Diferencia entre revisiones de «Transistor de efecto campo»

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{{Ficha de componente electrónico|componente=Transistor de efecto campo|foto=ATI Radeon X1650 Pro - Alpha & Omega Semiconductor D414-4362.jpg|foto_comentario=Un transistor de efecto campo en una [[tarjeta de video]].|invencion=Julius Edgand(1951)|principio_de_funcionamiento=Efecto de campo|simbolo=[[Archivo:JFET N-dep symbol (case).svg|120px]] [[Archivo:JFET P-dep symbol (case).svg|120px]]
Canal N (izquierda) Canal P (derecha)|terminales=Puerta (G), Drenaje (D) y Fuente (S)|tipo=[[Semiconductor]]}}
El '''transistor de efecto campo''' (''Field-Effect Transistor'', en inglés) es un [[transistor]] que usa el [[campo eléctrico]] para controlar la forma y, por lo tanto, la [[Conductividad eléctrica|conductividad]] de un canal que transporta un solo tipo de portador de carga, por lo que también suele ser conocido como '''transistor unipolar'''. Es un [[semiconductor]] que posee tres terminales, denominados puerta (''gate''), drenaje (''drain'') y fuente (''source''). La puerta es el terminal equivalente a la base del [[Transistor de unión bipolar|transistor BJT]] (''Bipolar Junction Transistor''), de cuyo funcionamiento se diferencia, ya que en el FET, el voltaje aplicado entre la puerta y la fuente controla la corriente que circula en el drenaje. Se dividen en dos tipos los de canal-n y los de canal-p, dependiendo del tipo de material del cual se compone el canal del dispositivo.
 
== Historia ==
 
{{Artículo principal|Transistor|l1=Transistor|Historia del transistor|l2=Historia del transistor}}
El físico austro-húngaro [[Julius Edgar Lilienfeld|Julius Lilienfeld]] solicitó en [[Canadá]] en el año 1925<ref>{{Cita web|url = http://brevets-patents.ic.gc.ca/opic-cipo/cpd/eng/patent/272437/summary.html|título = Patent 272437 Summary|autor = |enlaceautor = |fecha = |idioma = inglés|editorial = Canadian Intellectual Property Office|fechaacceso = 19 de febrero de 2016|sitioweb = }}</ref> una patente para "un método y un aparato para controlar corrientes eléctricas" y que se considera el antecesor de los actuales transistores de efecto campo. Lilienfeld también solicitó patentes en los Estados Unidos en los años 1926<ref>{{Cita web|url = https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US1745175.pdf|título = Patent US 1745175: Method and apparatus for controlling electric currents|autor = |enlaceautor = |fecha = |idioma = inglés|editorial = United States Patent Office|fechaacceso = 19 de febrero de 2016|sitioweb = }}</ref> y 1928<ref>{{Cita web|url = https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US1877140.pdf|título = Patent US 1877140: Amplifier for electric currents|autor = |enlaceautor = |fecha = |idioma = inglés|editorial = United States Patent Office|fechaacceso = 19 de febrero de 2016|sitioweb = }}</ref><ref>{{Cita web|url = https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US1900018.pdf|título = Patent US 1900018: Device for controlling electric current|autor = |enlaceautor = |fecha = |idioma = inglés|editorial = United States Patent Office|fechaacceso = 19 de febrero de 2016|sitioweb = }}</ref> pero no publicó artículo alguno de investigación sobre sus dispositivos, ni sus patentes citan algún ejemplo específico de un prototipo de trabajo. Debido a que la producción de materiales semiconductores de alta calidad aún no estaba disponible por entonces, las ideas de Lilienfeld sobre amplificadores de estado sólido no encontraron un uso práctico en los años 1920 y 1930.<ref>{{Cita publicación|url = http://te.ieeeusa.org/2003/May/history.asp|título = Twists and Turns in the Development of the Transistor|apellidos = Vardalas|nombre = John|fecha = mayo de 2003|publicación = Today's Engineer|fechaacceso = 19 de febrero de 2016|doi = |pmid = |urlarchivo = https://web.archive.org/web/20160302014224/http://te.ieeeusa.org/2003/May/history.asp|fechaarchivo = 2 de marzo de 2016}}</ref>
 
