El MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor o transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor) es un tipo de transistor de efecto de campo ampliamente utilizado en la electrónica moderna. Se trata de un dispositivo semiconductor controlado por voltaje, a diferencia de los transistores bipolares BJT que son controlados por corriente. En otras palabras, un MOSFET regula una señal de salida en voltaje a partir de una tensión de entrada, mientras un BJT regula una señal de salida en corriente. Este transistor cuenta con tres terminales principales: puerta (gate), drenaje (drain) y fuente (source); además de un cuarto terminal llamado cuerpo o sustrato, normalmente conectado a la fuente. Cuando se aplica un voltaje en la puerta del MOSFET, se crea un campo eléctrico que modula la conductividad de un canal entre drenaje y fuente, permitiendo o impidiendo el paso de corriente entre estos terminales.
El MOSFET es el dispositivo electrónico más fabricado de la historia. Desde su invención a finales de los años 50, se estima que se han producido alrededor de 13 sextillones (1,3×1022) de transistores MOSFET entre 1960 y 2018. Esto lo convierte en la base de prácticamente todos los circuitos integrados actuales. En 2020 seguía siendo el transistor dominante, gracias a ventajas como su casi nulo consumo de puerta (salvo al conmutar) y su alta velocidad de conmutación para señales digitales. |
Esto lo convierte en la base de prácticamente todos los circuitos integrados actuales. En 2020 seguía siendo el transistor dominante, gracias a ventajas como su casi nulo consumo de corriente en la puerta (excepto al conmutar) y su alta velocidad de conmutación para señales digitales.
El desarrollo del MOSFET fue un logro crucial en la historia de la electrónica. Fue inventado en 1959 por ingenieros de los Laboratorios Bell (Dawon Kahng y Mohamed Atalla), quienes construyeron el primer MOSFET funcional en 1960. A partir de entonces, la tecnología MOSFET desplazó en muchos ámbitos a los transistores bipolares tradicionales debido a sus características superiores para ciertos usos. Este componente permitió el surgimiento de la electrónica a gran escala: la mayoría de los microprocesadores, memorias y chips modernos contienen miles de millones de MOSFET integrados en su interior. Gracias a ellos, se pudo seguir la miniaturización descrita por la Ley de Moore, logrando incluso hitos como el ordenador más pequeño del mundo de solo 1 mm² de tamaño, desarrollado por la Universidad de Michigan. Sin los MOSFET, dicha miniaturización extrema y la existencia de microchips con altísimas densidades de transistores no habría sido posible.
¿Cómo funciona un MOSFET?
Para comprender el funcionamiento de un MOSFET, primero hay que recordar que es un transistor de efecto de campo (FET). Esto significa que utiliza un campo eléctrico para controlar la corriente a través de un canal semiconductor. En un MOSFET de canal N (el tipo más común), aplicar un voltaje positivo en la puerta genera un campo eléctrico que atrae portadores de carga (electrones) hacia una región cercana a la superficie semiconductor debajo de la puerta. Cuando este campo es suficientemente fuerte, forma un canal conductor entre el drenaje y la fuente, permitiendo que la corriente fluya. Si no se aplica voltaje en la puerta (o el voltaje es menor al umbral), el canal desaparece o permanece inactivo, y prácticamente no fluye corriente entre drenaje y fuente.
En el caso de un MOSFET de canal P ocurre lo inverso: se necesita aplicar un voltaje negativo en la puerta para crear el canal de portadores (en este caso huecos) que permita la circulación de corriente desde la fuente hacia el drenaje. En ambos casos, la puerta está aislada eléctricamente del canal por una delgada capa de óxido (dióxido de silicio, SiO₂). Esta estructura de puerta aislada es clave, ya que implica que no circula corriente directa a través de la puerta hacia el canal; la puerta actúa solo creando el campo eléctrico. Por eso decimos que el MOSFET es controlado por voltaje y presenta una impedancia de entrada extremadamente alta (prácticamente infinita). En la práctica, esto quiere decir que el MOSFET no consume corriente de entrada en la puerta (salvo corrientes transitorias al cambiar de estado), lo cual lo hace muy eficiente.
