El Transistor MOSFETTransistor unipolar (Teora).Principio del
formularioFinal del formularioINTRODUCCIN.Los problemas que vienen
presentando los transistores bipolares o BJT, como son la corriente
que soportan y la dependencia de la temperatura a la que se ven
sometidos, unas veces por su emplazamiento, otras por un mal
trazado y la mas evidente, el efecto llamado de avalancha. Estas
evidencias, han llevado a que se sustituyan por otros transistores
ms avanzados, hasta la llegada de los MOSFET.Las ventajas que
presentan este tipo de transistor, han llevado a que ocupen un
lugar importante dentro de la industria, desplazando a los viejos
BJT a otros fines. Los MOSFET de potencia son muy populares para
aplicaciones de baja tensin, baja potencia y conmutacin resistiva
en altas frecuencias, como fuentes de alimentacin conmutadas,
motores sin escobillas y aplicaciones como robtica, CNC y
electrodomsticos.La mayora de sistemas como lmparas, motores,
drivers de estado slido, electrodomsticos, etc. utilizan
dispositivos de control, los cuales controlan el flujo de energa
que se transfiere a la carga. Estos dispositivos logran alta
eficiencia variando su ciclo de trabajo para regular la tensin de
salida. Para realizar la parte de conmutacin, existen varios
dispositivos semiconductores, a continuacin se muestra una tabla
con algunos de ellos.La siguiente es una tabla comparativa de las
diversas capacidades entre potencia y velocidad de conmutacin de
los tipos de dispositivos.
LOS TRANSISTORES MOSFET.Vamos a estudiar un transistor cuyo
funcionamiento no se basa en uniones PN, como el transistor
bipolar, ya que en ste, el movimiento de carga se produce
exclusivamente por la existencia de campos elctricos en el interior
del dispositivo. Este tipo de transistores se conocen como, efecto
de campo JFET (del ingls,Juntion Field Effect Transistor).El
transistor MOSFET, como veremos, est basado en la estructura MOS.
En los MOSFET deenriquecimiento, una diferencia de tensin entre el
electrodo de la Puerta y el substrato induce un canal conductor
entre los contactos de Drenador y Surtidor, gracias al efecto de
campo. El trminoenriquecimientohace referencia al incremento de la
conductividad elctrica debido a un aumento de la cantidad de
portadores de carga en la regin correspondiente al canal, que
tambin es conocida como lazona de inversin.LA ESTRUCTURA MOS.La
estructura MOS esta compuesta de dos terminales y tres capas: Un
Substrato de silicio, puro o poco dopadopon, sobre el cual se
genera una capa deOxido de Silicio(SiO2) que, posee caractersticas
dielctricas o aislantes, lo que presenta una alta impedancia de
entrada. Por ltimo, sobre esta capa, se coloca una capa
deMetal(Aluminio o polisilicio), que posee caractersticas
conductoras. En la parte inferior se coloca un contacto hmico, en
contacto con la capsula, como se ve en la figura.
