Física Básica de los MOSFET de Potencia de Doble Difusión (DMOS)

v  Un MOSFET de potencia, como su nombre lo indica, es un tipo de transistor de efecto de campo MOS (Metal Oxide Semiconductor) diseñado específicamente para manejar niveles de potencia significativos. Al contrario de un BJT (transistor bipolar), que es un dispositivo bipolar controlado por corriente, el MOSFET es un dispositivo unipolar controlado por voltaje. Esto último significa que en un MOSFET la conducción de corriente se debe a un solo tipo de portadores mayoritarios (electrones o huecos) y que se requiere una muy baja corriente de entrada para controlar una gran potencia de salida.

v  El MOSFET de potencia es un producto de la evolución de la tecnología CMOS, originalmente desarrollada para la fabricación de circuitos integrados. Desde su introducción al mercado a comienzos de la década de 1980, los MOSFET de potencia han ido evolucionando en su estructura funcional hasta alcanzar su madurez definitiva con el proceso de doble difusión (DMOS), también llamado de difusión vertical (VDMOS). En la actualidad, prácticamente todos los MOSFET de potencia están basados en tecnología DMOS o alguna de sus variantes, como la TMOS de Motorola. En estos apuntes nos referiremos exclusivamente a la tecnología DMOS, aunque varios de los conceptos desarrollados sean también a aplicables a los dispositivos de tecnología LDMOS (MOSFETs de doble difusión lateral) y VVDMOS (MOSFETs verticales de surco en V).

Celda estructural básica de un MOSFET de potencia DMOS 

v  Comparado con otros dispositivos semiconductores de potencia, como los BJTs, los IGBTs y los tiristores, los MOSFETs de potencia modernos ofrecen varias ventajas, siendo las más notables su alta velocidad de conmutación, su buena eficiencia a bajos voltajes, su alta impedancia de entrada, su coeficiente de temperatura positivo, su transconductancia constante, su alta inmunidad a las variaciones de voltaje y su bajo costo. Su principal desventaja es la relativa sensibilidad a las descargas electrostáticas.

 v  El MOSFET de potencia es el interruptor de bajo voltaje (por debajo de 200V) más utilizado en el mundo. Se utiliza extensivamente en fuentes de alimentación, convertidores DC-DC y controladores de motores.