Dispositivos semiconductores - MOSFET

Metal-oxide semiconductor field-effect transistors, también conocidos como MOSFET, tienen mayor importancia y son una nueva incorporación a la familia FET.

Tiene un sustrato de tipo P ligeramente dopado en el que se difunden dos zonas de tipo N altamente dopadas. Una característica única de este dispositivo es la construcción de su puerta. Aquí, la puerta está completamente aislada del canal. Cuando se aplica voltaje a la puerta, se desarrollará una carga electrostática.

En este momento, no se permite que fluya corriente en la región de la puerta del dispositivo. Además, la puerta es un área del dispositivo, que está recubierta de metal. Generalmente, el dióxido de silicio se usa como material aislante entre la puerta y el canal. Por esta razón, también se conoce comoinsulated gate FET. Hay dos MOSFETS ampliamente utilizados i) MOSFET de agotamiento ii) MOSFET de mejora.

D MOSFET

Las siguientes figuras muestran D-MOSFET de canal n y el símbolo. La puerta forma un condensador con la puerta como una placa, y la otra placa es el canal con la capa de SiO ₂ como dieléctrico. Cuando el voltaje de la puerta varía, el campo eléctrico del capacitor cambia, lo que a su vez varía la resistencia del canal n.

En este caso, podemos aplicar voltaje positivo o negativo a la puerta. Cuando el MOSFET se opera con voltaje de compuerta negativo, se llama modo de agotamiento y cuando se opera con voltaje de compuerta positivo, se denomina modo de operación de mejora del MOSFET.

Modo de agotamiento

La siguiente figura muestra un D-MOSFET de canal n en modo de funcionamiento de agotamiento.

Su funcionamiento es el siguiente:

• La mayoría de los electrones están disponibles en la puerta, ya que la puerta es negativa y repele los electrones de n canal.

• Esta acción deja iones positivos en la parte del canal. En otras palabras, algunos de los electrones libres delnel canal está agotado. Como resultado, hay menos electrones disponibles para la conducción de corriente a través deln canal.

• Cuanto mayor sea el voltaje negativo en la puerta, menor es la corriente desde la fuente hasta el drenaje. Por lo tanto, podemos cambiar la resistencia del canal ny la corriente de la fuente al drenaje variando el voltaje negativo en la puerta.

Modo de mejora

La siguiente figura muestra un MOSFET de canal n D en el modo de operación de mejora. Aquí, la puerta actúa como un condensador. Sin embargo, en este caso la puerta es positiva. Provoca los electrones en eln canal y el número de electrones aumenta en el n canal.

Un voltaje de puerta positivo mejora o aumenta la conductividad del canal. Cuanto mayor sea el voltaje positivo en la puerta, mayor será la conducción desde la fuente hasta el drenaje.

Por lo tanto, podemos cambiar la resistencia del canal ny la corriente de la fuente al drenaje variando el voltaje positivo en la puerta.

Características de transferencia de D - MOSFET

La siguiente figura muestra las características de transferencia de D-MOSFET.

Cuando V _{GS se} vuelve negativo, I _D cae por debajo del valor de I _DSS , hasta que llega a cero y V _GS = V _GS (apagado) (modo de agotamiento). Cuando V _GS es cero, I _D = I _DSS porque la puerta y los terminales de la fuente están en corto. I _D aumenta por encima del valor de I _DSS , cuando V _GS es positivo y el MOSFET está en modo de mejora.