MOSFET


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   ¿Qué hace un Mosfet?

   Hay dos tipos principales de transistores. Los transistores de unión pn o bipolar y los Transistores Mosfet o Mos. Si quieres saber sobre los primeros sigue el enlace anterior. Aquí vamos ha explicar los mosfet.

   Hemos querido empezar explicando que hace un mosfet, porque es muy sencillo, aunque luego explicaremos las partes y el funcionamiento interno del transistor mosfet.

   Un transistor mosfet conduce corriente eléctrica entre dos patillas cuando aplicamos tensión en la otra patilla (una tercera patilla). Es un interruptor que se activa por tensión. Así de sencillo. Aquí puedes ver dos tipos de mosfet:

mosfet



   Recuerda que un transistor pnp o npn (basados en la unión pn) hace lo mismo, pero la diferencia es que en los npn o pnp la conducción se produce cuando le llega una pequeña corriente a la base, en el mosfet es por tensión, se activa cuando ponemos a una tensión mínima en la patilla del transistor llamada Gate.

   Las otras dos patillas se llaman sumidero (entrada) y drenaje (salida). Aunque luego explicaremos todo con más detalle fíjate en el esquema siguiente. Se ven las 3 patillas y como cuando conectamos G hay circulación de corriente entre D y S.

mosfet

   la mayor parte de los circuitos integrados digitales se construyen con la tecnología MOS, debido a que se pueden construir de tamaños más pequeños que los bipolares y su velocidad de conmutación (apertura y cierra) es muy rápida, unos nanosegundos.

  ¿Qué significa Mosfet?

   La palabra MOS significa "Metal Oxido Semiconductor", y hace referencia a un tipo de estructura muy usada en electrónica, donde se usa un óxido como dieléctrico o aislante.

  "Field Effect Transistor" significa Transistor de efecto de campo, es decir transistores que conducen por un campo eléctrico, parecido a un condensador.

   Conclusión: un MOSFET es un transistor de efecto de campo por medio de un semiconductor óxido que se usa como dieléctrico. De otra forma, es un transistor (conduce o no conduce la corriente) en el que se utiliza un campo eléctrico para controlar su conducción y que su dieléctrico es un metal de óxido.

   Ventajas del Transistor Mosfet

   La principal ventaja del transistor MOSFET es que utiliza baja potencia para llevar a cabo su propósito y la disipación de la energía en términos de pérdida es muy pequeña, lo que hace que sea un componente importante en los modernos ordenadores y dispositivos electrónicos como los teléfonos celulares, relojes digitales, pequeños juguetes de robot y calculadoras.

   Estructura de un Mosfet

    Los mosfet se construyen sobre un semiconductor (tipo N o P) que se llama sustrato. Sobre este semiconductor se funden el sumidero y el drenaje (entrada y salida) que es un semiconductor contrario al semiconductor usado para el sustrato. En la primera imagen de abajo puedes ver el sustrato de tipo P y el drenador y la fuente de tipo N.

   Recubriendo este bloque se coloca una capa de óxido metálico aislante que hace de dieléctrico o aislante entre la fuente y el sumidero. Por encima de este óxido se coloca una placa de metal conductor. El óxido con el metal forman la tercera patilla o borne de conexión llamada puerta o gate (en inglés).

    Tenemos 4 partes pero solo 3 patillas, ya que el sustrato está unido siempre a la puerta (gate), formando una única patilla del transistor.

   S y D = semiconductor/es. A un lado está la patilla llamada sumidero o fuente (S). Al otro lado la patilla llamada Drenaje (D), drenador o salida. Entre estos dos terminales pasa la corriente cuando activamos G por medio de tensión. La corriente cuando se activa el transistor entra por S y sale por D, siempre que G tenga una tensión mínima, llamada tensión Umbral o  threshold = Vth.

   G = puerta o gate. La parte de arriba es un metal conductor y la de abajo el óxido.

   P = capa de semiconductor base o sustrato contrario al semiconductor de S y D. En la imagen de la izquierda es de tipo N y entonces el sustrato debe ser P. Podría ser al revés, como puedes ver en la imagen de la derecha.

   El canal que queda entre S y D es del material del sustrato y se llama canal. Es la zona que hace de aislante impidiendo el paso de corriente cuando aplicamos tensión entre S y D.

mosfet funcionamiento

   Fíjate que el sustrato, la fuente y el drenador forman dos uniones NP o PN.

   Uno se llama mosfet de canal N y el otro mosfet de canal P. Aqui puedes ver los símbolos para los circuitos:

simbolo mosfet

   Esta es la estructura física. Si viéramos un mosfet real sería como el de la siguiente figura:

transistor mosfet

  Como ves tiene 3 patillas igual que cualquier transistor.

   ¿Cómo funciona un Transistor Mosfet?

   El Mosfet controla el paso de la corriente entre una entrada o terminal llamado fuente sumidero (source)  y una salida o terminal llamado drenador (drain), mediante la aplicación de una tensión (con un valor mínimo llamada tensión umbral) en el terminal llamado puerta (gate). Es un interruptor controlado por tensión. Al aplicar tensión conduce y cuando no hay tensión en la puerta no conduce.

   El transistor de efecto de campo se comporta como un interruptor controlado por tensión, donde el voltaje aplicado a la puerta permite hacer que fluya o no corriente entre drenador y fuente.

   El movimiento de carga se produce exclusivamente por la existencia de campos eléctricos en el interior del dispositivo.

   Veamos mediante un vídeo su funcionamiento interno:

 

   Fíjate que la diferencia entre estos y los NPN es que en estos la conducción se produce por tensión y en los NPN por corriente. ¡¡¡Esa es la diferencia fundamental!! y por su puesto su composición y forma de trabajo.


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