Otra consecuencia de su modo de operación es que el MOSFET puede actuar como un interruptor electrónico muy rápido. Al variar el voltaje de puerta, se enciende o apaga el canal casi instantáneamente (en nanosegundos o microsegundos dependiendo del dispositivo), controlando el flujo de corriente entre fuente y drenaje. Esta rapidez de conmutación y la ausencia de una corriente de base continua (como en los BJT) hacen que los MOSFET produzcan menor disipación de potencia y calor al operar a altas frecuencias. No obstante, cabe mencionar que el fino aislamiento de la puerta con óxido también vuelve al MOSFET susceptible a ciertas limitaciones, como veremos en las ventajas y desventajas.
Tipos de MOSFET
Existen varios tipos de MOSFET, clasificados principalmente según su modo de operación y la forma en que se constituye su canal. Podemos distinguir dos modos básicos de funcionamiento:
- MOSFET de enriquecimiento (Enhancement mode): Es el tipo más común. En estado de reposo (voltaje de puerta = 0), el transistor está cortado (APAGADO) porque no existe un canal natural entre drenaje y fuente. Solo conduce corriente cuando el voltaje aplicado en la puerta excede un cierto voltaje umbral y crea el canal. Dicho de otro modo, son transistores normalmente abiertos que necesitan una tensión en gate para encenderse.
- MOSFET de agotamiento (Depletion mode): Menos habitual. En reposo, con la puerta a 0 V, el transistor sí conduce (está ENCENDIDO por defecto) porque posee un canal formado de fábrica. Al aplicar un voltaje en la puerta de polaridad opuesta (negativo en canal N, positivo en canal P), el campo eléctrico desvía o vacía los portadores del canal, estrechándolo y apagando el dispositivo. Son transistores normalmente cerrados (conduciendo sin señal de gate) que se apagan al aplicarles voltaje.
Por otro lado, según la polaridad de portadores, los MOSFET pueden ser de canal N o de canal P. Un MOSFET de canal N utiliza electrones como portadores mayoritarios (corriente de drenaje fluye de D a S cuando la puerta es positiva respecto a la fuente), mientras que uno de canal P utiliza huecos (flujo de corriente de S a D cuando la puerta es negativa respecto a la fuente). Combinando modos y polaridades, en la práctica tenemos cuatro variantes principales: canal N de enriquecimiento (la más utilizada), canal P de enriquecimiento, canal N de agotamiento y canal P de agotamiento.
Los MOSFET de canal N de modo enriquecimiento son los más comunes en circuitos digitales y de potencia, debido a que ofrecen menor resistencia de conducción para una misma geometría que sus equivalentes de canal P. Por esta razón, en las tecnologías CMOS se suelen usar ambos: MOSFET canal N para “tirar” la señal a tierra y MOSFET canal P para “tirar” la señal al nivel positivo, formando pares complementarios. En suma, la tecnología CMOS (Complementary MOSFET) que está presente en todos los microprocesadores y memorias digitales actuales, utiliza un arreglo de transistores MOSFET de canal N y canal P operando en modo de enriquecimiento, logrando circuitos de consumo extremadamente bajo y alta densidad de integración.
Ventajas del MOSFET
El transistor MOSFET presenta numerosas ventajas frente a otras tecnologías de transistores y componentes electrónicos. Algunas de sus principales ventajas son:
- Impedancia de entrada muy alta: Al ser controlado por voltaje y tener la puerta aislada, la impedancia de entrada de un MOSFET es del orden de 10^7 a 10^12 Ω, extremadamente superior a la de un BJT. Esto significa que apenas carga el circuito de control (no extrae corriente), permitiendo etapas previas más sencillas y eficientes.
