Transistor de Unión de Efecto de Transistor de Unión de Efecto de CampoCampo

F.E.T. (Field Effect Transistor) F.E.T. (Field Effect Transistor)

Clases de FETClases de FET

JFET (Junction Field Effect Transistor): JFET (Junction Field Effect Transistor): se empleará para indicar el transistor se empleará para indicar el transistor de uniunión de efecto de campo.de uniunión de efecto de campo.

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Transistor): se empleará para el FET de Transistor): se empleará para el FET de metal-óxido-semiconductor.metal-óxido-semiconductor.

Transistor Uniunión de Efecto de Transistor Uniunión de Efecto de Campo (JFET)Campo (JFET)

P P

N

S

G

D

G

D

S

FET Canal N

Fuente o Surtidor (S):Fuente o Surtidor (S): terminal terminal por donde entran los por donde entran los portadores provenientes de la portadores provenientes de la fuente externa de polarización.fuente externa de polarización.

Drenador (D):Drenador (D): terminal por terminal por donde salen portadores donde salen portadores procedentes de la fuente y que procedentes de la fuente y que atraviesan el canal.atraviesan el canal.

Puerta (G):Puerta (G): terminal terminal constituido por regiones constituido por regiones altamente impurificadas (zona altamente impurificadas (zona de dopado) a ambos lados del de dopado) a ambos lados del canal y que controla la canal y que controla la cantidad de portadores que cantidad de portadores que atraviesan dicho canal.atraviesan dicho canal.

Transistor Uniunión de Efecto de Transistor Uniunión de Efecto de Campo (JFET)Campo (JFET)

P P

N

S

G

D

G

D

S

FET Canal N

N N

P

S

G

D

G

D

S

FET Canal P

Dispositivo de Canal NDispositivo de Canal N

T

L

W

(A) (B) (C)

P

PN

Contacto metalizado del surtidor

Contacto metalizado del drenador

Contacto metalizado de la puerta

Canal WxLxT

Dispositivo de Canal NDispositivo de Canal N en dos Dimensionesen dos Dimensiones

P

Drenador

P

N

Puerta

Surtidor

FuncionamientoFuncionamiento

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Región Desierta

- = exceso de electrones+ = exceso de huecos

P N

Barrera de Potencial

NP

V

+

Región Desierta

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Polarización (VPolarización (VGSGS = 0) = 0)

PolarizaciónPolarización

G

D

S

De Canal N

VGS

VDS

G

D

S

De Canal P

VGS

VDS

0 10 20 30

0,5

1,0

1,5

VDS

ID

Característica de salida de Característica de salida de un JFET para VGS=0un JFET para VGS=0

Región de Ruptura

Región Óhmica

1,05

Región de Pinch-Off

VGS=0

Familia de Características Familia de Características de Salida de un JFET Canal de Salida de un JFET Canal N para Distintos Valores de N para Distintos Valores de

VGSVGS

VGS=0

VDS

Lugar geométrico del Pinch-off

ID

VGS= -1V

VGS= -2V

VGS= -3V

Correspondencias entre Correspondencias entre Transistores JFET y BJTTransistores JFET y BJT

El Drenador (D) es análogo al colector.El Drenador (D) es análogo al colector. La Fuente (S) es análoga al emisor.La Fuente (S) es análoga al emisor. La Puerta (G) es análoga a la base.La Puerta (G) es análoga a la base.

G

D

S

Diferencias con el Transistor Diferencias con el Transistor BipolarBipolar

JFET control por tensión, Bipolar control por JFET control por tensión, Bipolar control por corriente.corriente.

JFET impedancia de entrada (ZJFET impedancia de entrada (Zii=10³ a 10¹²) =10³ a 10¹²) Bipolar impedancia de entrada(ZBipolar impedancia de entrada(Zii=10² a 10=10² a 1066) )

Parámetros del JFET Canal NParámetros del JFET Canal NCaracterística de DrenadorCaracterística de Drenador

VDS V

ID mA

4

8

12

TA=25ºC16

40 8 12 16

VGS= -0.5V

VGS= -1V

VGS=0

VGS= -1.5V

VGS= -2V

VGS= -2.5V

Parámetros del JFET Canal NParámetros del JFET Canal NCaracterística de TransferenciaCaracterística de Transferencia

-5-20

8

16

ID mA

-3 -4-1

TA=25ºC

4

12

VGS V

ID mA

IDDS=16mA

IDDS=20mA

IDDS=12mA

IDDS=8mA

IDDS=4mA

DefinicionesDefiniciones

Vp, tensión “pinch off”: Vp, tensión “pinch off”: es el valor VDS es el valor VDS correspondiente al codo de la curva VGS = 0correspondiente al codo de la curva VGS = 0

IDSS: IDSS: corriente de drenador para tensión de corriente de drenador para tensión de puerta cero.puerta cero.