La estructura MOS, acta como un condensador de placas paralelas
en el que G y B son las placas y el xido, el aislante. De este
modo, cuando VGB=0, la carga acumulada es cero y la distribucin de
portadores es aleatoria y se corresponde al estado de equilibrio en
el semiconductor.Cuando VGB>0, aparece un campo elctrico entre
los terminales de Puerta y substrato. La regin
semiconductorapresponde creando una regin de empobrecimiento de
cargas libresp+(zona de deplexin), al igual que ocurriera en la
reginPde una uninPNcuando estaba polarizada negativamente. Esta
regin de iones negativos, se incrementa con VGB.Al llegar a la
regin de VGB, los iones presentes en la zona semiconductora de
empobrecimiento, no pueden compensar el campo elctrico y se provoca
la acumulacin de cargas negativas libres (e-) atrados por el
terminal positivo. Se dice entonces que la estructura ha pasado de
estar eninversin dbilainversin fuerte.El proceso de inversin se
identifica con el cambio de polaridad del substrato, debajo de la
regin de Puerta. Eninversin fuerte, se forma as unCANALdee-libres,
en las proximidades del terminal de Puerta (Gate) y de huecosp+en
el extremo de la Puerta.La intensidad de Puerta IG, es cero puesto
que, en continua se comporta como un condensador (GB). Por lo
tanto, podemos decir que,la impedancia desde la Puerta al substrato
es prcticamente infinitae IG=0 siempre en esttica. Bsicamente, la
estructura MOS permite crear una densidad de portadores libres
suficiente para sustentar una corriente elctrica.MOSFET DE
ENRIQUECIMIENTO DE CANAL N.Bajo el terminal de Puerta existe una
capa de xido (SiO2) que impide prcticamente el paso de corriente a
su travs; por lo que, el control de puerta se establece en forma de
tensin. La calidad y estabilidad con que es posible fabricar estas
finas capas de xido es la principal causa del xito alcanzado con
este transistor, siendo actualmente el dispositivo ms
utilizado.Adems, este transistor ocupa un menor volumen que el BJT,
lo que permite una mayor densidad de integracin. Comencemos con la
estructura bsica del MOSFET, seguido de sus smbolos.Se trata de una
estructura MOS, de cuatro terminales, en la que el substrato
semiconductor es de tipoppoco dopado. A ambos lados de la
interfaseOxido-Semiconductorse han practicado difusiones de
materialn, fuertemente dopado (n+).
Cuando se aplica una tensin positiva al terminal de puerta de un
MOSFET de tipo N, se crea un campo elctrico bajo la capa de xido
que incide perpendicularmente sobre la superficie del semiconductor
P. Este campo, atrae a loselectroneshacia la superficie, bajo la
capa de xido, repeliendo los huecos hacia el sustrato. Si el campo
elctrico es muy intenso se logra crear en dicha superficie una
regin muy rica en electrones, denominada canal N, que permite el
paso de corriente de la Fuente al Drenador. Cuanto mayor sea la
tensin de Puerta (Gate) mayor ser el campo elctrico y, por tanto,
la carga en el canal. Una vez creado el canal, la corriente se
origina, aplicando una tensin positiva en el Drenador (Drain)
respecto a la tensin de la Fuente (Source).En un MOSFET tipo P, el
funcionamiento es a la inversa, ya que los portadores son huecos
(cargas de valor positivas, el mdulo de la carga del electrn). En
este caso, para que exista conduccin el campo elctrico
perpendicular a la superficie debe tener sentido opuesto al del
MOSFET tipo N, por lo que la tensin aplicada ha de ser negativa.
Ahora, loshuecosson atrados hacia la superficie bajo la capa de
xido, y los electrones repelidos hacia el sustrato. Si la
superficie es muy rica en huecos se forma el canal P. Cuanto ms
negativa sea la tensin de puerta mayor puede ser la corriente (ms
huecos en el canal P), corriente que se establece al aplicar al
terminal de Drenador una tensin negativa respecto al terminal de
Fuente. La corriente tiene sentido opuesto a la de un MOSFET tipo
N.
Si con tensin de Puerta nula no existe canal, el transistor se
denomina de acumulacin; y de vaciamiento en caso contrario.
Mientras que la tensin de Puerta a partir de la cual se produce
canal, se conoce como tensin umbral, VT. El terminal de sustrato
sirve para controlar la tensin umbral del transistor, y normalmente
su tensin es la misma que la de la Fuente.El transistor MOS es
simtrico: los terminales de Fuente y Drenador son intercambiables
entre s. En el MOSFET tipo N el terminal de mayor tensin acta de
Drenador (recoge los electrones), siendo el de menor tensin en el
tipo P (recoge los huecos). A modo de resumen, la figura anterior,
muestra el funcionamiento de un transistor MOS tipo N de
enriquecimiento.El smbolo ms utilizado para su representacin a
nivel de circuito se muestra en la figura siguiente. La flecha en
el terminal de Fuente (Gate) nos informa sobre el sentido de la
corriente.