- Bajo consumo de potencia en control: Derivado de lo anterior, un MOSFET no consume corriente de puerta en estado estacionario, solo requiere cargar o descargar la pequeña capacitancia de la puerta al conmutar. Por ello desperdicia menos energía y genera menos calor que un transistor bipolar equivalente trabajando a la misma frecuencia.
- Alta velocidad de conmutación: Los MOSFET pueden encender y apagar muy rápidamente gracias a la naturaleza capacitiva de su puerta y a la ausencia de procesos de almacenaje de carga (como la carga almacenada en la base de un BJT). Esto los hace ideales para señales digitales y aplicaciones de conmutación de alta frecuencia, como fuentes conmutadas, inversores o circuitos lógicos.
- Menor ruido y más estabilidad térmica: En amplificación analógica, los FET (incluyendo MOSFET) introducen menos ruido eléctrico que los transistores bipolares y tienden a ser más estables frente a variaciones de temperatura. Estas cualidades los hacen apreciados en etapas de entrada de amplificadores de audio de alta fidelidad y equipos de radiofrecuencia sensibles.
- Facilidad de integración y tamaño reducido: La estructura planar de los MOSFET de silicio y su proceso de fabricación (compatible con la oxidación de silicio) permitieron integrar millones de ellos en chips. Son más sencillos de fabricar en masa que los BJT, requiriendo menos pasos, lo que facilitó la alta densidad en circuitos integrados. Su tamaño puede ser extremadamente pequeño (nanómetros), posibilitando los modernos microprocesadores y memorias.
- Capacidad de corriente y aplicaciones de potencia: Existen MOSFET de potencia diseñados para manejar altas corrientes y tensiones. Estos dispositivos de canal vertical (VDMOS, etc.) pueden conmutar corrientes grandes con pérdidas relativamente bajas, por lo que hoy los encontramos en fuentes de alimentación, controladores de motor y convertidores DC-DC, ofreciendo una mayor eficiencia a bajos voltajes.
El MOSFET sobresale por su alta eficiencia y rapidez. Requiere una potencia de control mínima (porque su entrada es prácticamente un circuito abierto), alcanza velocidades de conmutación muy elevadas y se integra fácilmente en chips. Además, en comparación con otros transistores, presenta menor ruido y mejor estabilidad térmica en muchas aplicaciones. Estas ventajas explican por qué el MOSFET se ha convertido en el componente estrella en la electrónica digital y de potencia. |
Desventajas del MOSFET
A pesar de sus ventajas, los MOSFET también tienen algunas desventajas y limitaciones a considerar:
- Sensibilidad a la electricidad estática: La delgada capa de óxido de silicio que aísla la puerta, si bien es esencial para su funcionamiento, lo vuelve muy vulnerable a descargas electrostáticas (ESD). Una simple chispa o mala manipulación puede perforar el dieléctrico de gate y dañar permanentemente el transistor. Por ello, requieren precauciones de manejo (pulseras antiestáticas, circuitos de protección) especialmente en su forma discreta.
- Respuesta en alta frecuencia limitada: Los MOSFET presentan una capacitancia de entrada relativamente alta(la puerta forma un capacitor con el canal) que debe cargarse y descargarse al conmutar. Esto implica que, aunque son rápidos, su respuesta en frecuencias muy altas puede verse reducida respecto a dispositivos como BJTs o MESFETs. En otras palabras, el rendimiento en radiofrecuencia de algunos MOSFET discretos no es tan bueno debido a esa capacidad de gate.
- Menor linealidad en ciertas regiones: En amplificadores analógicos, un MOSFET suele ser menos lineal que un transistor bipolar para la misma configuración, especialmente en la región de saturación. Su curva característica puede introducir más distorsión armónica, por lo que a veces los diseñadores prefieren BJTs o combinaciones híbridas para lograr menor distorsión.