Gfs: Gfs: transconductancia directa surtidor transconductancia directa surtidor común (o transadmitancia Yfs) .común (o transadmitancia Yfs) .

constfrecVGS

D

DSV

IGfs

,,

DefinicionesDefiniciones

BVGSS:BVGSS: tensión de ruptura puerta-surtidor tensión de ruptura puerta-surtidor con el drenador en cortocircuito con el con el drenador en cortocircuito con el surtidor.surtidor.

Drenador

Surtidor

Puerta

-5 V

+10 V

0 V

+ 8 V

+ 9 V

Mecanismo de ruptura puerta canal

DefinicionesDefiniciones

IGSS: IGSS: corriente puerta-surtidor con drenador corriente puerta-surtidor con drenador cortocircuitado con el surtidor.cortocircuitado con el surtidor.

125

IGSS nA

0.1

1.0

10

30

4525 65 85 105

Variación con la temperatura de la corriente de pérdida de puerta

TA ºC

Corriente Inversa de Pérdida de Puerta en función de la Temperatura

DefinicionesDefiniciones CISS:CISS: capacidad de entrada con el drenador capacidad de entrada con el drenador

en cortocircuito con el surtidor.en cortocircuito con el surtidor.

CGS Capacidad puerta-surtidor.CGS Capacidad puerta-surtidor.

CGD Capacidad puerta-drenador.CGD Capacidad puerta-drenador.

CRS Capacidades residuales de la puerta al surtidor, CRS Capacidades residuales de la puerta al surtidor, incluyendo las parásitas.incluyendo las parásitas.

CRD Capacidades residuales de la puerta al CRD Capacidades residuales de la puerta al drenador, incluyendo las parásitas.drenador, incluyendo las parásitas.

e ent. CRD

VDD

Capacidades de entrada de un JFET

CRS

CGD

CGS

e sal.

R

о

о

о

)()()1( RSGSRDGD CCCCGGis

DefinicionesDefiniciones

rds = rds = 1 / gos, resistencia de salida.1 / gos, resistencia de salida.

)( ConstVI

Vrds

GSDS

DS

Interrelación entre ParámetrosInterrelación entre Parámetros

IDID = corriente de drenador para un valor de VGS ≠ 0. = corriente de drenador para un valor de VGS ≠ 0.

Vp = tensión de “pinch-off”Vp = tensión de “pinch-off”

IDSS = corriente de drenador para IDSS = corriente de drenador para VGS = 0VGS = 0

VGS = tensión puerta-surtidorVGS = tensión puerta-surtidor

2

1

p

GSDSSD V

VII

Interrelación entre ParámetrosInterrelación entre Parámetros

gfsgfs = transconductancia para ID ≠ IDSS y VGS ≠ 0 = transconductancia para ID ≠ IDSS y VGS ≠ 0

Vp = tensión de “pinch-off”Vp = tensión de “pinch-off”

ID = corriente de drenador para un valor de VGS ≠ ID = corriente de drenador para un valor de VGS ≠ 00

IDSS = corriente de drenador para VGS = 0IDSS = corriente de drenador para VGS = 0

VGS = tensión puerta-surtidorVGS = tensión puerta-surtidor

p

GS

p

DSS

GS

Dfs V

V

V

xI

V

Ig 1

2

Interrelación entre ParámetrosInterrelación entre Parámetros

g´fs g´fs = transconductancia para ID = IDSS y VGS = 0 = transconductancia para ID = IDSS y VGS = 0

Vp = tensión de “pinch-off”Vp = tensión de “pinch-off”

IDSS = corriente de drenador para VGS = 0IDSS = corriente de drenador para VGS = 0

p

DSSfs V

xIg

2´

Como por definición g´fs = gfs cuando VGS = 0, se deduce queComo por definición g´fs = gfs cuando VGS = 0, se deduce que::