MOSFETs exhiben tres regiones de operación, a saber: corte, lineal u óhmica y saturación. Entre ellas, cuando los MOSFETs se van a utilizar como amplificadores, se requiere que funcionen en su región óhmica, en la que la corriente que pasa por el dispositivo aumenta con un incremento de la voltaje. Por otro lado, cuando el MOSFETs deben funcionar como interruptores, deben estar sesgados de tal manera que alteren entre los estados de corte y saturación. Esto se debe a que, en la región de corte, no hay actual fluirá a través del dispositivo mientras que en la región de saturación habrá una cantidad constante de corriente que fluye a través del dispositivo, imitando el comportamiento de un interruptor abierto y cerrado, respectivamente. Esta funcionalidad de los MOSFETs se explota en muchos circuitos electrónicos ya que ofrecen mayores velocidades de conmutación en comparación con los BJTs (transistores de unión bipolar).
La figura 1 muestra un circuito simple que utiliza un mejoramiento de n canales MOSFET como un interruptor. Aquí el terminal de drenaje (D) de la MOSFET está conectado a la tensión de alimentación VS a través del desagüe resistencia RD mientras que su terminal de origen (S) está conectado a tierra. Además, tiene una entrada voltaje Vi aplicado en su terminal de la puerta (G) mientras que la salida Vo se saca de su desagüe.
Ahora considera el caso en el que Vi aplicado es 0V, lo que significa que el terminal de la puerta de la MOSFET…se deja imparcial. Como resultado, el MOSFET estará APAGADO y operará en su región de corte donde ofrece un camino de alta impedancia al flujo de corriente que hace que el IDS casi equivalente a cero. Como resultado, incluso el Caída de tensión a través de RD se convertirá en cero debido a que el voltaje de salida Vo será casi igual a VS.
A continuación, considere el caso en el que el voltaje de entrada Vi aplicado es mayor que el voltaje umbral VT del dispositivo. Bajo esta condición, el MOSFET empezará a funcionar y si la VS siempre y cuando sea mayor que el voltaje de pellizco VP del dispositivo (normalmente será así), entonces el MOSFET empieza a funcionar en su región de saturación. Esto significa además que el dispositivo ofrecerá una baja resistencia camino para el flujo de la constante IDScasi actuando como un cortocircuito. Como resultado, el voltaje de salida será tirado hacia el nivel de bajo voltaje, que será idealmente cero.
De la discusión presentada, es evidente que el resultado voltaje altera entre VS y cero según si la entrada proporcionada es menor o mayor que VTrespectivamente. Por lo tanto, se puede concluir que MOSFETs pueden hacerse funcionar como interruptores electrónicos cuando se los hace funcionar entre las regiones de operación de corte y saturación.
Al igual que en el caso del MOSFET de tipo de mejora de n canales, incluso los MOSFET de tipo de agotamiento de n canales pueden utilizarse para realizar la acción de conmutación como se muestra en la figura 2. El comportamiento de tal circuito se considera casi idéntico al explicado anteriormente, excepto por el hecho de que para la desconexión, la tensión de puerta VG debe ser negativo y debe ser menor que -VT.
A continuación, la figura 3 muestra el caso en el que el realce del canal p El MOSFET se usa como un interruptor. Aquí se ve que el voltaje de suministro VS se aplica en su terminal de origen (S) y el terminal de la puerta se suministra con la tensión de entrada Vi mientras que el terminal de drenaje está conectado a tierra a través de la resistencia RD. Además la salida del circuito Vo se obtiene a través de RD…desde la terminal de drenaje del MOSFET.
En el caso de los dispositivos de tipo p, la corriente de conducción se deberá a los agujeros y, por lo tanto, fluirá desde la fuente hasta el drenaje ISDy no del desagüe a la fuente (IDS) como en el caso de los dispositivos de tipo n. Ahora, asumamos que el voltaje de entrada que no es más que el voltaje de la puerta VG del MOSFET se baja. Esto hace que el MOSFET se encienda y ofrezca una baja (casi insignificante) resistencia camino al flujo de la corriente. Como resultado, una fuerte corriente fluye a través del dispositivo, lo que resulta en una gran Caída de tensión a través de la resistencia RD. Este inturn resulta en la salida que es casi igual al suministro voltaje VS.
A continuación, considere el caso en el que Vi va alto, es decir, cuando Vserá mayor que el voltaje de umbral del dispositivo (VT será negativo para estos dispositivos). Bajo esta condición, el MOSFET estará apagado y ofrece un camino de alta impedancia para el flujo de corriente. Esto da como resultado una corriente casi nula que lleva a un voltaje casi nulo en el terminal de salida.
De manera similar, incluso los MOSFETs del tipo de agotamiento del canal p pueden utilizarse para realizar la acción de conmutación como se muestra en la figura 4. El funcionamiento de este circuito es casi similar al explicado anteriormente, excepto por el hecho de que aquí la región de corte se experimenta sólo si Vi = VG se hace positivo de tal manera que supera el umbral voltaje del dispositivo.
En el cuadro que figura a continuación se resume el debate que se ha presentado anteriormente.