En la estructura MOS de la siguiente figura, aparecen diversas
fuentes de tensin polarizando los distintos terminales: VGS, VDS.
Los terminales de substrato (B) y Fuente (S) se han conectado a
GND. De este modo, VSB=0 (tensin Surtidor-sustrato=0) , se dice que
no existeefecto substrato.
Segn los valores que tome la tensin VGS, se pueden considerar
tres casos:1)VGS=0. Esta condicin implica que VGS=0, puesto que
VSB=0. En estas condiciones, no existe efecto campo y no se crea el
canal dee-, debajo de la Puerta. Las dos estructuras PN se
encuentran cortadas (B al terminal ms negativo) y aisladas. IDS=0
aproximadamente, pues se alimenta de las intensidades inversas de
saturacin.2)La tensin VGS>0, se crea la zona de empobrecimiento
o deplexin en el canal. Se genera una carga elctrica negativae-en
el canal, debido a los iones negativos de la red cristalina
(similar al de una unin PN polarizada en la regin inversa), dando
lugar a la situacin deinversin dbilanteriormente citada. La
aplicacin de un campo elctrico lateral VDS>0, no puede generar
corriente elctrica IDS.3)La tensin VGS>>0, da lugar a la
inversin del canal y genera una poblacin dee-libres, debajo del
oxido de Puerta yp+al fondo del substrato. Se forma el CANAL N o
canal de electrones, entre el Drenador y la Fuente (tipon+) que,
modifica las caracterstica elctricas originales del sustrato. Estos
electrones, son cargas libres, de modo que, en presencia de un
campo elctrico lateral, podran verse acelerados hacia Drenador o
Surtidor. Sin embargo, existe un valor mnimo de VGSpara que el
nmero de electrones, sea suficiente para alimentar esa corriente,
es VT, denominadaTENSIN UMBRAL(en algunos tratados se denomina
VTH).Por lo tanto, se pueden diferenciar dos zonas de operacin para
valores de VGSpositivos:
- SiVGS< VTla intensidad IDS=0 (en realidad slo es
aproximadamente cero) y decimos que el transistor opera eninversin
dbil. En ella, las corrientes son muy pequeas y su utilizacin se
enmarca en contextos de muy bajo consumo de potencia. Se considerar
que la corriente es siempre cero. De otro lado;
- SiVGS>=VT, entonces IDSes distinto de cero, si VDSes no
nulo. Se dice que el transistor opera eninversin fuerte.Cuanto
mayor sea el valor de VGS, mayor ser la concentracin de cargas
libres en el canal y por tanto, ser superior la corriente
IDS.REGIONES DE OPERACIN.Cuando ya existe canal inducido y VDSva
aumentando, el canal se contrae en el lado del Drenador, ya que la
diferencia de potencial Puerta-canal es en ese punto, ms baja y la
zona de transicin ms ancha. Es decir, siempre que exista canal
estaremos enregin hmicay el dispositivo presentar baja
resistencia.
