SISTEMAS_ELECTRONICOS_PARA_INGENIERIA_BIOMEDICA

Uso de Transistores como Interruptores

Motivación

Transistores a grandes rasgos

  1. Transistores
    1. Bipolares (BJT)
      1. PNP
      2. NPN
    2. de Efecto de Campo (FET)
      1. de Unión (JFET)
        1. de canal n
        2. de canal p
      2. Semiconductor de óxido metálico (MOSFET)
        1. tipo empobrecimento
          1. de canal n
          2. de canal p
        2. tipo enriquecimiento (E-MOSFET)
          1. de canal n (NMOS)
          2. de canal p (PMOS)

NMOS: Símbolo, nomenclatura y convenciones

nmosfet

Ecuaciones del NMOS - parte 1

  1. $I_G = 0$
  2. LKC: $I_S = I_D$
  3. relación entre $V_{GS}$ y $I_D$:
    1. (apagado) si $V_{GS} < V_{GS(th)} \implies$ $I_D=0$
    2. (encendido, triodo) si $V_{GS} > V_{GS(th)} \implies$ $V_{DS} = R_{DS(ON)}I_D$

$V_{GS(th)}$ es el voltaje de umbral en la compuerta y es un valor aproximadamente constante para cada transistor, que depende de su construcción.

$R_{DS(ON)}$ es la resistencia dreno-fuente en estado ON y depende de $V_{GS}$ (cuanto mayor $V_{GS}$, menor $R_{DS(ON)}$), la temperatura y el diseño del MOSFET

Ejemplos: 2n7002, BSS806N

Interruptor con NMOS

Si $R_{22} = 100\ \Omega$, $V_F = 1\ V$, $V_{GS(th)}=3\ V$, $R_{DS(ON)}=1\ \Omega$, cuanto vale la corriente en el LED cuando:

  1. $v_i=2\ V$ ?

    $I=0$

  2. $v_i=4\ V$ ?

    $I \approx 40\ mA$

Dinamica del interruptor con NMOS

Cuando se cambia el valor de $V_{GS}$, $I_D$ no cambia inmediatamente. El pequeño atraso en que el cambio de la entrada se refleja en la salida se caracteriza a través de los siguientes parametros:

La siguiente figura muestra la definición de cada uno de ellos:

dynamic

Bibliografia

Boylestad, R. & Nashelsky, L. (2009). Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos (10ma.ed.)

Capítulos

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