Un grupo de transistores de efecto de campo
Un transistor de efecto de campo o FET es un transistor, donde la corriente de salida está controlada por un campo eléctrico. A veces, el FET se denomina transistor unipolar, ya que implica una operación de tipo portadora única. Los tipos básicos de transistores FET son completamente diferentes a los de BJT conceptos básicos del transistor . FET son dispositivos semiconductores de tres terminales, con terminales de fuente, drenaje y puerta.
La carga transportada son electrones o huecos, que fluyen desde la fuente para drenar a través de un canal activo. Este flujo de electrones desde la fuente al drenaje está controlado por el voltaje aplicado a través de la puerta y los terminales de la fuente.
Tipos de transistores FET
Los FET son de dos tipos: JFET o MOSFET.
Junction HECHO
Un cruce FET
El transistor Junction FET es un tipo de transistor de efecto de campo que se puede utilizar como un interruptor controlado eléctricamente. los energía eléctrica fluye a través de un canal activo entre fuentes para drenar terminales. Aplicando un reverso voltaje de polarización al terminal de la puerta , el canal se tensa por lo que la corriente eléctrica se desconecta por completo.
El transistor FET de unión está disponible en dos polaridades que son
JFET de canal N
JFET de canal N
El JFET de canal N consta de una barra de tipo n a cuyos lados se dopan dos capas de tipo p. El canal de electrones constituye el canal N del dispositivo. Se hacen dos contactos óhmicos en ambos extremos del dispositivo de canal N, que están conectados entre sí para formar el terminal de puerta.
Los terminales de fuente y drenaje se toman de los otros dos lados de la barra. La diferencia de potencial entre la fuente y los terminales de drenaje se denomina Vdd y la diferencia de potencial entre la fuente y la terminal de puerta se denomina Vgs. El flujo de carga se debe al flujo de electrones desde la fuente hasta el drenaje.
Siempre que se aplica un voltaje positivo a través de los terminales de drenaje y fuente, los electrones fluyen desde la fuente 'S' al terminal de drenaje 'D', mientras que la corriente de drenaje convencional Id fluye a través del drenaje hasta la fuente. A medida que la corriente fluye a través del dispositivo, está en un estado.
Cuando se aplica un voltaje de polaridad negativa al terminal de la puerta, se crea una región de agotamiento en el canal. Se reduce el ancho del canal, lo que aumenta la resistencia del canal entre la fuente y el drenaje. Dado que la unión puerta-fuente tiene polarización inversa y no fluye corriente en el dispositivo, está en condición de apagado.
Entonces, básicamente, si aumenta el voltaje aplicado en el terminal de la puerta, menos cantidad de corriente fluirá desde la fuente al drenaje.
El JFET de canal N tiene una conductividad mayor que el JFET de canal P. Por lo tanto, el JFET de canal N es un conductor más eficiente en comparación con el JFET de canal P.
JFET de canal P
El JFET del canal P consiste en una barra tipo P, en dos lados de la cual se dopan capas de tipo n. El terminal de puerta se forma uniendo los contactos óhmicos en ambos lados. Como en un JFET de canal N, los terminales de fuente y drenaje se toman de los otros dos lados de la barra. Se forma un canal de tipo P, que consta de orificios como portadores de carga, entre la fuente y el terminal de drenaje.
Barra JFET del canal P
Un voltaje negativo aplicado a los terminales de drenaje y fuente asegura el flujo de corriente desde la fuente al terminal de drenaje y el dispositivo funciona en la región óhmica. Un voltaje positivo aplicado al terminal de la puerta asegura la reducción del ancho del canal, aumentando así la resistencia del canal. Más positivo es el voltaje de la puerta, menos es la corriente que fluye a través del dispositivo.
Características del transistor FET de unión de canal p
A continuación se muestra la curva característica del transistor de efecto de campo de unión del canal p y los diferentes modos de funcionamiento del transistor.
Características del transistor FET de unión de canal p
Región de corte : Cuando el voltaje aplicado al terminal de la puerta es suficientemente positivo para el canal el ancho debe ser mínimo , no fluye corriente. Esto hace que el dispositivo esté en la región de corte.
Región óhmica : La corriente que fluye a través del dispositivo es linealmente proporcional al voltaje aplicado hasta que se alcanza un voltaje de ruptura. En esta región, el transistor muestra cierta resistencia al flujo de corriente.
Región de saturación : Cuando el voltaje de la fuente de drenaje alcanza un valor tal que la corriente que fluye a través del dispositivo es constante con el voltaje de la fuente de drenaje y varía solo con el voltaje de la fuente de la puerta, se dice que el dispositivo está en la región de saturación.
Desglosar región : Cuando el voltaje de la fuente de drenaje alcanza un valor que hace que la región de agotamiento se rompa, provocando un aumento abrupto en la corriente de drenaje, se dice que el dispositivo está en la región de ruptura. Esta región de ruptura se alcanza antes para un valor más bajo de voltaje de fuente de drenaje cuando el voltaje de fuente de puerta es más positivo.
