12.16 : Características del MOSFET

Los transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico, o MOSFET, desempeñan un papel fundamental en los circuitos electrónicos. Se utilizan principalmente para amplificar y conmutar señales.

Varios parámetros vitales influyen en su funcionalidad, que es crucial para las aplicaciones teóricas y electrónicas. En primer lugar, las dimensiones del canal, precisamente el largo y el ancho, son fundamentales. El tamaño de estos canales afecta la capacidad del transistor para transportar corriente y velocidades de conmutación; Los canales más cortos suelen permitir un funcionamiento más rápido. A continuación, el espesor del óxido, la capa de dióxido de silicio que separa la compuerta del canal, modula el control de la compuerta sobre el canal. Los óxidos más finos aumentan la capacitancia de la compuerta, mejorando este control.

Otro factor importante es la profundidad de la unión y el dopaje del sustrato, que ajustan el voltaje umbral del MOSFET y controlan las corrientes de fuga. El dopaje modifica las propiedades del semiconductor introduciendo impurezas.

Operacionalmente, los MOSFET exhiben tres regiones distintas según el voltaje de puerta a fuente.

• En la región de corte, el transistor está apagado y no muestra ningún camino conductor entre la fuente y el drenaje, lo que restringe la corriente a una fuga inversa mínima.
• La Región Lineal emerge una vez que V_GS excede el umbral y V_DS (voltaje de drenaje a fuente) es bajo. Aquí, el transistor actúa como una resistencia variable donde la corriente de drenaje (ID) es directamente proporcional a V_DS, modulada por V_GS.
• En la Región de Saturación, el I_D se estabiliza a pesar de los aumentos de V_DS debido al efecto de pellizco, donde el canal cerca del drenaje se estrecha, restringiendo un mayor flujo de corriente.

Estas condiciones de funcionamiento determinan cómo se implementan los MOSFET en los circuitos, especialmente cuando se requiere un control electrónico preciso.