Tecnología Electrónica

Qué es un Dispositivo de Canal: FETs, BJTs, IGBTs y Cómo Controlan la Corriente

Un dispositivo de canal es un componente semiconductor donde un canal conductor entre dos terminales (source/drain o emitter/collector) es modulado por un voltaje o corriente aplicada a un tercer terminal (gate/base). Son los bloques constructivos de amplificación, conmutación y lógica.

Familias Principales

DispositivoTipo CanalControlRasgos ClaveUsos Comunes
MOSFET (FET)N/P-canal (electrones/huecos)Voltaje (Gate)Alta Z_in, conmutación rápida, unipolarLógica, fuentes alimentación, amplificadores, control motor
JFETN/P-canalVoltaje (Gate, polarizado inverso)Modo depleción, bajo ruidoFrontales analógicos, electrómetros
Transistor Bipolar (BJT)NPN/PNP (ambos portadores)Corriente (Base)Alta ganancia, controlado por corrienteAmplificadores, drivers, referencias bandgap
IGBTN-canal (gate MOS + deriva bipolar)Voltaje (Gate)Alto voltaje/corriente, baja pérdida conducciónInversores, drives motor, UPS, cargadores VE
MISFET / HEMT / FinFET / GAAIngeniería avanzada de canalVoltajeAlta movilidad, control canal cortoRF, mmWave, nodos lógicos avanzados (3nm+)

Cómo se Forma el Canal en un MOSFET

  1. Voltaje gate > Vth crea capa de inversión en interfaz óxido-semiconductor.
  2. Electrones (n-canal) o huecos (p-canal) pueblan el canal.
  3. Conductividad canal ∝ (Vgs – Vth); corriente fluye Source→Drain.

Parámetros Clave

  • Voltaje Umbral (Vth) — Punto de encendido.
  • Transconductancia (gm) — ΔId/ΔVgs.
  • Resistencia en ON (Rds(on)) — Pérdida en apps conmutación.
  • Voltaje Ruptura (BVdss) — Máx voltaje drain-source.

Ubicuidad

Miles de millones de dispositivos de canal en cada smartphone (CPU, PMIC, RF), portátil, coche (ECU, BMS), estación base, centro de datos. La computación moderna existe porque podemos producirlos en masa con precisión atómica.

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