UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

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Efectos de la radiación sobre componentes electrónicos básicos
(a) (b)
Fig. 3.22: Estructuras simplificadas de transistores JFET y MESFET.
Fig. 3.22a-b muestran las estructuras típicas de un transistor JFET y MESFET de canal n.
En estos dispositivos, existe una zona de resistividad relativamente alta, llamada canal, entre dos
puntos conocidos como fuente y drenador. En este caso, el canal es de tipo n aunque es posible
construirlos con semiconductor p. Por encima de él, existe una zona llamada puerta, bien de
dopado opuesto (JFET), o bien un metal (MESFET). En cualquier caso, se debe producir una
unión rectificadora polarizada en inversa que crea una región de vaciamiento libre de portadores.
De esta forma puede controlar la corriente que atraviesa el transistor.
3.7.1 Características eléctricas de los transistores de unión de efecto campo
El funcionamiento del transistor JFET es muy fácil de comprender y se encuentra
ampliamente desarrollado en textos muy conocidos [Sze81, Nea92, Tya91]. El transistor JFET se
modela como una resistencia no lineal controlable por la tensión de puerta. Imaginemos que la
diferencia de tensiones entre el drenador y la fuente del transistor es muy pequeña (fig. 3.23a).
En este caso, la corriente IDS que atraviesa el canal es igual a la diferencia de tensiones VDS
dividida por la resistencia del canal, que es una parte del semiconductor cuya sección transversal
es la anchura del canal menos la zona de vaciamiento de la unión PN. En este caso, se dice que el
transistor está en zona lineal.
El siguiente caso ocurre cuando la tensión VDS se incrementa. En este caso, la tensión en el
canal no es constante sino que desciende desde VD en el drenador hasta VS en la fuente. Por tanto,
la tensión de la unión PN polarizada en inversa es función de la posición en el canal, por lo que
la anchura del canal será menor en las cercanías del drenador (fig. 3.23b). A consecuencia de
esto, la resistencia del canal aumenta.
Imaginemos ahora que la zona de vaciamiento ha crecido tanto que el canal desaparece en
la zona del drenador (fig. 3.23c). En estas circunstancias, la corriente de drenador alcanza un
valor máximo y se estabiliza su valor. Se dice entonces que el transistor está en saturación.
El último caso que se puede plantear es el siguiente. Imaginemos que la tensión -VGS es tan
alta que la zona de vaciamiento se hace lo suficientemente grande como para eliminar todos los
portadores del canal (fig. 3.23d). Independientemente del valor de VDS, no hay ningún tipo de
corriente entre el drenador y la fuente. El transistor se encuentra en zona de corte.