Mosfet Explicación

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etal xide emiconductor ield ffect ransistor

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Funcionamiento del mosfet detallado

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  • etalxide emiconductorield ffect ransistor

  • Transistores de efecto de campo

    JFET MOSFET

    1930 - Concepto basico.

    1960 - Comercializacin

    1980 - Popularizacin

    Comparacin con los BJT Los transistores MOS ocupan menos espacio. Su proceso de fabricacin es tambin ms simple. Existe un gran nmero de funciones lgicas que pueden

    ser implementadas nicamente con transistores MOS

    BJT(Bipolar Junction Transistor) Transistores de unin bipolar

  • Fue ideado tericamente por el alemn Julius Von Edgar Lilienfeld en 1930, aunque debido a problemas de carcter

    tecnolgico y el desconocimiento acerca de cmo se comportan los electrones sobre la superficie del

    semiconductor no se pudieron fabricar hasta dcadas ms tarde.

  • Es un transistor utilizado para amplificar o conmutar seales electrnicas.

    Es un arreglo de cientos de transistores integrados en un sustrato de

    silicio. Es un dispositivo controlado por tensin.

    Es un dispositivo extremadamente veloz en virtud a la pequea

    corriente necesaria para estrangular o liberar el canal.

  • Enriquecimiento Empobrecimiento

    Conmutacin digital,

    proceso bsico 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

  • 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 acumulacin

    (Enriquecimiento)

    MOSFET deplexin

    (Empobrecimiento)

  • 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 regular con un voltaje positivo o negativo

    Capasitor

  • Principio de funcionamiento:

    S se aplica un voltaje positivo, la placa superior se carga positivamente

    S aumenta el voltaje, la densidad de campo elctrico aumenta.

  • Principio de funcionamiento:

    Lo mismo aplica al cargar negativamente, la placa superior se carga negativamente

    S aumenta el voltaje, la densidad de campo elctrico aumenta.

  • Para entender mejor su funcionamiento, se realizarn cambios

    La placa superior seguir siendo igual y la placa inferior se cambiar por un semiconductor, en este caso un semiconductor tipo p (huecos).

    Principio de funcionamiento:

  • S se aplica un voltaje positivo la placa superior se carga positivamente

    Esta carga positiva tratar de repeler los huecos hacia la parte inferior del semicondutor

    Principio de funcionamiento:

  • Al aumentarse el potencial aparece una regin verde llamada Regin de carga espacial

    Los huecos que estaban distribuidos uniformemente, estn siendo desplazados hacia la parte inferior del semiconductor

    Impuresas aceptores

  • Cuando el voltaje es muy intenso los portadores minoritarios en el semiconductor son atraidos haca 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:

  • Principio de funcionamiento:

    Al incrementarse el voltaje, se enriquese el incremento de electrones (canal)

  • 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 regular con un voltaje positivo o negativo

    Capasitor

  • Principio de funcionamiento:

    S se aplica un voltaje positivo, la placa superior se carga positivamente

    S aumenta el voltaje, la densidad de campo elctrico aumenta.

  • Principio de funcionamiento:

    Lo mismo aplica al cargar negativamente, la placa superior se carga negativamente

    S aumenta el voltaje, la densidad de campo elctrico aumenta.

  • Para entender mejor su funcionamiento, se realizarn cambios

    La placa superior seguir siendo igual y la placa inferior se cambiar por un semiconductor, en este caso un semiconductor tipo p (huecos).

    Principio de funcionamiento:

  • S se aplica un voltaje positivo la placa superior se carga positivamente

    Esta carga positiva tratar de repeler los huecos hacia la parte inferior del semicondutor

    Principio de funcionamiento:

  • Al aumentarse el potencial aparece una regin verde llamada Regin de carga espacial

    Los huecos que estaban distribuidos uniformemente, estn siendo desplazados hacia la parte inferior del semiconductor

    Impuresas aceptores

    Principio de funcionamiento:

  • Cuando el voltaje es muy intenso los portadores minoritarios en el semiconductor son atraidos haca 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:

  • 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:

  • Aqu se muestra ya un diagrama ms complejo

    Para que funcione como transistor se debe

    aprovechar el canal que se forma.

  • El objetivo es unir la regin de fuente y drenaje mediante

    un canal, para que por ese canal pueda fluir la corriente

    Malla VDS

  • El control de la corriente se establecer por el campo elctrico producido por la compuerta y el sustrato.

    Entre estos dos se forma un capasitor.

    (Lo ya explicado anteriormente)

    Malla VGS

  • 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

  • Para que pueda fluir la corriente entre fuente y Drenaje, se necesita una

    fuente externa para que se pueda generar corriente

  • El voltaje se incrementa, ms sin embargo no es suficiente

    para que pueda fluir la corriente

  • Al llegar a los 6v en adelante hay canal, por lo tanto hay

    flujo de corriente

    Mientras aumenta el voltaje aumenta la corriente.

  • S VGS llega al maximo En este caso a 10v la malla

    ser controlada por VDS.

    Hasta llegar a un punto en que la corriente no cambiar

    y solo disminuir si regulamos V GS.

    Siempre y cuando halla canal.

  • UDS (V)

    ID (mA) UGS

    2 4 6 8

    10

    20

    30

    40

    4

    6

    8

    10

    Por debajo de esta tensin no se forma el canal

    Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulacin de canal N

    Curvas caractersticas

    A partir de un cierto valor de UGS se forma el canal entre drenador y fuente. Por debajo de este lmite el transistor est en corte.

    Dependiendo de la tensin UDS se puede tener un equivalente resistivo o de fuente de corriente entre D y S

    G

    D

    SU G S

    ID

    U D S

  • Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulacin de canal P

    Curvas caractersticas

    G

    D

    SU 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

  • Estructura y funcionamiento de un MOSFET de deplexin de canal N

    P

    N N

    D

    G S

    n

    Difusin hecha duranteel proceso de fabricacin

    UDS (V)

    ID (mA) UGS

    2 4 6 8

    10

    20

    30

    40

    -2

    0

    2

    Ya hay canalformado

    En los MOSFET de deplexin el canal se forma mediante una difusin adicional durante el proceso de fabricacin

    Con tensin UGS nula puede haber circulacin de corriente de drenador

    Es necesario aplicar tensin negativa UGS para cerrar el canal

  • Bibliografa:

    Principios de electrnica. Principios de Electrnica, de Albert Paul

    Malvino, edit. Mc Graw Hill quinta edicin, Espaa 1994. Captulo 1 Introduccin. Captulo 14 MOSFET

    Youtube, Fernando Ramirez (2014) 19.1 Funcionamiento de los Transistores MOSFET y JFET. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=5dNvnTPTwRo