La operacin de un transistor MOSFET se puede dividir en tres
regiones de operacin diferentes, dependiendo de las tensiones en
sus terminales. Para un transistor MOSFET N de enriquecimiento se
tienen las siguientes regiones:regin de corte,regin hmicayregin de
saturacin.Regin de corte.El transistor estar en esta regin,
cuandoVGS< Vt. En estas condiciones el transistor MOSFET,
equivale elctricamente a un circuito abierto, entre los terminales
del Drenador-Surtidor. De acuerdo con el modelo bsico del
transistor, en esta regin, el dispositivo se encuentra apagado. No
hay conduccin entre Drenador y Surtidor, de modo que el MOSFET se
comporta como un interruptor abierto.Regin hmica.Cuando un MOSFET
est polarizado en laregin hmica, el valor de RDS(on)viene dado por
la expresin:
VDS(on)= ID(on)xRDS(on)En casi todas las hojas de datos, asocian
el valor de RDS(on)a una corriente de Drenaje (ID) especfica y el
voltaje Puerta-Surtidor.Por ejemplo, si VDS(on)=1V y ID(on)=100mA =
0'1 A; entonces, Rds(on) = 1V = 10 Ohms 100mAAs mismo, el
transistor estar en laregin hmica, cuandoVGS> Vty VDS< ( VGS
Vt).El MOSFET equivale a una resistencia variable conectada entre
el Drenador y Surtidor. El valor de esta resistencia vara
dependiendo del valor que tenga la tensin entre la Puerta y el
Surtidor (VGS).Regin de Saturacin.El transistor MOSFET entra en
esta zona de funcionamiento cuando la tensin entre el Drenador y el
Surtidor (VDS) supera un valor fijo denominado tensin de saturacin
(Vds sat)Drenador-Surtidor; este valor viene determinado en las
hojas caractersticas proporcionadas por el fabricante. En esta
zona, el MOSFET mantiene constante su corriente de Drenador (ID),
independientemente del valor de tensin que haya entre el Drenador y
el Surtidor (VDS). Por lo tanto, el transistor equivale a un
generador de corriente continua de valor ID.Es decir; el MOSFET
estar en esta regin, cuandoVGS> VtyVDS> ( VGS Vt).O sea,
estaremos en la regin de saturacin cuando el canal se interrumpe o
estrangula, lo que sucede cuando: VDS VGS - VT Regin de
saturacinCuando la tensin entre Drenador y Fuente supera cierto
lmite, el canal de conduccin, bajo la Puerta sufre un
estrangulamiento en las cercanas del Drenador y desaparece. La
corriente entre Fuente y Drenador no se interrumpe, es debido al
campo elctrico entre ambos, pero se hace independiente de la
diferencia de potencial entre ambos terminales.
En la figura anterior, la parte casi vertical corresponde a la
zona hmica, y la parte casi horizontal corresponde a la zona
activa. El MOSFET de enriquecimiento, puede funcionar en cualquiera
de ellas. En otras palabras, puede actuar como una resistencia o
como una fuente de corriente. El uso principal est en la zona
hmica.Regin de Ruptura.Esta zona apenas se utiliza porque el
transistor MOSFET pierde sus propiedades semiconductoras y se puede
llegar a romper el componente fsico. La palabra ruptura hace
referencia a que se rompe la unin semiconductora de la parte del
terminal del drenador.Los transistores unipolares estn limitados en
tres magnitudes elctricas:-En tensin: no se puede superar el valor
mximo de tensin entre la puerta y el surtidor. Este valor se
denomina BVgs. Tampoco se puede superar un valor mximo de tensin
entre el drenador y el surtidor denominado BVds. -En corriente: no
se puede superar un valor de corriente por el drenador, conocido
como Idmax. -En potencia: este lmite viene marcado por Pdmax, y es
la mxima potencia que puede disipar el componente.Resumiendo:Mxima
Tensin Puerta-Fuente.La delgada capa de dixido de silicio en el
MOSFET funciona como aislante, el cual, impide el paso de corriente
de Puerta, tanto para tensiones de Puerta negativas como positivas.
