FET: Transistor de efecto de campo, curva característica, resistencia del canal

El FET es un dispositivo semiconductor que controla un flujo de corriente por un canal semiconductor, aplicando un campo eléctrico perpendicular a la trayectoria de la corriente.

   El FET está compuesto de una parte de silicio tipo N, a la cual se le adicionan dos regiones con impurezas tipo P llamadas compuerta (gate) y que están unidas entre si.

Los terminales de este tipo de transistor se llaman Drenador (drain), Fuente (source) y el tercer terminal es la compuerta (gate) que ya se conoce. La región que existe  entre el drenador y la fuente y que es el camino obligado de los electrones se llama "canal". La corriente circula de Drenaje (D)  Fuente (S).

   


Este tipo de transistor se polariza de manera  diferente al transistor bipolar. El terminal de drenaje se polariza positivamente con respecto al terminal de fuente (Vdd) y la compuerta o gate se polariza negativamente con respecto a la fuente (-Vgg).

   A mayor voltaje -Vgg, más angosto es el canal y más difícil para la corriente pasar del terminal drenador (drain) al terminal fuente o source. La tensión -Vgg para la que el canal queda cerrado se llama "punch-off" y es diferente para cada FET

   El FET es controlado por tensión y los cambios en tensión de la compuerta (gate) a fuente (Vgs) modifican la región de rarefacción y causan que varíe el ancho del canal

La curva característica del FET

   Este gráfico muestra que al aumentar el voltaje Vds (voltaje drenador - fuente), para un Vgs (voltaje de compuerta) fijo, la corriente aumenta rápidamente (se comporta como una resistencia) hasta llegar a un punto A (voltaje de estricción), desde donde la corriente se mantiene casi constante hasta llegar a un punto B (entra en la región de disrupción o ruptura), desde donde la corriente aumenta rápidamente hasta que el transistor se destruye.

   Si ahora se repite este gráfico para más de un voltaje de compuerta a surtidor (Vgs), se obtiene un conjunto de gráficos. Ver que Vgs es "0" voltios o es una tensión de valor negativo.
Si Vds se hace cero por el transistor no circulará ninguna corriente. (ver gráficos a la derecha)

Para saber cual es el valor de la corriente se utiliza la fórmula de la curva característica de transferencia del FET.
Ver gráfico de la curva característica de transferencia de un transistor FET de canal tipo P en el gráfico inferior. La fórmula es: ID = IDSS (1 - [Vgs / Vgs (off)] )

donde:
- IDSS es el valor de corriente cuando la Vgs = 0
- Vgs (off) es el voltaje cuando ya no hay paso de corriente entre drenaje y fuente (ID = 0)
- Vgs es el voltaje entre entre la compuerta y la fuente para la que se desea saber ID

Resistencia del canal RDS

   Como Vgs es el voltaje que controla el paso de la corriente ID (regula el ancho del canal), se puede comparar este comportamiento como un resistor cuyo valor depende del voltaje VDS. Esto es sólo válido para Vds menor que el voltaje de estricción (ver punto A en el gráfico).

Entonces si se tiene la curva característica de un FET, se puede encontrar La resistencia RDS con la siguiente fórmula: RDS = VDS / ID

Los símbolos del FET son:

                           
Fet canal N                                   Fet canal P

Nombre: María José Nieto Cárdenas
Asignatura: EES
Fuente: http://www.unicrom.com/Tut_Fet.asp

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