En 1948, fue patentado el primer [[transistor]] de contacto de punto por el equipo de los estadounidenses [[Walter Houser Brattain]] y [[John Bardeen]]<ref>{{Cita web|url=https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US2524035.pdf|título=Patent US2524035: Three-electrode circuit element utilizing semiconductive materials|fechaacceso=13 de marzo de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=inglés|sitioweb=|editorial=United States Patent Office}}</ref> y de manera independiente, por los alemanes Herbert Mataré y Heinrich Welker, mientras trabajaban en la ''Compagnie des Freins et Signaux'', una subsidiaria francesa de la estadounidense [[Westinghouse Electric|Westinghouse]], pero al darse cuenta éstos últimos de que los científicos de Laboratorios Bell ya habían inventado el transistor antes que ellos, la empresa se apresuró a poner en producción su dispositivo llamado "transistron" para su uso en la red telefónica de Francia.<ref>{{Cita web|url=http://www.computerhistory.org/siliconengine/the-european-transistor-invention/|título=1948: The European Transistor Invention|fechaacceso=7 de marzo de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=inglés|sitioweb=|editorial=Computer History Museum}}</ref>
 
En 1951, [[WillI Shockley|Wiliam Shockley]] solicitó la primera patente de un transistor de efecto de campo,<ref>{{Cita web|url=https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US2744970.pdf|título=Patent US2744970: Semiconductor signal translating devices|fechaacceso=13 de marzo de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=inglés|sitioweb=|editorial=United States Patent Office}}</ref> tal como se declaró en ese documento, en el que se mencionó la estructura que ahora posee. Al año siguiente, George Clement Dacey e Ian Ross, de los Laboratorios Bell, tuvieron éxito al fabricar este dispositivo,<ref>{{cita publicación|apellidos1=Robinson|nombre1=C. Paul|título=GEORGE C. (CLEMENT) DACEY|publicación=Memorial Tributes|fecha=2013|volumen=17|doi=10.17226/18477|url=http://www.nap.edu/read/18477/chapter/13|fechaacceso=14 de marzo de 2016|editorial=The National Academies Press|idioma=inglés}}</ref>cuya nueva patente fue solicitada el 31 de octubre de 1952<ref>{{Cita web|url=https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US2778956.pdf|título=Patent US2778956: Semiconductor signal translating devices|fechaacceso=13 de marzo de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=inglés|sitioweb=|editorial=United States Patent Office}}</ref> El primer transistor [[MOSFET]] fue construido por el coreano-estadounidense Dawon Kahng y el egipcio Martin Atalla, ambos ingenieros de los Laboratorios Bell, en 1960.<ref>{{Cita web|url=https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3102230.pdf|título=Patent US3102230|fechaacceso=7 de marzo de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=inglés|sitioweb=|editorial=United States Patent Office}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://www.computerhistory.org/siliconengine/metal-oxide-semiconductor-mos-transistor-demonstrated/|título=1960: Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated|fechaacceso=7 de marzo de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=inglés|sitioweb=|editorial=Computer History Museum}}</ref>
 
== Tipo de transistores de efecto campo ==
[[Archivo:Comparison between field-effect transistors.svg|thumb|300px|Comparativa de las gráficas de funcionamiento (curva de entrada o característica I-V y curva de salida) de los diferentes tipos de transistores de efecto de campo]]
El canal de un FET es [[Dopaje (semiconductores)|dopado]] para producir tanto un semiconductor tipo N o uno tipo P. El drenaje y la fuente deben estar dopados de manera contraria al canal en el caso del MOSFET de enriquecimiento, o dopados de manera similar al canal en el caso del MOSFET de agotamiento. Los transistores de efecto de campo también son distinguidos por el método de aislamiento entre el canal y la puerta.
 