Muchos MOSFET estn protegidos con diodos zener internos, en
paralelo con la Puerta y la Fuente. La tensin del zener, es menor
que la tensin Puerta-Fuente que soporta el MOSFET VGS(Max).Zona
hmica.El MOSFET es un dispositivo de conmutacin, por lo que
evitaremos, en lo posible, polarizarlo en la zona activa. La tensin
de entrada tpica tomar un valor bajo o alto. La tensin baja es 0 V,
y la tensin alta es VGS(on), especificado en hojas de
caractersticas.Drenador-Fuente en resistencia.Cuando un MOSFET de
enriquecimiento se polariza en la zona activa, es equivalente a una
resistencia de RDS(on), especificada en hojas de caractersticas. En
la curva caracterstica existe un punto Qtesten la zona hmica. En
este punto, ID(on)y VDS(on)estn determinados, con los cuales se
calcula RDS(on).Capacidades parsitas.Al igual que en los
transistores bipolares, la existencia de condensadores parsitos en
la estructura MOS origina el retraso en la respuesta del mismo,
cuando es excitado por una seal de tensin o intensidad externa. La
carga/descarga de los condensadores parsitos, requiere un
determinado tiempo, que determina la capacidad de respuesta de los
MOSFET a una excitacin. En la estructura y funcionamiento de estos
transistores se localizan dos grupos de capacidades:
1) Las capacidades asociadas a las uniones PN de las reas de
Drenador y Fuente. Son no lineales con las tensiones de las
uniones. Se denominan Capacidades de Unin.
2) Las capacidades relacionadas con la estructura MOS. Estn
asociadas principalmente a la carga del canal (iones o cargas
libres) y varan notoriamente en funcin de la regin de operacin del
transistor, de modo que, en general, no es posible considerar un
valor constante de las mismas. Se denominan Capacidades de Puerta.
De ellas, las capacidades de Puerta suelen ser las ms
significativas y dentro de ellas, la capacidad de Puerta-FuenteCGSy
de Drenador-Fuente,CDSson en general, las dominantes.En la
siguiente figura, se muestran las curvas de entrada y salida de un
transistor MOSFET N con Vt= 2V conectado en Fuente comn (SC), es
decir, el terminal de Fuente, es comn la seal de entrada VGSy las
seales de salida IDy VDS.
Estas curvas de salida, se obtienen al representar las
variaciones de IDal aumentar VDS, para diferentes valores de VGS,
es decir, ID=(Vds)VGS=cte.La curva ms baja es la curva de VGS(T).
Cuando VGSes menor que VGS(T), la corriente de Drenador es
extremadamente pequea. Cuando VGSes mayor que VGS(T), fluye una
considerable corriente, cuyo valor depende de VGS.Si VGSVT, el
transistor MOSFET, estar en laregin de cortey la corriente ID=0.Si
VGSVT, el transistor MOSFET, estar en laregin de conducciny se
pueden dar dos casos: a) Si VDSVGS-VT, el transistor MOSFET, estar
en laregin de saturaciny la corriente ser constante para un valor
determinado de VGS. La curva de transferencia de la figura que
representa ID=(VDS)VGS=cte., se obtiene a partir de las curvas de
salida para una tensin VDSconstante que site al transistor en
saturacin. Se observa que aproximadamente corresponde a la curva de
una parbola con vrtice en VTy por tanto, la corriente puede
determinarse de forma aproximada por: ID = k(VGS-VT)2donde k es
elparmetro de transconductanciadel MOSFET N y se mide en mA/V2.b)
Si VDSVGS-VT, el transistor MOSFET, estar en laregin hmicade forma
que, al aumentar VDS, tambin lo harn la corriente y la resistencia
del canal. El comportamiento del transistor puede asociarse a la
resistencia que presenta el canal entre Drenador y Fuente.EL MOSFET
COMO INVERSOR.El funcionamiento del transistor MOSFET en conmutacin
implica que la tensin de entrada y salida del circuito posee una
excursin de tensin, elevada (de 0 a VDD) entre los niveles lgicos
alto H (asociada a la tensin VDD) y bajo L (asociada a la tensin
0). Para el nivel bajo, se persigue que VGS> Vty que el
transistor se encuentre trabajando en laregin hmica, con lo cual
VDS> 1. Se puede considerar que, el transistor MOSFET es capaz
de funcionar como un interruptor.El funcionamiento como inversor
del transistor MOSFET N se basa en sus caractersticas en
conmutacin: pasando de laregin de cortea laregin hmica.El
transistor MOSFET en conmutacin, basado en un interruptor con
resistencia de Drenador, es fundamental en circuitos digitales,
puesto que la conmutacin de corte a saturacin y viceversa, implica
unos tiempos de retardo de gran importancia en estos
sistemas.Inversor con carga pasiva. La palabra pasiva se refiere a
una resistencia normal como RD. En este circuito Vinpuede ser alta
o baja.Cuando Vinesta en nivel bajo, el MOSFET esta en corte y
Voutes igual a la tensin de alimentacin. Cuando Vinesta en nivel
alto, el MOSFET esta en conduccin y Voutcae a un nivel bajo. Para
que este circuito funcione la corriente de saturacin ID(sat)tiene
que ser menor que ID(on).
