UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Capítulo 3
El objetivo primordial de los transistores es la capacidad de amplificar pequeñas señales.
Un transistor JFET en pequeña señal puede modelarse como una fuente de corriente controlada
por la tensión de puerta. Las variaciones de la corriente eléctrica que atraviesa el transistor es
proporcional a las variaciones de la tensión de puerta. Normalmente, el transistor trabaja en
saturación y puede deducirse de (3.39c) que la ganancia es:
g
ms
3I
⎛ DSS = ⎜1− V ⎜
P0 ⎝
VBI −V ⎞ GS µ NNDWa⎛ ⎟= 1−
V ⎟ ⎜
P0 L ⎜
⎠ ⎝
VBI −VGS
VP0
⎞
⎟
⎠
La máxima ganancia se consigue cuando VGS = 0 y es:
68
(3.46)
max 3I
⎛ DSS V ⎞ BI µ N NDWa⎛ V ⎞ BI
gms
= ⎜1 1
V ⎜
− ⎟
P V ⎟
= ⎜ − ⎟
(3.47)
P L ⎜ V ⎟
⎝ ⎠ ⎝ P0⎠
Sin embargo, un transistor real presenta una serie de no idealidades que deben tenerse en
cuenta para describir su comportamiento eléctrico. A continuación se enumeran dichas no
linealidades:
- Resistencias parásitas: Antes de llegar al canal y tras salir de éste, la corriente eléctrica
debe atravesar una zona del semiconductor muy poco dopada. En este caso, se producen
caídas de tensión que deben modelarse como un par de resistencias en serie con el
transistor.
- Modulación del canal: De (3.40) se deduce que la corriente que atraviesa un JFET
depende de la longitud del canal. A medida que aumenta la tensión VDS, el canal se hace
más corto debido a la expansión de las regiones de vaciamiento. A consecuencia de esto, la
corriente que atraviesa el canal aumenta si lo hace VDS. Por este motivo, es necesario añadir
una dependencia adicional con la tensión de drenador. Experimentalmente, se ha
demostrado que la corriente que atraviesa un transistor JFET es:
[ λ ]
I ( real) = I ( teor.)·1 + · V
(3.48)
DS DS DS
siendo λ un valor llamado “coeficiente de modulación del canal”, propio de cada transistor.
IDS(teo) representa a (3.39) ó (3.44).
- Corriente de fuga por debajo de la tensión de pinch-off: En teoría, un transistor no deja
circular corriente cuando la tensión de puerta es inferior a la de pinch-off. Sin embargo,
ésta siempre existe. La causa es que la unión PN que forma la puerta y el canal comienza a
conducir levemente. Estas corrientes son muy pequeñas (del orden de µA o inferior) pero
su existencia está demostrada.
- Variación de la movilidad: A medida que se estrecha el canal, los electrones deben ir a
mayor velocidad para mantener constante el flujo de corriente. Esto puede provocar que la
movilidad disminuya y que deban tenerse en cuenta la influencia de la movilidad, sobre
todo en los dispositivos de AsGa.