Universidad Técnica de Ambato Facultad de Ingeniería en Sistemas Electrónica e Industrial Carreraa de Ingeniería Industrial en Procesos de Carrer Automatización
MOSFET TIPO “P”
Integrantes: Abril Flores Luis Byron Almeida Almeida Almeida Jimmy Ramiro Barahona Sánchez Mayra Stephanie Domínguez Echeverría Ana Belén
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Mosfet (Metal Oxido Semiconductor)
Es un transistor que utiliza los efectos de un campo eléctr ctrico para controlar el flujo de corriente, el cual actúa como un interruptor y un amplificador de señal.
Controla un nivel de corriente con un nivel ivel de tens tensiión. ón. Vienen en dos polaridades, canal P y canal N, donde "P" significa positivo y "N" "N" sign signif ific icaa nega negati tivo vo..
Canal P Para activar un MOSFET de canal P en adelante, se aplica una tensión negativa a la compuerta. Este voltaje es negativo con respecto a tierra. En un circuito, se conecta el terminal del canal surtidor del MOSFET P a una fuente de tensión positiva y el drenador a una resistencia conectada a tierra, además la resistencia limitará la corriente que fluye a través del transistor. El diagrama del circuito para un MOSFET de canal P tiene una flecha apuntando hacia la parte exterior de la compuerta.
Características
En el MOSFET de canal P la parte “P” está conectado a la fuente y al drenaje.
Cuando se aplica una tensión negativa en la compuerta, los huecos del canal P del drenaje y de la fuente son atraídos hacia la compuerta y pasan a través del canal N que hay entre ellos, creando un puente entre drenaje y fuente.
Tanto en el MOSFET de canal N o el de canal P, cuando no se aplica tensión en la compuerta no hay flujo de corriente entre en drenaje y la fuente
Funcionamiento En un MOSFET tipo P el funcionamiento es a la inversa, ya que los portadores son huecos (cargas positivas de valor el módulo de la carga del electrón). En este caso, para que exista conducción el campo eléctrico perpendicular a la superficie debe tener sentido opuesto al del MOSFET tipo N, por lo que la tensión aplicada ha de ser negativa.
Curvas características Ahora los huecos son atraídos hacia la superficie bajo el óxido, y los electrones repelidos hacia el sustrato. Si la superficie es muy rica en huecos se forma el canal P. Cuanto más negativa sea la tensión de puerta mayor puede ser la corriente
Curvas características Por otro lado, en los MOSFET tipo N la corriente aumenta con la tensión de puerta; en los tipo P esto ocurre cuanto menor es el voltaje.
Curvas características En estas curvas se representa la corriente de drenador frente a la tensión de puerta, cuando el transistor opera en la región de saturación. En esta región (ecuaciones (4.2)-c y (4.3)-c) la corriente es independiente del voltaje de drenador; además, tiene un comportamiento parabólico con el voltaje de puerta, siempre que éste sobrepase la tensión umbral
Los resultados son extrapolables a MOSFET tipo P; basta con cambiar el signo de las tensiones y el sentido de las corrientes.
Curvas características Cuando la tensión de drenador es elevada el transistor funciona en la región de saturación. En esta región las curvas son rectas paralelas al eje de abscisas, ya que la corriente sólo depende del voltaje de puerta
Parámetros de funcionamiento de polarización
Modo de enriquecimiento
Modo de empobrecimiento
VGS positivo •
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VGS debe exceder a VGS(umbral). V GS negativo VGS controla a ID.
CORTE
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VGS al cual ID se vuelve cero es el voltaje de corte, VGS(corte IDSS es la corriente en el drenaje cuando VGS = 0.
Tipos de Polarizaciones
Divisor de voltaje -VDD
= Curva Característica de Transferencia
2 1 + 2
∗ ( )
= +
=
() ( −
)
= ( − ( ))
Determine VGS y VDS para el circuito E-MOSFET. Considere que este MOSFET particular tiene valores mínimos de ID(encendido)= -200 mA con VGS =-4 V y VGS(umbral) =- 2 V. Resolución
-VDD -24
=
15 100 + 15
= −3,13V
∗ (−24)
=
() ( −
)
=
−200 (−4 +
2)
= −50/
= −50(−3,13 + 2) = −63.8 mA = − ∗ = −24 − −63.8 200 = − 11.2
Realimentación de drenaje
VGS = VDS
Determine la cantidad de corriente en el drenaje. El MOSFET tiene un VGS(umbral) =- 3 V
VDD -15V VGS=VDS=-8.5 V.
+
=
-
−
=
−15 − (−8,5) 4,7
= −1,38
Polarización VGS=0,
-VDD
VGS=0,
ID =IDSS
VDS = VDD – (IDSS*RD)
Determine el voltaje de drenaje a fuente en el circuito.La hoja de datos de MOSFET da VGS(apagado)=-8 V e IDSS =-12 mA.
-VDD -18v Como ID =IDSS =-12 mA VDS = VDD - IDSSRD =-18V-(-12 mA)(620) = - 10.6 V
Ejercicios de polarización
Determine en que modo (empobrecimiento, de enriquecimiento o ninguno) se polariza cada uno de los MOSFET mostrado
-VDD
-VDD
-VDD
APLICACIONES
Es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas
Industria microelectrónica analógicos o digitales
digitales, en los cuales se usan como interruptores digitales de potencia, estos trabajan en corte (OFF) o saturación (ON)
En los sistemas analógicos, como por ejemplo en las etapas de salida de los amplificadores de audio
Circuito de comando
Velocidades conmutaciones superior
Disipación térmica por conmutación es mucho más baja
Mezcladores de frecuencia
Resistencia controlada por tensión
Circuitos de conmutación de potencia
Aplicaciones de muy alta frecuencia, típicamente fuentes en las cuales es necesario reducir tamaño, peso y costo de transformadores
Aplicaciones de baja tensión
Sistemas electrónicos conectados a servicios de baja tensión
Reducción de tamaño y costo