- Inestabilidad por sobretensiones: Los MOSFET pueden ser muy sensibles a picos de voltaje. Exceder su tensión máxima de drenaje-fuente o puerta-source puede llevar a fenómenos indeseados (como avalancha, efecto Miller excesivo, oscilaciones parasitarias) que afecten su estabilidad o lo destruyan. Necesitan circuitos snubber, limitadores de voltaje y un diseño cuidadoso del cableado en aplicaciones de potencia para evitar transitorios peligrosos.
- Resistencia en conducción (R<sub>DS(on)</sub>): Cuando un MOSFET está encendido, se comporta como una resistencia entre drenaje y fuente. Aunque puede ser muy baja en MOSFET de potencia modernos, a altos voltajes o corrientes la pérdida I²R en el dispositivo puede generar calor significativo. Un BJT en saturación cae un voltaje fijo (0.2-0.3 V) independientemente de la corriente, mientras que un MOSFET va aumentando su caída con la corriente. En aplicaciones de muy alta corriente, los BJTs o IGBT pueden manejar mejor la disipación en algunos casos.
- Costo y disponibilidad según el tipo: En general los MOSFET son económicos, pero dispositivos MOSFET especiales (por ejemplo, de muy alta potencia, o MOSFET de RF de altas frecuencias) pueden ser más costosos o difíciles de conseguir que sus equivalentes bipolares. Asimismo, los circuitos integrados con MOSFET de potencia requieren procesos específicos. No siempre es simplemente “reemplazar un BJT por un MOSFET” si no se considera el contexto de costo y disponibilidad.
En resumen, los MOSFET requieren un manejo cuidadoso contra la estática, pueden tener limitaciones en frecuencia y linealidad, y a veces no toleran tan bien condiciones extremas de corriente o voltaje sin las protecciones adecuadas. Aun así, sus beneficios suelen superar a sus contras en la mayoría de aplicaciones modernas.
MOSFET vs BJT: diferencias principales
Los transistores MOSFET y BJT son ambos fundamentales en electrónica, pero presentan diferencias significativas en su funcionamiento y propiedades. Un BJT (transistor bipolar de unión) controla una corriente de salida mediante una corriente de entrada en su terminal base. En cambio, un MOSFET controla la corriente de salida mediante un voltaje de entrada en su puerta, prácticamente sin consumir corriente de gate. Esta diferencia básica conlleva varias consecuencias en desempeño, uso y características, que resumimos a continuación.
Figura: Símbolos esquemáticos de un transistor BJT (izquierda) y un transistor MOSFET (derecha). En el BJT la corriente pequeña de base (B) controla la corriente mayor entre colector (C) y emisor (E). En el MOSFET, la tensión aplicada en la puerta (G) modula la corriente entre drenaje (D) y fuente (S), sin flujo directo de corriente por la puerta.
A nivel de símbolos y estructura interna, el BJT y el MOSFET también difieren. El BJT tiene dos uniones PN (emisor-base y base-colector) y es un dispositivo controlado por corriente. El MOSFET posee una estructura de puerta aisladapor óxido sobre el semiconductor y es controlado por el campo eléctrico de esa puerta. Estas distinciones se reflejan en las siguientes comparaciones:
📊 Tabla 1 – Comparativa entre transistor bipolar (BJT) y transistor MOSFET:
Característica | BJT (bipolar) | MOSFET (unipolar) |
Forma de control | Controlado por corriente (entrada de base) | Controlado por voltaje (entrada de puerta) |
Impedancia de entrada | Baja (base-emisor es similar a un diodo) | Muy alta (gate aislada, prácticamente no corriente) |
Consumo en entrada | Requiere corriente continua en la base para mantenerse en conducción | Casi nulo consumo de corriente de gate (solo en conmutación) |
Velocidad de conmutación | Buena, pero puede presentar tiempos de almacenamiento de carga en apagado (más lento a altas frecuencias) | Muy rápida, ideal para conmutación rápida de señales digitales |
