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Software KickStart para caracterización de transistores MOSFET

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En este artículo, la firma ADLER Instrumentos, nos explica la forma de caracterizar componentes electrónicos, en concreto, MOSFETs, utilizando el software KickStart.

Los transistores de efecto de campo de óxido de metal (MOSFET) son uno de los componentes más utilizados en la actualidad en circuitos de dispositivos electrónicos. Estos transistores se fabrican con una gran variedad de materiales y estructuras y, aunque inicialmente se utilizaron como elementos de conmutación y amplificación de señales de potencia, cada vez se adaptan a más aplicaciones.

Los MOSFET son excelentes elementos de conmutación eléctrica, ya que permiten corrientes de corte muy pequeñas cuando no conducen, pero pueden gestionar corrientes elevadas. Además, un transistor MOSFET puede funcionar como amplificador con pocos elementos adicionales para formar amplificadores operacionales, los cuales son muy comunes en circuitos analógicos.

Para caracterizar un transistor, se requieren dos Unidades de Medición de Sistema (SMUs) y el software KickStart. Existen SMUs que pueden combinarse con otras, incluso con distintos rangos, y SMUs con dos canales independientes. Las SMUs de la marca Keithley son capaces de medir y generar corrientes y voltajes muy bajos, o gestionar hasta 3.000 V o 50 A.

El MOSFET es un semiconductor basado en silicio. La estructura MOS, de arriba hacia abajo, está formada por una capa metálica, una capa de óxido y una capa semiconductora. Una capa de óxido crecida sobre la capa semiconductor y sobre ella una capa conductora.

En un transistor MOSFET hay tres electrodos: la puerta (gate), el drenador (drain) y la fuente (source).

Software KickStart para caracterización de transistores MOSFET

Para operar el dispositivo, en el caso de canal tipo N, el sustrato de silicio debe ser de tipo P al que se le han dopado impurezas, haciendo que los huecos sean mayoritariamente portadores. La capa de óxido es muy delgada y se forma combinando SIO2, trabajando como aislante para evitar que la corriente fluya desde la puerta hasta el área semiconductora.

Las impurezas implantadas en el semiconductor pueden actuar como aislantes o conductores, dependiendo de las condiciones entre la puerta, drenador y fuente.

Si bien los MOSFET tienen una estructura compleja, son esenciales en el diseño y fabricación de dispositivos electrónicos modernos. Con su capacidad de conmutación y amplificación, los MOSFET son una pieza fundamental en la creación de los circuitos más innovadores.

Funcionamiento de los componentes electrónicos

Los transistores MOSFET son uno de los elementos más utilizados en los circuitos de dispositivos electrónicos modernos, debido a su capacidad para funcionar como excelentes elementos de conmutación eléctrica y amplificadores operacionales en circuitos analógicos. La estructura MOS de estos dispositivos, que consiste en una capa metálica, una de óxido y otra semiconductora, permite su funcionamiento a través de una pequeña corriente de puerta y una alta capacidad para gestionar corrientes elevadas.

Cuando se aplica un voltaje en la puerta superior al umbral, los portadores mayoritarios se mueven desde la capa de óxido y los electrones libres se colocan debajo, lo que genera un campo eléctrico llamado canal. A través de este canal, la corriente puede fluir desde el drenador hasta la fuente, trabajando como un conductor. Sin embargo, cuando el voltaje entre la puerta y la fuente es negativo o inferior al umbral, la capa de óxido funciona como un aislante y la corriente no puede circular.


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