Este documento describe la estructura y funcionamiento de los transistores MOSFET. Explica que la corriente de drenador se controla mediante la tensión de puerta y que existen dos tipos principales: los MOSFET de acumulación, donde se forma el canal a partir de un umbral de tensión de puerta, y los MOSFET de deplexión, donde una difusión adicional permite la circulación de corriente incluso con tensión de puerta nula. Finalmente, menciona algunas aplicaciones típicas como convertidores electrónicos de potencia y

2. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
D D D D
G G G G
S S S S
Canal N Canal P Canal N Canal P
MOSFET acumulación MOSFET deplexión
G - Puerta (GATE)
D - Drenador (DRAIN)
S - Surtidor o fuente (SOURCE)
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3. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (I)
G
S
D
N N
Metal
Oxido (aislante)
P Semiconductor
SUSTRATO
Normalmente el terminal de SUSTRATO se encuentra conectado con el
surtidor S
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4. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (II)
UDS
ID=0
G • Los terminales principales del MOS son
D S drenador y surtidor
N N • Al aplicar tensión UDS la unión drenador-
sustrato impide la circulación de corriente
de drenador
P
SUSTRATO
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5. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (III)
+++ +++
N n N
UGS
P - - -
- e
e e e
• Al aplicar tensión positiva UGS los electrones libres de la zona P (sustrato)
son atraídos hacia el terminal de puerta
• Por efecto del campo eléctrico se forma un canal de tipo ‘n’ (zona rica en
electrones) que permite el paso de la corriente entre drenador y surtidor
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6. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (IV)
UDS
• Formado el canal entre drenador y
surtidor puede circular la corriente de
ID UGS
drenador ID
• Incrementar la tensión UDS tiene un
N N
doble efecto:
Campo eléctrico Ohmico: mayor tensión = mayor
debido a UDS
Campo eléctrico corriente ID
P debido a UGS
El canal se estrecha por uno de los
lados = ID se reduce
• A partir de un cierto valor de UDS ambos efectos se compensan y la corriente
se estabiliza haciendose prácticamente independiente de UDS
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7. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N (V)
Curvas características
D ID (mA) UGS
10
ID 40
30 8
U DS Por debajo de
G 20
esta tensión no
6
10 se forma el canal
U GS
S 4
2 4 6 8 UDS (V)
• 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
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8. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal P
Curvas características
D
ID (mA)
UGS
-10
ID -40
-30 -8
G
U DS
-20
-6
U GS -10
S -4
-2 -4 -6 -8 UDS (V)
• Canal P: comportamiento equivalente al del MOSFET de canal N pero con los
sentidos de tensiones y corrientes invertidos
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9. Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)
Estructura y funcionamiento de un MOSFET de deplexión de canal N
G S
ID (mA) UGS
D 2
40
N n N 30 0 Ya hay canal
formado
20
Difusión hecha durante -2
P el proceso de fabricación 10
2 4 6 8 UDS (V)
• 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
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10. Resumen de las características de los transistores MOS:
• La corriente de drenador se controla mediante la tensión UGS
• En los MOSFET de acumulación a partir de un cierto valor umbral
de UGS se forma el canal y puede circular la corriente de drenador
• En los MOSFET de deplexión una difusión adicional permite la
circulación de la corriente de drenador incluso para tensión UGS
nula
• Aplicaciones típicas: convertidores y accionadores electrónicos de
potencia, etapas amplificadoras, circuitos digitales, ...
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