Podemos clasificar los transistores de efecto campo según el método de aislamiento entre el canal y la puerta:
 
* El [[MOSFET]] (''Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor'') usa un aislante (normalmente SiO<sub>2</sub>).
* El [[JFET]] (''Junction Field-Effect Transistor'') usa una unión p-n
* El [[MESFET]] (''Metal-Semiconductor Field Effect Transistor'') substituye la [[unión PN]] del JFET con una [[barrera Schottky]].
* En el [[HEMT]] (''High Electron Mobility Transistor''), también denominado HFET (''heterostructure FET''), la banda de material dopada con "huecos" forma el aislante entre la puerta y el cuerpo del transistor.
* Los '''[[MODFET]]''' (''Modulation-Doped Field Effect Transistor'')
* Los '''[[IGBT]]''' (''Insulated-gate bipolar transistor'') es un dispositivo para control de potencia. Son comúnmente usados cuando el rango de voltaje drenaje-fuente está entre los 200 a 3000V. Aun así los [[Power MOSFET]] todavía son los dispositivos más utilizados en el rango de tensiones drenaje-fuente de 1 a 200 de voltaje(V).
* Los '''[[FREDFET]]''' es un FET especializado diseñado para otorgar una recuperación ultra rápida del transistor.
 
* Los '''[[Transistor de ADN de efecto de campo|DNAFET]]''' es un tipo especializado de FET que actúa como [[biosensor]], usando una puerta fabricada de moléculas de ADN de una cadena para detectar cadenas de ADN iguales.
* Los [[TFT]], que hacen uso de [[silicio amorfo]] o de [[silicio policristalino]].
 
== Características ==
 
* Tiene una impedancia de entrada extremadamente alta (casi 100MΩ).
* No tiene un voltaje de unión cuando se utiliza como conmutador (interruptor).
* Hasta cierto punto es inmune a la [[radiación]].
* Es menos [[Ruido (comunicación)|ruidoso]].
* Puede operarse para proporcionar una mayor estabilidad térmica.
*Es muy sensible
 
== Aplicaciones ==
El FET más comúnmente utilizado es el [[Transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor|MOSFET]]. La tecnología [[Semiconductor complementario de óxido metálico|CMOS]] es la base de los modernos circuitos integrados digitales. Esta usa una disposición donde el MOSFET de canal-p (generalmente "modo de enriquecimiento") y el de canal-n están conectados en serie de manera que cuando uno está encendido, el otro está apagado.
 
En los FET, los electrones pueden fluir en cualquier dirección a través del canal cuando se operan en el modo lineal. La convención de nomenclatura del terminal de drenaje y el terminal de fuente es algo arbitraria, ya que los dispositivos están típicamente (pero no siempre) construidos simétricamente desde la fuente al desagüe. Esto hace que los FET sean adecuados para conmutar señales analógicas entre trayectos (multiplexación). En este concepto se basan los [[Mesa de mezclas de audio|tablero de mezcla]] de estado sólido usados en la producción musical.
 
Un uso común de los FET es como amplificadores. Debido a su gran resistencia de entrada y baja resistencia de salida, es efectivo como un buffer en la configuración de drenaje común (seguidor de fuente). Son muy comunes además en amplificadores de audio.
 
Los de tipo [[Transistor IGBT|IGBT]] se usan en la conmutación de las bobinas de encendido del [[motor de combustión interna]], donde las capacidades de conmutación rápida y bloqueo de voltaje son importantes.
 
== Véase también ==
 
* [[Transistor]]
* [[Transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor]]
* [[Transistor de unión bipolar]]
 
== Enlaces externos ==
{{commonscat|Field-effect Transistors}}
* Símbolos de transistores Mosfet. http://www.simbologia-electronica.com/simbolos-electricos-electronicos/simbolos-transistores-mosfet.htm
== Referencias ==
{{listaref}}
 
[[Categoría:Transistores]]
[[Categoría:Dispositivos semiconductores]]