Transistor MOSFET
Transistor MOSFET
El transistor MOSFET, como su nombre indica, es una barra semiconductora de tipo p (tipo n) (con dos regiones de tipo n muy dopadas difundidas en ella) con una capa de óxido metálico depositada en su superficie y agujeros extraídos de la capa para formar la fuente y terminales de drenaje. Se deposita una capa de metal sobre la capa de óxido para formar el terminal de la puerta. Una de las aplicaciones básicas de los transistores de efecto de campo es utilizar un MOSFET como interruptor.
Este tipo de transistor FET tiene tres terminales, que son fuente, drenaje y puerta. El voltaje aplicado al terminal de la puerta controla el flujo de corriente desde la fuente hasta el drenaje. La presencia de una capa aislante de óxido metálico da como resultado que el dispositivo tenga una alta impedancia de entrada.
Tipos de transistor MOSFET según los modos de funcionamiento
Un transistor MOSFET es el tipo de transistor de efecto de campo más utilizado. La operación MOSFET se logra en dos modos, según los cuales se clasifican los transistores MOSFET. El funcionamiento del MOSFET en modo de mejora consiste en la formación gradual de un canal mientras que, en el modo de agotamiento MOSFET, consiste en un canal ya difundido. Una aplicación avanzada de MOSFET es CMOS .
Transistor MOSFET de mejora
Cuando se aplica un voltaje negativo al terminal de la puerta del MOSFET, los portadores de carga positiva o los orificios se acumulan más cerca de la capa de óxido. Se forma un canal desde la fuente hasta el terminal de drenaje.
Transistor MOSFET de mejora
A medida que el voltaje se vuelve más negativo, el ancho del canal aumenta y la corriente fluye desde la fuente al terminal de drenaje. Por lo tanto, a medida que el flujo de corriente 'mejora' con el voltaje de puerta aplicado, este dispositivo se denomina MOSFET de tipo de mejora.
Transistor MOSFET en modo de agotamiento
Un MOSFET en modo de agotamiento consiste en un canal difundido entre el drenaje y el terminal de origen. En ausencia de cualquier voltaje de puerta, la corriente fluye desde la fuente al drenaje debido al canal.
Transistor MOSFET en modo de agotamiento
Cuando este voltaje de puerta se vuelve negativo, las cargas positivas se acumulan en el canal.
Esto provoca una región de agotamiento o una región de cargas inmóviles en el canal y dificulta el flujo de corriente. Por lo tanto, como el flujo de corriente se ve afectado por la formación de la región de agotamiento, este dispositivo se denomina MOSFET en modo de agotamiento.
Aplicaciones que involucran MOSFET como conmutador
Controlar la velocidad del motor BLDC
MOSFET se puede utilizar como un interruptor para operar un motor de CC. Aquí se utiliza un transistor para activar el MOSFET. Las señales PWM de un microcontrolador se utilizan para encender o apagar el transistor.
Controlar la velocidad del motor BLDC
Una señal lógica baja del pin del microcontrolador hace que el acoplador OPTO funcione, generando una señal lógica alta en su salida. El transistor PNP se corta y, en consecuencia, el MOSFET se activa y se enciende. Los terminales de drenaje y de fuente están en cortocircuito y la corriente fluye hacia los devanados del motor de manera que comienza a girar. Las señales PWM garantizan control de velocidad del motor .
Manejo de una variedad de LED:
Conduciendo una variedad de LED
El funcionamiento del MOSFET como interruptor implica la aplicación de controlar la intensidad de una matriz de LED. Aquí, un transistor, impulsado por señales de fuentes externas como un microcontrolador, se utiliza para impulsar el MOSFET. Cuando el transistor se apaga, el MOSFET recibe el suministro y se enciende, lo que proporciona una polarización adecuada a la matriz de LED.
Cambio de lámpara usando MOSFET:
Cambio de lámpara usando MOSFET
MOSFET se puede utilizar como interruptor para controlar el encendido de lámparas. Aquí también, el MOSFET se activa mediante un interruptor de transistor. Las señales PWM de una fuente externa como un microcontrolador se utilizan para controlar la conducción del transistor y, en consecuencia, el MOSFET se enciende o apaga, controlando así el encendido de la lámpara.
Esperamos haber tenido éxito en proporcionar el mejor conocimiento a los lectores sobre el tema de los transistores de efecto de campo. Nos gustaría que los lectores respondieran una pregunta simple: en qué se diferencian los FET de los BJT y por qué se usan más comparativamente.
Por favor, sus respuestas junto con sus comentarios en la sección de comentarios a continuación.
Créditos fotográficos
Un grupo de transistor de efecto de campo por alibaba
JFET de canal N por solarbotics
Barra JFET del canal P por wikimedia
Curva de características JFET del canal P por aprender sobre electrónica
Transistor MOSFET por imimg
Mejora del transistor MOSFET por circuitos hoy