Potencia disipada | Mayor disipación en conmutación (corriente de base genera calor) | Menor pérdida en conmutación (gate capacitiva) = más eficiente |
Corriente manejada | Hay BJTs de potencia que manejan altas corrientes (ej. transistores Darlington) | MOSFET de potencia manejan corrientes elevadas, pero a igual tamaño suelen manejar menos corriente que un BJT equivalente |
Tensión de saturación / resistencia | Caída V_CE(sat) típica de ~0.2 V al conducir (independiente de I) | Resistencia R_DS(on) al conducir; la caída aumenta con la corriente (pérdidas I²R) |
Linealidad en amplificación | Más lineal en ciertas regiones (menor distorsión en audio analógico) | Menos lineal, tiende a distorsionar más sin realimentación adecuada |
Ruido electrónico | Genera más ruido de disparo y partición en baja señal | Menos ruido intrínseco, beneficioso en etapas de señal débil |
Sensibilidad | Poco sensible a ESD o picos de tensión momentáneos | Muy sensible a estática y picos bruscos de voltaje (requiere protección) |
Tamaño e integración | Difícil de integrar a muy alta densidad (estructura volumétrica) | Alta densidad integrable (tecnología CMOS, miles de millones en un chip) |
Costo | Generalmente económicos y disponibles | Igualmente baratos en la mayoría de casos; algunos MOSFET especiales más costosos que BJT equivalentes |
En la práctica, estas diferencias hacen que BJTs se utilicen más en aplicaciones analógicas (amplificadores de audio tradicionales, circuitos que requieren manejar señales continuas con cierta linearidad) y en algunos casos de potencia muy alta o ambientes con mucha radiación (por su robustez). Por otro lado, los MOSFET dominan en aplicaciones digitales y de conmutación: desde reguladores de voltaje en placas base de PC hasta drivers de motores, fuentes conmutadas, y por supuesto en los miles de millones de transistores que conforman los microprocesadores y memorias. Cabe destacar que en muchos diseños modernos se emplean ambos de forma complementaria, aprovechando lo mejor de cada tecnología.
Aplicaciones del MOSFET
Como componente versátil y eficiente, el MOSFET tiene un amplio rango de aplicaciones en electrónica, tanto en el campo digital como en el analógico y de potencia. A continuación mencionamos algunos de los usos más destacados de los transistores MOSFET:
- Circuitos digitales y microprocesadores: Los MOSFET son la base de los circuitos integrados digitales. La tecnología CMOS utiliza parejas de MOSFET canal N y P para formar puertas lógicas con muy bajo consumo. Gracias a ello, en un microprocesador moderno podemos encontrar miles de millones de MOSFET que conforman sus transistores de conmutación. Son responsables de la existencia de chips cada vez más potentes y con mayor número de transistores sin aumentar el consumo desmesuradamente. Por ejemplo, los VRM (módulos reguladores de voltaje) de una placa base de computadora están compuestos por varios MOSFET trabajando en conjunto para alimentar al CPU con la tensión correcta de forma estable. Estos MOSFET de la placa base se ubican alrededor del zócalo del procesador, a menudo ocultos bajo disipadores de calor debido a la potencia que manejan y el calor que deben disipar.
- Fuentes de alimentación conmutadas: En las fuentes ATX de PC, cargadores de móviles, convertidores DC-DC y otros alimentadores es común el uso de MOSFET de potencia como interruptores de alta velocidad. Gracias a su rápida conmutación y baja resistencia en conducción, los MOSFET pueden regular eficientemente la entrega de energía, minimizando pérdidas. En configuraciones boost, buck, half-bridge o full-bridge, controlados por PWM, los MOSFET permiten convertir voltajes y alimentar dispositivos electrónicos con alta eficiencia.
