Transistores mosfet

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TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO (MOSFET)

SUMARIO

Introdução 3
Transistor MOSFET 4
MOSFET de depleção 4
MOSFET de intensificação 5
Aplicações 7

Introdução

A invenção do transistor foi um marco para a engenharia elétrica e eletrônica,
Assim como para toda humanidade. Com o desenvolvimento dos transistores foi possível à construção deequipamentos eletrônicos verdadeiramente portáteis funcionando apenas com pilhas ou baterias.
Além disso, o reduzido volume destes componentes a possibilidade de associação para programar funções analógicas ou digitais, das mais diversas, proporcionou um desenvolvimento sem igual na indústria de equipamentos eletroeletrônicos. Por tudo isso, o contato com estes dispositivos é essencial para o estudante deeletrônica, além do que, a grande maioria dos circuitos eletrônicos emprega um ou milhares destes componentes. Os transistores bipolares se baseiam em dois tipos de cargas: lacunas e elétrons, e são utilizados amplamente em circuitos lineares. No entanto existem aplicações nos quais os transistores unipolares com a sua alta impedância de entrada são uma alternativa melhor.
Uma importante classede transistores de três terminais são os dispositivos de efeito de campo. Para estes, o parâmetro de controle é o campo elétrico através da junção, em oposição à corrente do BJT. Já que um campo elétrico está associado a uma tensão, a vantagem importante dos dispositivos de efeito de campo é que não precisa haver uma corrente no elemento de controle (a porta). Isso resulta em uma impedância deentrada bastante elevada, e uma corrente de fuga bastante baixa.
Este tipo de transistor depende de um só tipo de carga, daí o nome unipolar. Há dois tipos básicos: os transistores de efeito de campo de junção (JFET-Junction Field Effect Transistor) e os transistores de efeito de campo de óxido metálico (MOSFET). O FET é conhecido como transistor unipolar porque a condução de corrente acontece porapenas um tipo de portador (elétron ou lacuna), dependendo do tipo do FET, de canal n ou de canal p. O nome “efeito de campo” decorre do fato que o mecanismo de controle do componente é baseado no campo elétrico estabelecido pela tensão aplicada no terminal de controle.

Transistor MOSFET

O transistor bipolar é um dispositivo de corrente controlada e necessita de corrente de base paramanter a corrente de coletor IC. Desde que IC depende de IB, o ganho β torna-se altamente dependente da temperatura da junção do transistor.
O transistor de potência MOSFET é um dispositivo de tensão controlada e necessita apenas de uma pequena corrente de entrada. A velocidade de chaveamento é muito alta (nanosegundos). MOSFET’s de potência são utilizados em conversores de baixa potência e altafrequência. Estes transistores apresentam problemas de descargas eletrostáticas, necessitando de cuidados especiais.
Os MOSFET’s podem ser divididos em dois tipos:
a) - MOSFET de Depleção;
b) - MOSFET de Intensificação.

MOSFET de depleção

O MOSFET de Depleção pode ser de canal n ou p. O canal n é formado por um substrato de silício tipo p, com duas regiões altamente dopadas de silício tipon com baixa resistência de conexão. O gate é isolado do canal n por uma fina camada de Óxido de Silício.
Os três terminais de um MOSFET são: gate (G); dreno (D) e fonte (S). O substrato é normalmente ligado à fonte (S). A tensão entre gate e fonte (VGS) pode ser também positiva ou negativa. A figura 1 mostra a estrutura básica de um MOSFET com canal tipo n e seu respectivo símbolo:

Figura 1:Estrutura e simbologia de um MOSFET de canal N e canal P.

Analisando:
VGS <0: os elétrons do canal n são repelidos aumentando assim a camada de depleção próxima da camada oxida, desse modo há uma diminuição na área do canal n (estrangulamento) sendo estabelecida uma alta resistência RDS. Deste modo não há circulação de corrente IDS. Para IDS igual a zero, a tensão VGS é chamada de tensão...
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