
D
S
U G S
ID
U D S

32. Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal P
Curvas características
G
D
S
U G S
ID
U D S
UDS (V)
ID (mA)
UGS
-2 -4 -6 -8
-10
-20
-30
-40
-4
-6
-8
-10
• Canal P: comportamiento equivalente al del MOSFET de canal N pero con los
sentidos de tensiones y corrientes invertidos

33. Estructura y funcionamiento de un MOSFET de deplexión de canal N
P
N N
D
G S
n
Difusión hecha durante
el proceso de fabricación
UDS (V)
ID (mA) UGS
2 4 6 8
10
20
30
40
-2
0
2
Ya hay canal
formado
• En los MOSFET de deplexión el canal se forma mediante una difusión adicional
durante el proceso de fabricación
• Con tensión UGS nula puede haber circulación de corriente de drenador
• Es necesario aplicar tensión negativa UGS para cerrar el canal

34. Bibliografía:
• Principios de electrónica. Principios de Electrónica, de Albert Paul
Malvino, edit. Mc Graw Hill quinta edición, España 1994. Capítulo 1
Introducción. Capítulo 14 MOSFET
• Youtube, Fernando Ramirez (2014) 19.1 Funcionamiento de los
Transistores MOSFET y JFET. Recuperado de
https://www.youtube.com/watch?v=5dNvnTPTwRo