- Control de motores y actuadores: En electrónica de potencia y robótica, los MOSFET actúan como interruptores para motores DC, actuadores y solenoides. Por ejemplo, drivers de motor en vehículos eléctricos, drones, impresoras 3D y electrodomésticos usan bancos de MOSFET para conmutar corriente hacia motores o luces de alta potencia. Su rápida respuesta permite técnicas de control como PWM para regular la velocidad de un motor o el brillo de un LED de potencia de forma precisa.
- Amplificadores de alta fidelidad y RF: En audio, existen diseños de amplificadores de potencia que utilizan MOSFET (especialmente apreciados en clase D o amplificadores de audio MOSFET por su sonido particular y robustez). También en radiofrecuencia, amplificadores RF y etapas de transmisión emplean MOSFET (a veces específicos como LDMOS) que operan a altas frecuencias con ganancias considerables. Aunque un solo MOSFET no es tan lineal como un BJT, en conjuntos push-pull o con retroalimentación pueden entregar gran potencia con menos complejidad de polarización.
- Circuitos analógicos y de señal mixta: Debido a su alta impedancia, los MOSFET se usan como buffers o seguidores de fuente (source follower) en etapas de entrada de instrumentos de medición, osciloscopios, etc., ya que no cargan la fuente de señal. También aparecen en configuraciones como resistencias controladas por voltaje, filtros analógicos (varactores MOS), y multiplicadores analógicos. Incluso existen MOSFET especialmente hechos para trabajar en la región lineal como controles de ganancia (transconductores variables).
- Protección y conmutación electrónica: Los MOSFET pueden encontrarse en relés de estado sólido (SSR), cortocircuitando o aislando una línea de alimentación sin partes mecánicas. También en protecciones electrónicas: por ejemplo, un MOSFET puede funcionar como “ideal diode” (diodo ideal) en una fuente, evitando caídas de voltaje y protegiendo contra inversión de polaridad. Su capacidad de actuar como un interruptor controlable los hace idóneos para implementar protecciones contra sobrecorriente o sobrevoltaje de manera rápida.
En resumen, prácticamente no hay área de la electrónica actual donde no estén presentes los transistores MOSFET. Desde la pequeña escala (chips y sensores) hasta la gran escala (sistemas de potencia y energías renovables, donde MOSFET e IGBT gobiernan inversores solares o controladores industriales), estos transistores han demostrado ser un pilar por su eficiencia y fiabilidad.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa MOSFET?
MOSFET son las siglas en inglés de Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor, que traducido al español es “transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor”. El nombre describe su estructura: un semiconductor (generalmente silicio) con una puerta metálica aislada por una capa de óxido (dióxido de silicio). Este aislamiento crea un campo eléctrico cuando se aplica voltaje a la puerta, controlando la corriente que fluye entre los otros dos terminales (drenaje y fuente). En esencia, el término MOSFET se refiere a un tipo específico de transistor de efecto de campo que utiliza esa puerta aislada por óxido para funcionar. Fue inventado a finales de los años 50, con el primer dispositivo construido en 1960 por los ingenieros Dawon Kahng y Mohamed Atalla en Bell Labs.
¿Para qué sirve un MOSFET?
Un MOSFET sirve para conmutar o amplificar señales eléctricas en multitud de aplicaciones. Se utiliza principalmente como interruptor electrónico controlado por voltaje: con una pequeña tensión en la puerta puede controlar el paso de una corriente mucho mayor entre drenaje y fuente. Esto es útil para encender/apagar cargas (motores, LEDs, calefactores, etc.) en función de una señal de control. También se usa como elemento de amplificación, por ejemplo en amplificadores de audio o de radiofrecuencia, aprovechando que puede amplificar tensiones. Además, el MOSFET es el componente clave en reguladores de voltaje y fuentes conmutadas: allí “dosifica” la energía entregada a una carga mediante conmutaciones rápidas. En resumen, ¿para qué sirve? Para controlar potencia y señales de forma eficiente. Por ejemplo, en una placa base de ordenador los MOSFET forman parte del VRM que convierte los 12 V de la fuente en el ~1 V que necesita la CPU, con gran precisión. Igualmente, en un controlador de motor, los MOSFET encienden y apagan la corriente suministrada al motor para regular su velocidad. Su versatilidad los hace presentes tanto en diminutos circuitos integrados lógicos como en grandes sistemas de potencia.
