Sin ttulo de diapositiva

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Canal
Drenador (D)
Fuente (S)
Puerta (G)
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(No Transcript)
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Según aumenta la tensión drenador-fuente, aumenta
la resistencia del canal, ya que aumenta la zona
de transición, que es una zona de pocos
portadores.
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(No Transcript)
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Si se aumenta más la tensión drenador-fuente, la
zona de transición llega a dejar una parte del
canal con muy pocos portadores. La corriente de
drenador no cesa (si cesara no se formaría el
perfil de zona de transición que provoca esta
situación). La tensión VDS a la que se produce la
contracción total del canal recibe el nombre de
tensión de contracción (pinch-off), VPO.
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Si se aumenta la tensión drenador-fuente por
encima de VPO, va aumentando la parte del canal
que ha quedado con muy pocos portadores, LZTC
(longitud de la zona de transición en el canal).
Sin embargo, el aumento de LZTC al aumentar VDS
es pequeño comparado con la longitud del canal,
LC.
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Si LZTC ltlt LC (hipótesis de canal largo) y
admitimos que el perfil de portadores en la parte
no contraída del canal no ha cambiado, tenemos
que admitir que la tensión en dicha parte es VPO.
Luego la corriente que circula es la necesaria
para dar la misma caída de tensión sobre el mismo
perfil de canal Þ misma corriente que cuando
aplicábamos VPO Þ corriente constante por el
canal cuando VDSgtVPO.
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(No Transcript)
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• Con VGS0, la contracción ocurre cuando VDS
  VDSPO VPO.

• El canal es siempre más estrecho, al estar
  polarizado más inversamente Þ mayor resistencia

• La contracción se produce cuando
• VDSVDSPOVPO VGS

Es decir VDSPO UA VPO - UB
Cuando VGS lt 0, la corriente que circula es menor
y la contracción se produce a una VDS menor.
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• Curvas de entrada
• No tienen interés (unión polarizada inversamente)

Contracción producida cuando VDSPOVPO VGS
Muy importante
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Cortocircuitamos el drenador y la fuente y
aplicamos tensión entre puerta y fuente.
Cuando la tensión VGS alcanza un valor negativo
suficientemente grande, la zona de transición
invade totalmente el canal. Este valor es el de
contracción del canal, VPO.
-VPO
UB1lt
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gt -2,5V
VGS 0V
gt -0,5V
gt -1V
gt -1,5V
gt -2V
Muy importante
13
Muy importante
14
Muy importante

• En ambos casos, las tensiones de entrada (VBE y
  VGS) determinan las corrientes de salida (IC e
  ID).

• En zona de comportamiento como fuente de
  corriente, es útil relacionar corrientes de
  salida y entrada (transistor bipolar) o corriente
  de salida con tensión de entrada (JFET).

• La potencia que la fuente V1 tiene que
  suministrar es mucho más pequeña en el caso del
  JFET (la corriente es casi cero, al estar
  polarizada inversamente la unión puerta-canal).

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Muy importante

• El JFET es más rápido al ser un dispositivo
  unipolar (conducción no determinada por la
  concentración de minoritarios).
• El JFET puede usarse como resistencia controlada
  por tensión, ya que tiene una zona de trabajo con
  característica resistiva.
• Para conseguir un comportamiento tipo
  cortocircuito hay que colocar muchas celdas en
  paralelo.

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Uso de un JFET de canal P
Hay que invertir los sentidos reales de tensiones
y corrientes para operar en los mismas zonas de
trabajo.
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GaAs aislante
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Estructura
Nombre
Símbolo
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V2 gt V1
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Cuando la concentración de los electrones en la
capa formada es igual a la concentración de los
huecos de la zona del substrato alejada de la
puerta, diremos que empieza la inversión. Se ha
creado artificialmente una zona N tan dopada como
la zona P del substrato. La tensión a la que esto
ocurre es llamada tensión umbral (threshold
voltage), VTH.
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• Conectamos la fuente al substrato.

• Conectamos una fuente de tensión entre los
  terminales fuente y drenador.

Cómo es la corriente de drenador?
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• Existe un canal entre drenador y fuente
  constituido por la capa de inversión que se ha
  formado.
• Con tensiones VDS pequeñas (ltltVGS), el canal es
  uniforme.

• El canal se empieza a contraer según aumenta la
  tensión VDS.
• La situación es semejante a la que se da en un
  JFET.

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• El canal formado se contrae totalmente cuando VDS
  VDSPO.

• Cuando VDS gt VDSPO, el MOSFET se comporta como
  una fuente de corriente (como en el caso de los
  JFET).

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Si VGS 0, la corriente de drenador es
prácticamente nula. En general, si VGS ltVTH, no
hay casi canal formado y, por tanto, no hay casi
corriente de drenador.
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Curvas características de un MOSFET de
enriquecimiento de canal N

• Curvas de entrada
• No tienen interés (puerta aislada del canal)

Muy importante
ATE-UO Trans 106
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lt 4,5V
VGS 0V
lt 2,5V
lt 3V
lt 3,5V
lt 4V
Muy importante
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Ecuaciones no demostradas IDPO (VGS -
VTH)2ZmnCox/2LC VTH 2fF
(ersxox/erox)(4qNAfF/(erse0))1/2
Z longitud en el eje perpendicular a la
representación. Cox Capacidad del óxido por
unidad de área de la puerta. ers, erox y e0
permitividades relativas del semiconductor y del
óxido y permitividad absoluta. xox grosor del
óxido debajo de la puerta. fF VTln(NA/ni)
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• Existe canal sin necesidad de aplicar tensión a
  la puerta. Se podrá establecer circulación de
  corriente entre drenador y fuente sin necesidad
  de colocar tensión positiva en la puerta.

• Modo ACUMULACIÓN
• Al colocar tensión positiva en la puerta con
  relación al canal, se refuerza el canal con más
  electrones procedentes del substrato. El canal
  podrá conducir más.

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• Operación en modo DEPLEXIÓN
• Se debilita el canal al colocar tensión negativa
  en la puerta con relación al substrato. El canal
  podrá conducir menos corriente.

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• Cuando se aplica tensión entre drenador y fuente
  se empieza a contraer el canal, como ocurre en
  los otros tipos de FET ya estudiados. Esto ocurre
  en ambos modos de operación.

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Muy importante
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(No Transcript)
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Hay que invertir los sentidos reales de tensiones
y corrientes para operar en los mismas zonas de
trabajo.
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• La potencia que la fuente V1 tiene que
  suministrar estáticamente en un MOSFET es cero.
  Por tanto, la corriente IG es más pequeña aún que
  en el caso del JFET (que es casi cero, al estar
  polarizada inversamente la unión puerta-canal).

• La tensiones V1 y V2 comparten terminales del
  mismo signo en el caso del MOSFET. Esto facilita
  el control.

Muy importante
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• El terminal puerta al aire es muy sensible a los
  ruidos.

• El óxido se puede llegar a perforar por la
  electricidad estática de los dedos. A veces se
  integran diodos zener de protección.

• Existe un diodo parásito entre fuente y drenador
  en los MOSFET de enriquecimiento.