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5.5: Modelos simplificados de conmutación FET

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    Para simplificar aún más el problema, definimos dos cantidades,\(N_{S}\) y\(N_{D}\), las cargas inyectadas en el canal desde los contactos de fuente y drenaje, respectivamente. A continuación, asumimos que\(\tau=\tau_{S}+\tau_{D}\), donde\(\tau_{S}=\tau_{D}\) y\(C_{G}\ggC_{S},\ C_{D}\), las ecuaciones (5.3.4), (5.3.5) y (5.3.6) se convierten en

    \[ U=-qV_{GS}+\frac{q^{2}}{C_{G}}(N-N_{0}) \nonumber \]

    \[ N = \frac{N_{S}+N_{D}}{2} \nonumber \]

    \[ I = \frac{q}{\tau}(N_{S}-N_{D}) \nonumber \]

    donde

    \[ N_{S} = \int^{\infty}_{-\infty}g(E-U)f(E,\mu_{S})dE \nonumber \]

    \[ N_{D} = \int^{+\infty}_{-\infty}g(E-U)f(E,\mu_{D})dE \nonumber \]

    La conducción en el FET está controlada por el número de estados electrónicos disponibles para las cargas inyectadas desde la fuente. Para aplicaciones de conmutación, los transistores deben tener un estado OFF donde idealmente\(I_{DS}\) se fuerza a cero. El estado OFF se realiza minimizando el número de estados vacíos en el canal accesible a los electrones de la fuente. En el límite de que no hay estados disponibles, el canal es un aislante perfecto.

    La conmutación entre los estados ON y OFF se logra mediante el uso de la puerta para empujar estados de canal vacíos hacia el potencial químico de origen. La transición entre los estados ON y OFF se conoce como umbral. Aunque la transición no es aguda en todos los materiales del canal, es conveniente definir una polarización de puerta conocida como voltaje umbral\(V_{T}\), donde la densidad de estados en el potencial químico de origen\(g(E_{F})\) sufre una transición


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