Transistores Unipolares

Un transitor unipolar es un dispositivo electronico que manipula el paso de corriente entre su pines fuente y drenaje a traves de campor electrico, a diferencia de los transistores bipolares que tienen dos uniones PN , el transistor

unipolar solamente tiene una union PN, en el cual la P o la N es considerada una puerta de drenaje entre un canal N o P, la familia de transistores unipolares es ligeramente amplia, pero todo tiene sus inicios el el transistor de efecto de campo o FET que se introdujo en 1952 por Julius Edgar Lilienfeld .

Su funcionamiento es diferente según sea el canal, para el canal N la Gate debe tener una impedancia de entrada en High, mientras que la fuente debe tener un Low, es decir los canales N se utilizan para permitir el paso de muy bajos voltajes entre su fuente y drenaje, para el canal P la Gate debe tener una impedancia de entrada en Low, mientras que en la fuente un High, es decir solo se utiliza para el paso de voltaje promedio entre su fuente y su drenaje.

Estructura y terminales

Los transistores unipolares están estructurados solamente por una unión PN interna, en la cual P o N es la Gate y la otra es el canal (semiconductor) por donde circula la corriente, es decir la Gate es una puerta que drena el voltaje que circula entre sus terminales.

Tiene dos terminales y una entrada, sus dos terminales se llaman Fuente y Drenaje y su entrada se llama Gate (Puerta), siendo su Puerta la parte de drenaje, su fuente el terminal que recibe el voltaje y es drenado por la abertura de la puerta y el voltaje restante sale por el terminal de drenaje.

En los MOSFET se aplica otra armadura además de la puerta a la que se le llama sustrato que se polariza contraria a la puerta en cada caso de Canal P o N.

Símbolos del transistor unipolar

Características eléctricas

Los transistores unipolares se caracterizan por su única unión PN que consiste es una puerta y una fuente y un drenaje y un canal, el canal conecta internamente la fuente y el drenaje, el canal pude ser Positivo o Negativo, según sea P

o N en su canal solo puede circular una corriente alta o baja, la puerta manipula como si fuera un resistencia variable la cantidad de corriente que ha de pasar por tal canal mediante el voltaje que se le aplica a la misma.

En los canales N hay flujo de corriente entre sus terminales solamente si se aplica un voltaje High a la puerta y si se aplica un voltaje mínimo a su fuente, es decir que mientras se aplique más voltaje a su fuente hay menos conducción de corriente a su terminal de drenaje.

En los canales P a diferencia de los canales N hay flujo de corriente solamente si su puerta tiene un voltaje Low y se aplica un voltaje máximo a su fuente, es decir que mientras se aplique menos voltaje a su fuente hay menos conducción de corriente a su terminal de drenaje.

Polarización

La Polarización de los transistores unipolares es parecida a la de los transistores bipolares que se saturan a baja o moderada corriente.

Los unipolares se polarizan según sean de canal N o P y sean FET o MOSFET:

FET:-Canal P: se polariza mediante la aplicación de un voltaje mínimo a su puerta y un máximo a su fuente.-Canal N: se polariza mediante la aplicación de un voltaje máximo a su puerta y uno mínimo a su fuente.

MOSFET:

El transistor MOSFET se polariza de la misma manera que el FET sea canal P o Canal N solo con una diferencia, el MOSFET tiene una entrada con la misma función que la puerta, se le llama sustrato, el sustrato se polariza inversamente a la puerta en cada caso, ejemplo, en un MOSFET canal P el sustrato se polariza positivamente.

Aplicaciones

Los transistores unipolares tienen diversas aplicaciones, entre ellas están las de oponerse al paso de la corriente, disminuir voltaje, disminuir corriente, tiene en si una similitud a aplicaciones de tiristor, y resistencias variables.

El más utilizado es el MOSFET del cual se basa la mayoría de circuitos integrados digitales, el FET es usualmente aplicado en amplificadores y multiplexores.

Comparación entre BJT y FET

El funcionamiento del transistor de efecto de campo es distinto al del BJT.

En los MOSFET, la puerta no absorbe corriente en absoluto, frente a los BJT, donde la corriente que atraviesa la base, pese a ser pequeña en comparación con la que circula por las otras terminales, no siempre puede ser despreciada. Los MOSFET, además, presentan un comportamiento capacitivo muy acusado que hay que tener en cuenta para el análisis y diseño de circuitos.

El FET dispone de relativamente de baja ganancia en comparación con un BJT. El MOSFET tiene un inconveniente de ser muy susceptibles a las tensiones de sobrecarga, por lo que requieren una manipulación especial durante la instalación.

Comparaciones internas de la familia FET

Transistores FET:

-Canal N: para polarizarse debe tener un voltaje máximo en la puerta para que pueda conducir, mientras haya un voltaje mínimo en su fuente, mientras más alto el voltaje de la fuente el voltaje del drenaje disminuye. -Canal P: para polarizarse debe tener un voltaje mínimo en la puerta para que pueda conducir, mientras haya un voltaje máximo

en su fuente, mientras más bajo el voltaje de la fuente el voltaje del drenaje disminuye.

Transistores BJT:

-NPN: se satura al aplicar un voltaje High en su base, mientras que su conector esta polarizado positivamente frente a su emisor.

-PNP: se satura aplicando un voltaje Low en su base, mientras que su conector esta polarizado negativamente frente a su emisor.

Transistores FET y MOSFET:

En la polarización su única diferencia está en la armadura extra del MOSFET que se llama sustrato y se polariza inversamente a la puerta.

El MOSFET está más previsto a daños electroestáticos por su fragilidad entre puerta y canal, el FET cuando se encuentra en estado lineal la corriente puede correr en cualquier dirección poniendo la posición eléctrica del drenaje y base de forma arbitraria.

Transistores MOSFET:

Canal N: para polarizarse debe tener un voltaje máximo en la puerta y uno mínimo en el sustrato para que pueda conducir, mientras haya un voltaje mínimo en su fuente, mientras más alto el voltaje de la fuente el voltaje del drenaje disminuye.

-Canal P: para polarizarse debe tener un voltaje mínimo en la puerta y uno máximo en el sustrato para que pueda conducir, mientras haya un voltaje máximo en su fuente, mientras más bajo el voltaje de la fuente el voltaje del drenaje disminuye.