Qué significa FET?

El término FET proviene del inglés (Field Effect Transistor).

A diferencia de los transistores BJT de los que hablamos en el blog anterior que son dispositivos bipolares (la conducción es realizada por huecos y electrones), mientras que el FET es un dispositivo unipolar (la conducción es realizada por electrones o huecos, dependiendo del canal).

Los transistores FET tienen una estructura (dopada para generar un semiconductor P o N) llamada “canal”, junto con dos capas polarizadas de forma contraria al canal e interconectadas entre sí. En la parte superior del canal está conectado el drenaje o drenador (D); en la parte inferior del canal está conectado el terminal llamado “fuente o surtidor” (S). Los dos materiales contarios al canal están interconectados formando el tercer terminal llamado “compuerta” (G), De esta forma tendremos transistores con canal N o con Canal P.

Funcionamiento

Otra diferencia frente a los transistores BJT es que la señas de control es el voltaje entre la compuerta y la fuente V_GS. La conducción se realiza por portadores de carga o huecos dependiendo de la polaridad del canal. Las zonas de emprobrecimento (llamadas también de agotamiento) que se generan entre las partes de polaridad inversa aumentan a medidad que aumenta el voltaje V_GS. Esto hace que se dificulte cada vez mas la conducción por el canal (ya que se reduce el ancho del cannal) hasta que se interrumpe completamente. El valor de voltaje donde se deja de trasmitir es llamado voltaje de estrechamiento (o de estrangulación) V_P.

Para que el FET funcione, se aplicamos un voltaje ligeramente positivo entre la fuente y el drenaje (V_DS), y llevamos la compuerta a 0 voltios. Con esta configuración, la fuente V_DS atrae electrones del canal N (o los repele si en un canal P) haciendo que circule una pequeña corriente por el canal desdes la fuente al drenaje (I_D = I_S). A medida que aumenta V_DS, aumenta la corriente en el drenaje (I_D) y para pequeñas variaciones de V_DS, I_D tiene un comportamiento casi lineal.

Si continuamos aumentando V_DS, la región de agotamiento se hace cada vez más grande y se reduce la anchura del canal. Cuando V_DS alcanza el valor V_P el canal se reduce al mínimo, la resistencia se vuelve muy grande y la corriente de drenaje (I_D ) adquiere un valor máximo debido al alto valor de V_DS . Esta corriente se conoce con el nombre de corriente de drenaje de saturación (I_DSS ). Si aumentamos V_DS a un valor mayor que V_P , la corriente de drenaje permanece en su valor I_DSS y el FET se comporta como una fuente de corriente controlada por voltaje.

MOSFET

El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (en inglés metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Los Mosfet son de dos tipos: tipo decremental y tipo incremental.

En el Mosfet la compuesta es una placa de metal separada por un aislante (dieléctrico SiO₂ = dióxido de silicio) del material semiconductor. Esta configuración es similar al de un capacitor, lo que hace que el mecanismo de control sobre el canal del semiconductor sea un Voltaje que induce un campo eléctrico.

Cuando dos MOSFET complementarios (de canal N y canal P) se acoplan en un interruptor de estado alto/bajo, conocido como CMOS, disipan muy poca potencia, esto hace que los Mosfet sean la base de la mayoría de circuitos integrados.

IGBT

El Transistor Bipolar de Puerta Aislada o IGBT (del inglés, Insulated Gate Bipolar Transistor,) Es un transistor híbrido que combina un MOSFET y un BJT, en una configuración Darlington, por eso tiene terminales puerta (del MOSFET), colector y emisor (de BJT)

Su estructura consiste en 4 capas (PNPN), la unión adicional PN creada reduce la resistividad y la caída de voltaje V_ce(on) en conducción, lo que permite aumentar la corriente. Sin embargo, la unión adicional P introduce un transistor parásito, que en caso de ser activado puede destruir el dispositivo. Su es funcionamiento es similar al Mosfet controlado por voltaje descrito anteriormente y son usados en altas potencias.