Transistores de Efecto de Campo

El transistor de efecto de campo (FET) (pos sus siglas en ingles Field Efect Transistor) es un dispositivo de tres terminales que es utiliza para diversas aplicaciones, en gran parte, similares a las del transistor BJT, la principal diferencia entre los dos tipos de transistores es el hecho de que el transistor BJT es un dispositivo controlado por corriente, mientras que el transistor JFET es un dispositivo controlado por voltaje. Así como existen transistores bipolares NPN Y PNP también hay transistores de efectos de campo de canal – N y de canal – P. El prefijo bi indica que el nivel de conducción está en función de dos portadores de carga: los electrones y los huecos. El FET es un dispositivo unipolar que depende únicamente de la conducción de electrones (canal – N) o de huecos (canal – P).

Una de las características más importantes del FET es su gran impedancia de entrada, con un nivel de 1 y hasta varios cientos de megaohms, excede por mucho los niveles típicos de resistencia de entrada de las configuraciones con transistor BJT. El transistor BJT tiene una mayor sensibilidad ante cambios en la señal aplicada, eso quiere decir que la variación en la corriente de salida es mucho mayor para el caso de los BJTs que para el caso de los FETs. También los FETs son más estables a la temperatura que los BJTs, y los primeros son frecuentemente de construcción más pequeña los BJTs, lo cual los hace particularmente útiles en los circuitos integrados. Las características de construcción de algunos FETs los pueden hacer de manejo más delicado que los BJTs. Luego se menciona la existencia de dos tipos de FETs: el transistor de efecto de campo de unión (JFET) y el transistor de efecto de campo metal-oxido-semiconductor (MOSFET), la categoría MOSFET se divide en dos tipos, decremental e incremental. El transistor MOSFET se ha convertido en uno de los dispositivos más importantes utilizados en el diseño y la construcción de los circuitos integrados para computadores digitales.

Construccion y características de los JFETs:

El JFET es un dispositivo de tres terminales, con una terminal capaz de controlar la corriente de las otras dos. En el análisis del transistor BJT, se utilizo el transistor NPN para la mayoría de las secciones de análisis y diseño, y luego se dedico solo una sección al impacto del uso del transistor PNP. Para el caso del transistor JFET el dispositivo de canal – N aparecerá como el dispositivo principal y se dedicaran párrafos y secciones al impacto del uso de un JFET de canal – P. En la construcción del JFET la mayor parte de la estructura es el material de tipo N que forma el canal entre las capas integradas de material tipo P. La parte superior del canal de tipo N se encuentra conectada por medio de un contacto óhmico a una terminal referida como drenaje (D), mientras que el extremo inferior del mismo material se conecta por medio de un contacto óhmico a una terminal referida como fuente (F). Los dos materiales de tipo P se encuentran conectados entre sí y también con la terminal de compuerta (G). Por tanto, el drenaje y la fuente se encuentran conectados a los extremos del canal de tipo N y la compuerta a las dos capas de material tipo P.

Transistores Bipolares de Union

Durante el periodo de 1904 a 1947, el tubo al vacio o bulbo fue, sin duda, el dispositivo electrónico de mayor interés y desarrollo. J. A. Fleming fue su quien lo presento, después de su aparición se le añadió un tercer elemento al dispositivo denominado rejilla de control, el responsable fue el señor Lee de Forest. Con el paso del tiempo aquellos bulbos fueron aumentando en cuanto a producción de cerca de un millón de unidades en 1922 hasta llegar en 1937 a una cantidad aproximada de 100 millones de unidades, esto fue gracias a su gran utilidad en la radio y televisión. En los años siguientes, la industria se convirtió en una de las más importantes y se lograron rápidos avances en la parte del diseño, técnicas de fabricación, aplicaciones de alta potencia y frecuencia y a la miniaturización. Luego de esto los señores Walter H. Brattain y John Bardeen demostraron la primera acción de amplificación del primer transistor en los laboratorios Bell Telephone.

Construcción del Transistor:

El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consta de ya sea dos capas de material tipo N y una capa tipo P, o bien de dos capas de material tipo P y una tipo N. A la primera capa se le denomina transistor NPN y a la segunda transistor PNP. Las capas también son denominadas emisor a la primera capa, a la segunda base y a la tercera capa colector. También se habla de la abreviatura BJT, de Transistor Bipolar de Unión (del ingles Bipolar Junction Transistor), suele aplicarse a este dispositivo de tres terminales. El término bipolar refleja el hecho de que tanto huecos como electrones participan en el proceso de inyección hacia el material polarizado en forma opuesta.

Operación del Transistor:

Los transistores PNP y NPN tienen ciertas similitudes en sus funciones, una de ellas es que el espesor de la región de agotamiento se reduce debido a la polarización aplicada, lo que da como resultado un flujo muy considerable de portadores mayoritarios desde el material tipo P hacia el material tipo N. También se dice que cuando una unión P – N de un transistor se encuentra en polarización inversa, mientras que la otra se encuentra en polarización directa. Una gran cantidad de portadores mayoritarios se difundirán a través de la unión P – N en polarización directa hacia el material tipo N. La cuestión es ahora si estos portadores contribuirán de forma directa con la corriente de base IB o si pasaran directamente hacia el material tipo P. Debido a que el material de tipo N del centro es muy delgado y tiene una baja conductividad, un número muy pequeño de estos portadores tomara esta trayectoria de alta resistencia hacia la terminal de la base. Luego aplicamos las leyes de Kirchhoff y obtenemos como resultado que la corriente del emisor es la suma de las corrientes del colector y de la base.