Mosfet

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6.3 MOSFET
Há dois tipos de FETs: JFETs e MOSFETs. Os MOSFETs subdividem-se em tipo depleção e tipo intensificação. Os termos depleção e intensificação definem os seus modos básicos de operação, enquanto que a expressão MOSFE's representa o transistor de efeito de campo metal óxido semicondutor (do inglês, metal-oxide-semiconductor:lield-effecttransistor).

6.3.1 MOSFET DEPLEÇÃO
ConstruçãoBásica

A construção básica do MOSFET tipo depleção de canal n é mostrada na Fig.6.3.1 Uma camada grossa de material tipo p é formada a partir de uma base de silício, e é chamada de substrato. Ela representa o alicerce sobre o qual o dispositivo será construído. Em alguns casos, o substrato está internamente conectado ao terminal de fonte. Entretanto, muitos dispositivos discretos oferecem umterminal adicional, denominado SS, resultando em um dispositivo com quatro terminais, como o que aparece na Fig.6.3.1.
Os terminais de fonte e dreno são conectados por meio de contatos metálicos às regiões n-dopadas, ligadas entre si por um canal n como mostra a figura. A porta é conectada também à superfície metálica de contato, mas permanece isolada do canal n por uma camada muito fina de dióxidode silício (SiO2). O Si02 é um tipo particular de isolante, denominado dielétrico, que cria campos elétricos opostos (por esta razão o prefixo di-) quando submetido a um campo externo aplicado. O fato de a camada de Si02 representar uma camada isolante, revela o seguinte:
Não há conexão elétrica direta entre o terminal de porta e o canal de um MOSFET'.

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Além disso:
É a camada isolante deSi02 na construção do MOSFET a responsável pela desejável alta impedância de entrada do dispositivo.
Na verdade, a impedância de entrada de um MOSFET equivale normalmente a um JFET típico, ainda que a impedância de entrada da maioria dos JFETs seja bastante alta para grande parte das aplicações. A impedância de entrada extremamente alta contínua confirmando o fato de que a corrente de porta (IG)é absolutamente zero ampère para as configurações de polarização dc.

OPERAÇÃO BÁSICA E CATACTERÍSTICAS
Na Fig.6.3.2, a tensão porta-fonte é feita zero volt, devido à conexão de um terminal com o outro, e a tensão VDS é aplicada através dos terminais dreno-fonte. O resultado é uma atração para o potencial positivo do dreno, dos elétrons livres do canal n, estabelecendo uma corrente semelhanteà que atravessa o canal do JFET. Na verdade, a corrente resultante com VGS = O V continua a ser chamada de IDSS, conforme a Fig.6.3.3.
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Na Fig.6.3.4, a tensão VGS é negativa, p. ex., -1 V. O potencial negativo na porta tenderá a pressionar os elétrons em direção ao substrato tipo p (cargas do mesmo tipo se repelem), e atrair buracos do substrato tipo p (cargas opostas se atraem),como mostrado na Fig.6.3.4. Dependendo da amplitude da polarização negativa estabelecida por VGs teremos um nível de recombinação entre elétrons e buracos, reduzindo o número de elétrons livres no canal n disponíveis para a condução. Quanto mais negativa a polarização, maior é a taxa de recombinação. O valor resultante da corrente de dreno é, portanto, reduzido à medida que VGS se torna maisnegativa, como podemos ver na figura 6.3.3.
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Para valores positivos de V GS, a porta, agora com potencial positivo, arrasta elétrons adicionais (portadores livres) do substrato tipo p devido à corrente de fuga reversa, e estabelece novos portadores através de colisões resultantes de partículas aceleradas. Se a tensão porta-fonte continuar a crescer positivamente, a Fig.6.3.3 mostra que acorrente de dreno crescerá rápido pelas razões listadas acima O espaçamento vertical entre as curvas V GS =O V e VGS == + 1 V da Figura. é uma clara indicação do quanto a corrente aumenta quando se varia VGS de 1 volt. Devido à acentuada elevação da curva, o projetista deve se preocupar com a especificação para a máxima corrente de dreno, uma vez que ela pode ser ultrapassada com uma tensão positiva...
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