MOSFET

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MOSFET son las siglas de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Consiste en un transistor de efecto de campo basado en la estructura MOS.

[editar] Historia

Fue ideado teóricamente por el alemán Lilinfield en 1930, aunque debido a problemas de carácter tecnológico y el desconocimiento acerca de cómo se comportan los electrones sobre la superficie del semiconductor no se pudieron fabricar hasta décadas más tarde.

[editar] Estructura interna

Cross Section of an NMOS

Básicamente un MOSFET está formado por una placa de metal y un semiconductor, que hace las veces de soporte físico, separados por una zona de óxido del semiconductor - por ejemplo $S i O 2$ - de unos 100 nm de espesor. En este sistema se disponen cuatro electrodos:

Compuerta, gate en inglés, simbolizado con G; que se conecta a la plaquita metálica.
Fuente (Source) y drenador (Drain), ambos simétricos, que se internan en el sustrato gracias a las zonas sobresaturadas (semimetal).
Sustrato (Body), generalmente conectado eléctricamente con la fuente.

Distintos transistores MOSFET

[editar] Funcionamiento

Se basa en utilizar un sustrato tipo p (o n). En las regiones de surtidor y de fuente de realizan difusiones para formar sendas islas tipo n (o p). Entre fuente y surtidor se encuentra la estructura MOS que, polarizando la puerta adecuadamente, crea un canal tipo n (o p) entre surtidor y drenador. Véase estructura MOS.

Según el tipo de sustrato, la función trabajo del metal de la puerta y las cargas en el óxido, existen diversos tipos de transistor, como se ve en la figura. Estos son: (a)Transistor de canal p de enriquecimiento (Normalmente OFF); (b)Transistor de canal n de enriquecimiento (Normalmente OFF); (c)Transistor de canal p de empobrecimiento (Normalmente ON); (d)Transistor de canal n de empobrecimiento (Normalmente ON); (e)A veces, para señalar el surtidor, se pone la conexión de puerta desplazada hacia él; (f)Transistor MOSFET de doble puerta. En los circuitos integrados es común utilizar puertas de silicio policristalino.

[editar] Modelos matemáticos

Para un MOSFET de canal inducido tipo n :

$I_D = K [(V_{GS} - V_T)V_{DS} - \frac{V_{DS}^2}{2} ]$

donde $K = \frac{b\mu_n\epsilon}{LW}$ en la que b es el ancho del canal, $μ n$ la movilidad de los electrones, $ε$ es la permitividad eléctrica de la capa de óxido, L la longitud del canal y W el espesor de capa de óxido.