TRANSISTORES UNIPOLARES

Existen 2 tipos de transistores, los bipolares y los unipolares, estos ltimos que se basan en el movimiento de un solo tipo de cargas, electrones o huecos, por ello el prefijo uni-. En este tipo de transistor, las uniones PN se polarizan siempre en inverso. El funcionamiento de estos transistores es significativamente diferente a los bipolares.Los transistores unipolares se dividen en dos grupos, los transistores de unin de efecto de campo, JFET o FET, que a su vez se dividen en transistores de canal N y transistores de canal P, y los transistores metal-xido-semiconductor de efecto de campo o MOSFET. Dentro de este grupo se distinguen dos subgrupos, MOSFET de enriquecimiento y MOSFET de empobrecimiento, que se dividen al igual que los FET en canal N y canal P. La figura a continuacin muestra la simbologa para los diferentes tipos de transistores.

Transistores JFETEste transistor est formado por una pastilla de semiconductor tipo N, en la cual se difunden dos zonas de semiconductor tipo P. La difusin puede hacerse utilizando una sola cara, o bien, utilizando ambas. En la figura siguiente se observa la estructura esquemtica de este transistor. Si en lugar de utilizar una pastilla de semiconductor tipo N se utiliza una de P y se difunden dos zonas N, se obtiene un transistor FET de canal P.

Esquema de un transistor de efecto de campo.Este transistor posee, al igual que el bipolar, 3 terminales, que se denominanfuente(source),drenaje(drain) ypuerta(gate).Drenajeyfuente: Son los terminales que estn unidos a la pastilla de semiconductor (N o P). Los portadores mayoritarios salen por el drenaje y entran por la fuente. Se denominan por las letras D y S respectivamente. La conduccin entre estos dos terminales se comporta como la de una resistencia cuyo valor est controlado por la tensin de puerta.Puerta: Se corresponde con las zonas difundidas. Se comporta como la de un diodo polarizado en inverso, por lo tanto presenta una alta resistencia de entrada y casi no circula corriente por ella. Si estn las dos unidas interiormente y se tiene accesible un solo terminal, se tiene un FET de una puerta, y si estn separadas, un transistor FET de dos puertas. La puerta se representa por la letra G del inglsgate.Los transistores FET tienen un comportamiento muy similar a las vlvulas de vaco; se suele decir que son dispositivos de transconductancia en los que la corriente est controlada por la tensin de puerta. Los componentes discretos se emplean en etapas de entrada de amplificadores operacionales por su alta impedancia de entrada, linealidad y bajo ruido. Los dispositivos de potencia se usan ventajosamente para sustituir transistores convencionales en las etapas de potencia ya que son mas rpidos, mas robustos y carentes de fenmenos de embalamiento trmico. Se emplean en conmutacin de potencia debido a sus bajas resistencias internas de conduccin.Transistores MOSFETLa construccin y estructura de estos dispositivos es muy similar al FET e igualmente sus electrodos se denominan puerta, drenaje y fuente. La diferencia se encuentra en que la puerta est aislada del canal mediante una capa de xido de silicio (SiO2). Estos transistores reciben, tambin, el nombre de IGFET (del inglsinsulated gate, puerta aislada).MOSFET de empobrecimiento. La estructura de este tipo de MOSFET est representada en la siguiente figura. En una pastilla de material N, se difunde una zona p denominada sustrato. En este caso se tiene un MOSFET canal P, si se hace a la inversa se obtendr un MOSFET canal N. Este tipo de transistor apenas se utiliza, pero su importancia radica en que fue el primer paso para el MOSFET de enriquecimiento, de gran importancia en electrnica digital y en los ordenadores.

Mosfet de empobrecimiento.

MOSFET de enriquecimiento. La diferencia con el transistor de empobrecimiento est en que en la pastilla de semiconductor N se difunden dos zonas tipo P, para el transistor de canal P.

Corte esquemtico de un transistor Mosfet.Los transistores MOSFET, se emplean ventajosamente en etapas amplificadoras y mezcladoras de radiofrecuencia. Dispositivos construidos con arseniuro de galio como material base se emplean en amplificadores de potencia en radiofrecuencia hasta frecuencias de ms de 35 Ghz. Los pares complementarios CMOS constituyen el elemento bsico de los circuitos integrados digitales de las familias lgicas CMOS. Con esta tecnologa se fabrican actualmente la mayora de los circuitos digitales de los ordenadores personales.

Simbologa de los transistores unipolares

Modelo hbrido {H} de un transistor bipolar

Conversin de parmetros hbridos

Modelo o de Giacoletto El modelo hbrido es un modelo emprico obtenido a travs de la teora de redes bipuerta. El transistor es tratado como caja caja negra y se modela a travs de cuatro parmetros obtenidos experimentalmente al aplicar componentes de pequea seal y analizando su comportamiento. El modelo o de Giacoletto simplificado, mostrado en la figura 2.16, es un modelo analtico ms relacionado con la fsica del funcionamiento de los transistores y se obtiene a partir de sus ecuaciones analticas. Este modelo de pequea seal es utilizado por SPICE. Ambos modelos son muy similares y su principal diferencia se encuentra en el origen de su definicin. La relacin entre los parmetros de modelo hbrido y se indican en las ecuaciones de la figura 2.16. Los condensadores C y C, que limitan la frecuencia mxima de operacin del transistor, nicamente tienen efecto a alta frecuencia y a frecuencias medias y bajas se desprecian.