RDS(on) Vs = 0 [1]Aplicando la segunda Ley de Kirchhoff a los
circuitos de salida, obtenemos, VDD - IDx RD - VDS = 0si VDS = VDD
- Id x Rd [2]o VGS = VDD - ID x RD ; si VDS = VGS [3]Ejemplo
practico: Para el circuito dado en la siguiente figura, calcular
VGS, IDy VDS.
Solucin: Tenemos que,
VDD = 12 V VGS = 8 V VT = 3 V
Como, VGS= VDD- IDx RD= 12 - IDx RDtenemos que, ID =
K(VGS-VT)2Sustituyendo valores de VGStenemos, ID = K((12 - Id x
Rd)-Vt)2 = 0.24x10-3 [12 - ID x 2 x 10-3 -3]2 = 0.24x10-3 [81 -
36000 ID + 4000000 I2D] As; ID = 0.01944 - 8.64 ID + 960 I2d 960 x
I2D - 9.64 x ID + 0.01944 = 0 Esto es una ecuacin de segundo grado
y se puede resolver usando la frmula habitual.Resolucin de
ecuaciones cuadrticas, usando la frmulatendremos; 960 x I2D - 9.64
x ID + 0.01944 = 0 donde, Si calculamos el valor de VDSteniendo ID=
7.2477mA nos quedar, Vds= Vdd - Id x Rd = 12 - 7.2477 x 10-3 x 2 x
103 = 12 - 14.495 = -2.495En la prctica, el valor de VDSdebe ser
positivo, por lo tanto Id=7.2477mA, no es valido.
Ahora, calculemos el valor de VDSteniendo ID= 7.2477mA,
obtenemos que, Vgs = 12 - 2.794 x 10-3 x 2 x103 = 12 - 5.588 =
6.412V
VGS = 6.412VInversor con carga activa.En la figura se muestra un
conmutador con carga activa, el MOSFET inferior acta como
conmutador, pero el superior acta como una resistencia de valor
elevado, el MOSFET superior tiene su Puerta conectada a su
Drenador, por esta razn, se convierte en un dispositivo de dos
terminales, como una resistencia activa, cuyo valor se puede
determinar con:
Donde VDS(activa)e IDS(activa)son tensiones y corrientes en la
zona activa.Para que el circuito trabaje de forma adecuada, la
RDdel MOSFET superior, tiene que ser mayor que la RDdel MOSFET
inferior.
