Amplificador FET

FET generalizado como amplificador

Un amplificador FET es un amplificador que utiliza uno o más transistores de efecto de campo (FET). El tipo más común de amplificador FET es el amplificador MOSFET , que utiliza transistores de efecto de campo de óxido metálico (MOSFET). La principal ventaja de un FET utilizado para amplificación es que tiene una impedancia de entrada muy alta y una impedancia de salida baja .

En detalle

La transconductancia viene dada por

g_{m}={I_{\mathrm {D} } \over V_{\mathrm {GS} }}

Al reorganizar, obtenemos

I_{\mathrm {D} }=g_{m}V_{\mathrm {GS} }

Circuito equivalente

La resistencia interna R _gs , entre la compuerta y la fuente, aparece entre el drenador y la fuente. R _ds es la resistencia interna entre el drenador y la fuente. Como R _gs es muy alta, se considera infinita y se desprecia R _{ds .}^[1]

Ganancia de voltaje

Para un circuito equivalente FET ideal, la ganancia de voltaje viene dada por,

$A_{v}={\frac {V_{DS}}{V_{GS}}}$

Del circuito equivalente,

$V_{DS}=I_{D}\cdot R_{D}$

y de la definición de transconductancia,

$V_{GS}={\frac {I_{D}}{g_{m}}}$

obtenemos ^[1]

$A_{V}=g_{m}\cdot R_{D}$

Tipos de amplificadores FET

Existen tres tipos de amplificadores FET, según cuál sea el terminal de entrada y salida común. (Esto es similar a un amplificador de transistor de unión bipolar (BJT)).

Amplificador de compuerta común

La puerta es común tanto para la entrada como para la salida.

Amplificador de fuente común

La fuente es común tanto para la entrada como para la salida.

Amplificador de drenaje común

El drenaje es común tanto para la entrada como para la salida. También se lo conoce como "seguidor de fuente". ^[2]

Historia

El principio básico del amplificador de transistor de efecto de campo (FET) fue propuesto por primera vez por el físico austrohúngaro Julius Edgar Lilienfeld en 1925. ^[3] Sin embargo, su concepto inicial de FET no era un diseño práctico. ^[4] El concepto de FET también fue teorizado más tarde por Oskar Heil en la década de 1930 y William Shockley en la década de 1940, ^[5] pero no se había construido ningún FET práctico en ese momento. ^[4]

Amplificador MOSFET

En 1955, Carl Frosch y Lincoln Derrick accidentalmente hicieron crecer una capa de dióxido de silicio sobre la oblea de silicio, para lo cual observaron efectos de pasivación de la superficie. ^[7] En 1957, Frosch y Derrick, utilizando enmascaramiento y predeposición, pudieron fabricar transistores de dióxido de silicio y demostraron que el dióxido de silicio aislaba, protegía las obleas de silicio y evitaba que los dopantes se difundieran en la oblea. ^[7]^[8] JR Ligenza y WG Spitzer estudiaron el mecanismo de los óxidos cultivados térmicamente y fabricaron una pila de Si/SiO2 de alta calidad en 1960. [ 9 ] ^[^10]^[11]

Después de esta investigación, Mohamed Atalla y Dawon Kahng propusieron un transistor MOS de silicio en 1959 ^[12] y demostraron con éxito un dispositivo MOS funcional con su equipo de Bell Labs en 1960. ^[13]^[14] Su equipo incluía a EE LaBate y EI Povilonis, quienes fabricaron el dispositivo; MO Thurston, LA D'Asaro y JR Ligenza, quienes desarrollaron los procesos de difusión, y HK Gummel y R. Lindner, quienes caracterizaron el dispositivo. ^[15]^[16]

Véase también

Referencias

^ de Thomas L. Floyd (2011). Dispositivos electrónicos . Dorling Kinersley (India) Pvt. Ltd., licenciatarios de Pearson Education en el sur de Asia. pág. 252. ISBN 978-81-7758-643-5.
^ Allen Mottershead (2003). Dispositivos y circuitos electrónicos . Prentice-Hall de la India, Nueva Delhi-110001. ISBN 81-203-0124-2.
^ Lilienfeld, Julius Edgar (8 de octubre de 1926) "Método y aparato para controlar corrientes eléctricas" Patente estadounidense 1745175A
^ ab "Dawon Kahng". Salón Nacional de la Fama de los Inventores . Consultado el 27 de junio de 2019 .
^ "1960: Se demostró el transistor semiconductor de óxido metálico (MOS)". El motor de silicio: una cronología de los semiconductores en las computadoras . Museo de Historia de la Computación . Consultado el 31 de agosto de 2019 .
^ Frosch, CJ; Derick, L (1957). "Protección de superficies y enmascaramiento selectivo durante la difusión en silicio". Revista de la Sociedad Electroquímica . 104 (9): 547. doi :10.1149/1.2428650.
^ ab Huff, Howard; Riordan, Michael (1 de septiembre de 2007). "Frosch y Derick: cincuenta años después (prólogo)". The Electrochemical Society Interface . 16 (3): 29. doi :10.1149/2.F02073IF. ISSN 1064-8208.
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^ Ligenza, JR; Spitzer, WG (1960-07-01). "Los mecanismos de oxidación del silicio en vapor y oxígeno". Revista de Física y Química de Sólidos . 14 : 131–136. doi :10.1016/0022-3697(60)90219-5. ISSN 0022-3697.
^ Deal, Bruce E. (1998). "Aspectos destacados de la tecnología de oxidación térmica de silicio". Ciencia y tecnología de materiales de silicio . The Electrochemical Society . pág. 183. ISBN 978-1566771931.
^ Lojek, Bo (2007). Historia de la ingeniería de semiconductores . Springer Science & Business Media. pág. 322. ISBN 978-3540342588.
^ Bassett, Ross Knox (2007). Hacia la era digital: laboratorios de investigación, empresas emergentes y el auge de la tecnología MOS. Johns Hopkins University Press . pp. 22–23. ISBN 978-0-8018-8639-3.
^ Atalla, M. ; Kahng, D. (1960). "Dispositivos de superficie inducidos por campos de dióxido de silicio-silicio". Conferencia de investigación de dispositivos de estado sólido IRE-AIEE .
^ "1960 – Se demuestra el transistor semiconductor de óxido metálico (MOS)". El motor de silicio . Museo de Historia de la Computación . Consultado el 16 de enero de 2023 .
^ KAHNG, D. (1961). "Dispositivo de superficie de dióxido de silicio y silicio". Memorándum técnico de Bell Laboratories : 583–596. doi :10.1142/9789814503464_0076. ISBN 978-981-02-0209-5.
^ Lojek, Bo (2007). Historia de la ingeniería de semiconductores . Berlín, Heidelberg: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. pág. 321. ISBN 978-3-540-34258-8.