¿Qué tipos de MOSFET existen?
Los MOSFET se clasifican principalmente según dos criterios: el tipo de canal (N o P) y el modo de funcionamiento (enriquecimiento o agotamiento). De la combinación surgen cuatro tipos básicos:
- MOSFET de canal N de enriquecimiento: Es el tipo más común. No conduce sin tensión en gate (normalmente apagado) y necesita un voltaje positivo en la puerta para conducir.
- MOSFET de canal P de enriquecimiento: Similar en concepto pero de polaridad opuesta. Está normalmente apagado y requiere un voltaje negativo en la puerta (respecto a la fuente) para encender.
- MOSFET de canal N de agotamiento: Tiene un canal formado de fábrica, por lo que conduce con gate en 0 V (normalmente encendido). Para apagarlo hay que aplicar un voltaje negativo en la puerta que “ahuyente” los electrones del canal.
- MOSFET de canal P de agotamiento: Conduce en reposo y se apaga aplicando voltaje positivo en la puerta (que expulsa huecos del canal).
Además de estos, existen clasificaciones especiales: MOSFET de señal (para pequeñas corrientes, encapsulados pequeños), MOSFET de potencia (diseñados para manejar amperajes y voltajes altos, normalmente encapsulados más grandes y con características optimizadas para baja resistencia). También hay tecnologías avanzadas como MOSFET de trinchera, LDMOS para RF, etc., pero todos se encuadran en esos principios básicos de N/P y enriquecimiento/agotamiento. En la electrónica digital dominan los MOSFET de canal N y P de enriquecimiento (tecnología CMOS), mientras que los de agotamiento se ven menos.
¿Cuál es la diferencia entre un MOSFET y un transistor BJT?
La diferencia fundamental radica en cómo se controlan y en sus características eléctricas:
- Un transistor BJT (bipolar) se controla por corriente: hay que inyectar una corriente en su base para que permita el paso de una corriente mayor entre colector y emisor. Funciona con dos tipos de portadores (electrones y huecos), de ahí “bipolar”. Tiene una caída de voltaje V_BE ~0.7 V en la unión base-emisor y necesita corriente continua en la base durante la conducción.
- Un transistor MOSFET se controla por voltaje: basta con aplicar un voltaje en la puerta (aislada) para que se forme un canal entre drenaje y fuente y fluya corriente. Es un dispositivo unipolar (solo un tipo de portador) y de entrada de alta impedancia (no requiere corriente DC en la gate). En lugar de una caída de 0.7 V, presenta una resistencia interna al conducir.
En consecuencia, el MOSFET no consume corriente de entrada (excepto al conmutar), puede conmutar más rápido y genera menos calor por activación, siendo ideal para conmutación rápida y lógica digital. El BJT, en cambio, ofrece a veces mayor robustez frente a picos, mejor comportamiento lineal en ciertas regiones y puede manejar corrientes altas en algunas configuraciones de potencia. Por ejemplo, para amplificar señales analógicas pequeñas un BJT puede ofrecer menor distorsión, mientras que para conmutar un motor a alta frecuencia un MOSFET será más eficiente. Resumiendo: BJT = corriente de base controla corriente de colector/emisor, MOSFET = voltaje de gate controla corriente de drenaje/fuente, con todas las implicaciones de impedancia, velocidad y consumo que eso conlleva.
Referencias
- History of the transistor – en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_transistor
- Transistor de efecto de campo – es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_efecto_campo
- Electrónica Unicrom – unicrom.com/fet-mosfet-ventajas-desventajas-caracteristicas/
- Geeknetic – geeknetic.es/MOSFET/que-es-y-para-que-sirve