En la figura anterior se indica como calcular la RDdel MOSFET
superior. Al ser VGS=VDS, cada punto de trabajo de este MOSFET
tiene que estar en la curva de dos terminales, si se comprueba cada
punto de la curva de dos terminales, se vera que VGS=VDS.La curva
de dos terminales significa que el MOSFET superior acta como una
resistencia de valor RD. Este valor RDcambialigeramente para los
diferentes puntos.En el punto ms alto; ID= 3mA y VDS=15VEn el punto
mas bajo; ID= 0.7mA y VDS=5vUna sencilla y prctica explicacin del
funcionamiento de un transistor MOSFET puede resumirse en que; al
aplicar una determinada tensin (positiva respecto a GND) sobre la
Puerta o Gate, dentro del transistor, se genera un campo elctrico
que permite la circulacin de corriente entre el terminal Drenador y
el terminal Fuente. La tensin mnima de Puerta, para que el
transistor comience a conducir (depende de su hoja de datos), por
ej. para un IRFZ44N est ubicada entre 2 y 4V, mientras que la mxima
tensin que podremos aplicar, respecto al terminal Fuente, es de
20V.En conmutacin y en saturacin, en el caso del transistor MOSFET
IRFZ44N, nos interesa aplicar 10V de tensin en la Puerta, para
lograr la mnima resistencia entre Drenador y Fuente. En otro caso,
no obtendremos el mejor rendimiento, por la mayor disipacin de
calor, debido a una mayor resistencia a la circulacin de corriente
entre Drenador y Fuente. No se debe sobrepasar la tensin VGSmxima
de 20V, ya que el transistor se estropear. En cambio, si la tensin
de Puerta no alcanza los 2 a 4V, el transistor no entrar en
conduccin.Recapitulemos.Consideremos, el caso de utilizar el MOSFET
en conmutacin, se debe aplicar la seal de activacin del MOSFET con
un flanco de subida muy corto en tiempo, al igual que el flanco de
bajada. Tal vez con un ejemplo quede ms claro.No es conveniente
aplicar la salida de un microcontrolador directamente a un MOSFET,
las razones son evidentes. Existe gran variedad de drivers
comerciales, adecuados para cada necesidad. Por lo tanto, siempre,
se debe emplear un driver. El ms sencillo sera un transistor, como
se muestra en la figura que sigue.
En el esquema de la figura, la salida del micro, se aplica a R1,
cuando la tensin sea positiva, el NPN conducir en saturacin, por lo
tanto, su colector estar aproximadamente a GND y como consecuencia,
el MOSFET, no conducir. En el caso de que a la base del NPN le
llegue una tensinnegativa o cercana a GND, el transistor no
conducir y la tensin en su colector ser cercana a la tensin Vcc,
esto hace que el MOSFET se comporte como un interruptor cerrado,
dejando pasar la mxima intensidad (IDds).Que hace el transistor
NPN, conmuta su estado entre Vcc y GND, la cuestin es que, lo debe
hacer con un tiempo muy corto, al pasar de un estado alto a un
estado bajo y viceversa. Esto se consigue, reduciendo en lo posible
las capacidades, existentes incluso en los propios transistores
BJT. Puesto que lo que pretendemos es que el MOSFET, no trabaje en
la zona hmica, para evitar las perdidas que se evidencian con el
calor que desprender en su caso.Mejorando el circuito anterior,
podramos aadir un par de transistores BJT ms, para reducir el
tiempo se subida y bajada al conmutar los niveles de tensin, veamos
la siguiente figura.
Cmo se comporta en este caso el circuito. Supongamos un nivel
alto, en la salida del primer transistor NPN, al llegar a la base
del transistor NPN de arriba, ste, conducir en saturacin y por tal
motivo, tambin lo har el MOSFET. Entre tanto, el ante dicho nivel,
al llegar el transistor PNP de abajo, har que se corte dicho
transistor, no conduciendo. En el supuesto de tener, un nivel bajo
en la salida del primer transistor NPN, el llegar a la base del
segundo NPN, ste no conducir, sin embargo, el transistor PNP se
comportar como un interruptor cerrado, conduciendo en saturacin, lo
que har que el MOSFET, se bloquee o corte su paso de corriente.
Supongo que ahora est, ms claro.Naturalmente, el estudio del
transistor MOSFET, requiere un calado mayor, aqu, slo he querido
hacer hincapi en los conceptos ms relevantes, si bien es cierto,
sin entrar en demasiados detalles. Entiendo que los lectores,
actualmente disponen de medios y lugares donde adquirir
conocimientos ms profundos, si es de su inters.Esto es todo, por
este tutorial de teora, los que quieran leer ms sobre el tema, lo
pueden hacer consultando libros de texto de los distintos
autores.
