Este documento proporciona información sobre transistores de efecto de campo (FET). Explica las diferencias entre los FET de canal N y P, así como entre los JFET y los MOSFET. También describe las regiones de operación de los FET, sus configuraciones básicas y parámetros. Finalmente, analiza aplicaciones comunes de los FET y cómo detectar fallas en ellos.

1. Universidad de Oriente
Núcleo de Anzoátegui
Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Departamento de Tecnología
Área de Electrónica
Prof. Tony Castillo

2. TRANSISTORES FET
Símbolos Electrónicos
Símbolo de un FET de canal N Símbolo de un FET de canal P

3. TRANSISTORES FET
Diagrama de Construcción
Diagrama de Capas

4. TRANSISTORES FET
Diferencias entre el JFET y el BJT
BJT JFET
Controlado por corriente de base. Controlado por tensión entre puerta y fuente
Dispositivo bipolar que trabaja con las Dispositivo unipolar que trabaja con las
cargas libres de los huecos y electrones cargas libres de los huecos (canal p) ó
electrones (canal n)
IC es una función de IB ID es una función de Vgs
β (beta factor de amplificación) gm (factor de transconductancia)
Altas ganancias de corriente y voltaje Ganancias de corriente indefinidas y
ganancias de voltaje menores a las de los
BJT
Relación lineal entre Ib e Ic Relación cuadrática entre Vgs e Id

5. TRANSISTORES FET
Donde:
Id: Corriente de fuente
Idss: Corriente máxima del drenaje
(Vgs=0V y Vds>lVpl
Vgs=Voltaje puerta-fuente
(es el voltaje que controla al FET)
Vp=Voltaje de estrangulamiento
K: Valores obtenidos en la Data
Sheet

6. TRANSISTORES FET
Características de Transferencia del JFET
Esta es una curva de la
corriente de salida en
función de la tensión
Puerta-Fuente. Se
puede observar que la
corriente Id aumenta
rápidamente a medida
que Vgs se acerca a 0V.
La característica de
transferencia
normalizada
muestra que el Id
es igual a un
cuarto del máximo
cuando Vgs
es igual a la mitad
del corte.

7. TRANSISTORES FET
Curva de Transferencia de un FET de canal P

9. TRANSISTORES FET
Curva Característica

10. TRANSISTORES FET
Regiones o zonas de
operación del FET:
Zona Óhmica o lineal: El
FET se comporta como una
resistencia cuyo valor depende
de la tensión VGS.
Zona de saturación: A
diferencia de los transistores
bipolares en esta zona, el FET,
amplifica y se comporta como
una fuente de corriente
controlada por la tensión que
existe entre Puerta (G) y Fuente
o surtidor (S) , VGS.
Zona de corte: La
corte
intensidad de Drenador es nula.

11. TRANSISTORES FET
Configuraciones Básicas:
1. Surtidor común (SC),
equivale al EC en los
transistores bipolares.
2. Drenador común (DC),
equivale al CC en los
transistores bipolares.
3. Puerta común (PC),
equivale al BC en los
transistores bipolares.

12. TRANSISTORES FET
Tipos de Transistores de Efecto de
Campo:
• Los JFET (Junction Field Effects
Transistor)
NMOS
• Los MOSFET (Metal Oxide
Semiconductor FET ). Los transistores
MOS respecto de los bipolares ocupan
menos espacio por lo que su aplicación
más frecuente la encontramos en los
circuitos integrados. Un MOS de canal
P o "PMOS" se indica con una flecha Estructura Física de un Transistor NMOS
dirigida hacia el sustrato, señalando que
el mismo es de tipo N, aunque el canal
será de tipo P. PMOS

13. TRANSISTORES FET
Ventajas del FET con respecto al BJT
• Impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012)MΩ.
• Generan un nivel de ruido menor que los BJT.
• Son más estables con la temperatura que los BJT.
• Son más fáciles de fabricar que los BJT pues precisan menos
pasos y permiten integrar más dispositivos en un CI.
• Se comportan como resistencias controladas por tensión para
valores pequeños de tensión drenaje-fuente.
• La alta impedancia de entrada de los FET les permite retener
carga el tiempo suficiente para permitir su utilización como
elementos de almacenamiento.
• Los FET de potencia pueden disipar una potencia mayor y
conmutar corrientes grandes.

14. TRANSISTORES FET
Desventajas de los FET:
• Los FET´s presentan una respuesta en
frecuencia pobre debido a la alta
capacidad de entrada.
• Los FET´s presentan una linealidad
muy pobre, y en general son menos
lineales que los BJT.
• Los FET´s se pueden dañar debido a
la electricidad estática.

15. TRANSISTORES FET
Parámetros del FET:
FET de canal N FET de canal P

16. TRANSISTORES FET
HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE LOS FET
En las Data Sheets de los fabricantes de FET´s se encuentran los
siguientes parámetros (los más importantes):
• VGS y VGD.- son las tensiones inversas máximas soportables
por la unión PN.
• IG.- corriente máxima que puede circular por la unión puerta -
surtidor cuando se polariza directamente.
• PD.- potencia total disipable por el componente.
• IDSS.- Corriente de saturación cuando VGS=0.
• IGSS.- Corriente que circula por el circuito de puerta cuando
la unión puerta - surtidor se encuentra polarizado en sentido
inverso.

17. TRANSISTORES FET
APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS
Aislador o separador Impedancia de entrada Uso general, equipo de
(buffer) alta y de salida baja medida, receptores
Amplificador de RF Bajo ruido Sintonizadores de FM,
equipo para
comunicaciones
Mezclador Baja distorsión de Receptores de FM y TV,
intermodulación equipos para
comunicaciones
Amplificador con CAG Facilidad para controlar Receptores, generadores
ganancia de señales
Amplificador cascodo Baja capacidad de Instrumentos de
entrada medición, equipos de
prueba

18. TRANSISTORES FET
APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS
Resistor variable por Se controla por voltaje Amplificadores
voltaje operacionales, control
de tono en órganos
Amplificador de baja Capacidad pequeña de Audífonos para sordera,
frecuencia acoplamiento transductores inductivos
Oscilador Mínima variación de Generadores de
frecuencia frecuencia patrón,
receptores
Circuito MOS digital Pequeño tamaño Integración en gran
escala, computadores,
memorias

19. TRANSISTORES FET
DETECCION DE FALLAS
VDD
20V
RD
3.3k
13.88 V
DC V
Q1
2N5457
-646.9mV
DC V
RS
390

20. TRANSISTORES FET
DETECCION DE FALLAS
VDD
-20V
RD
3.3k
-18.72 V
DC V
Q1
PJFET
135.6mV
DC V
RS
390

21. TRANSISTORES FET
Análisis AC
Determinación matemática del
factor de transconductancia
ΔI D
gm ≡
ΔVGS
2 I DSS ⎡ VGS ⎤
gm = ⎢1 − ⎥
VP ⎣ VP ⎦
Determinación gráfica del
factor de transconductancia

22. TRANSISTORES FET
Modelo Hibrido de Pequeña Señal
V2
10V
+V
V1 Q1
-10m/10mV NJFET RD
1kHz
RESISTENCIA DE SALIDA

24. TRANSISTORES FET
SIMBOLOGIA DE LOS TRANSISTORES MOS

25. TRANSISTORES FET
CURVA CARACTERISTICA DE UN TRANSISTOR NMOS

26. ?
Prof. Tony Castillo