UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

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Efectos de la radiación sobre componentes electrónicos básicos
irradiación. A semejanza del transistor bipolar, el transistor JFET de canal p sufre mayor daño
cuando la irradiación es lenta que cuando es mucho más rápida [Fla96].
3.8 El transistor MOSFET
Un transistor MOSFET, de canal p o n, es un
dispositivo unipolar de amplio uso en el diseño
electrónico. La gran mayoría de los transistores
MOSFET se construyen en silicio siendo
normalmente el aislante que necesitan dióxido de
silicio aunque se han probado otros compuestos
aislantes como Si3N4. Fig. 3.28 muestra un
esquema del transistor MOSFET ideal de canal n.
En este transistor, dos regiones fuertemente
dopadas llamadas drenador (D) y fuente (S) están
separadas por otra de longitud L y anchura W, llamada “canal”, de dopado opuesto aunque con
una concentración de impurezas mucho menor. Superpuesta a ella, se ha hecho crecer una capa
de óxido de espesor H sobre la que se ha construido un terminal metálico, llamado “puerta” (G),
que cubre totalmente el canal.
En caso de que el terminal de puerta estuviera al aire, sería imposible el paso de corriente
desde el drenador al emisor ya que hay siempre una unión PN inversamente polarizada. Este
problema se resuelve aplicando una tensión positiva en el terminal de puerta. Si se aplica una
tensión positiva al terminal de puerta, se atraerán electrones desde el substrato hacia la superficie
del dieléctrico, que pueden sobrepasar en número a los huecos del substrato. Este canal une las
dos regiones, permitiendo el paso de corriente eléctrica de una a otra región del transistor.
Aceptemos que la fuente y el drenador están conectados a tierra y que el substrato está
conectado a la tensión más negativa del circuito (Tierra o –VDD). Las bandas del semiconductor
tipo p están combadas hacia arriba en las cercanías de la interfaz Si-SiO2. Esto provoca que los
electrones sean repelidos de esta región del espacio.
Si se aplica en la puerta una tensión VGS, la curvatura de las bandas se modifica hasta que
esta curvatura desaparezca por completo. La tensión VGS = VFB a la que acontece este fenómeno
se denomina tensión de banda plana. Si sigue aumentando el valor de la tensión VGS, las bandas
se inclinan hacia abajo. Por tanto, el mínimo de energía para los electrones se encuentra en las
cercanías de la interfaz y son atraídos en consecuencia hacia esta región. De esta manera, se crea
el canal que une los dos terminales. Otra tensión de interés en el estudio de un transistor MOS es
la tensión umbral VTH. Esta tensión, que es ligeramente superior a la tensión de banda plana VFB,
delimita las dos zonas de comportamiento eléctrico de un transistor. En el caso de que VGS < VTH,
no es posible el flujo de corriente entre drenador y fuente, definiéndose esta zona de trabajo
como zona de corte. En cambio, si VGS > VTH, el paso de corriente es posible y se dice que el
Fig. 3.28: Transistor MOS ideal de canal n construido
en silicio. El substrato (B) debe conectarse a la tensión
más negativa del circuito.