Transistores PMOS vs. NMOS: ¿Cuál es la diferencia?

¿Estás buscando entender la diferencia entre los transistores PMOS y NMOS? Si eres un técnico, estudiante o simplemente un curioso en este tema, te invitamos a leer este artículo donde te explicamos de manera sencilla y clara todo lo que necesitas saber sobre estas dos tecnologías. Descubre cómo funcionan y cuáles son las principales diferencias entre los transistores PMOS y NMOS. ¡Empecemos!

En el mundo de la electrónica, existen dos tipos principales de transistores: PMOS y NMOS. Pero, ¿cuál es la diferencia entre ellos? En esta guía completa, responderemos todas sus preguntas sobre los transistores PMOS y NMOS. Discutiremos sus características, cómo se usan en los circuitos y consejos para usarlos de manera efectiva. Entonces, ya sea que sea un principiante o un ingeniero experimentado, ¡siga leyendo para aprender todo lo que necesita saber sobre los transistores PMOS y NMOS!

Contenido

Transistores MOSFET en general

Un transistor es un dispositivo semiconductor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas y energía eléctrica. Está compuesto de material semiconductor con al menos tres terminales para conexión a un circuito externo. Un voltaje o corriente aplicado a un par de terminales del transistor cambia la corriente a través de otro par de terminales. Debido a que la potencia controlada (de salida) puede ser mucho mayor que la potencia de control (de entrada), el transistor proporciona amplificación de una señal. Hoy en día, algunos transistores se empaquetan individualmente, pero muchos más se encuentran integrados en circuitos integrados.

Transistores PMOS vs. NMOS: ¿Cuál es la diferencia?

El>transistor de efecto de campo semiconductor de óxido de metal) es un tipo de transistor de efecto de campo (FET). Los MOSFET son el tipo más común de FET. La principal diferencia entre un MOSFET y otros tipos de FET es que un MOSFET se puede fabricar con dimensiones muy pequeñas. Esto permite un funcionamiento a mayor velocidad y un menor consumo de energía. [1]

Usos de transistores MOSFET

Los MOSFET son uno de los tipos de transistores más importantes que se utilizan en la actualidad. Se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones electrónicas, que incluyen:

  • Ordenadores
  • Celulares
  • Televisores
  • Cámaras digitales
  • reproductores de DVD

Los MOSFET también se utilizan en aplicaciones más industriales, como:

  • Electrónica automotriz
  • Sistemas de seguridad
  • Sistemas de gestión de energía
Los MOSFET se pueden usar como amplificadores o interruptores. Cuando se usa como amplificador, el MOSFET aumenta la fuerza de una señal. Cuando se usa como interruptor, el MOSFET puede encender o apagar un circuito.

Hay dos tipos de transistores MOSFET: PMOS y NMOS. Echemos un vistazo más de cerca a cada tipo. [1], [2]

¿Qué es un transistor PMOS?

Un transistor PMOS es un transistor de efecto de campo que utiliza un semiconductor de tipo n para el sustrato, donde «n» significa negativo. A diferencia de, el drenaje y la fuente de PMOS están construidos con semiconductores tipo p. Se puede pensar en un transistor PMOS como un MOSFET en modo de mejora con la fuente y el drenaje intercambiados.

Los transistores PMOS se utilizan en aplicaciones de baja potencia donde el consumo de energía es importante, como en dispositivos alimentados por batería. También se utilizan en aplicaciones donde el efecto del cuerpo es importante, como en los sensores de imagen CMOS.

Lo más importante que debe saber sobre los transistores PMOS es que son básicamente lo opuesto a los transistores NMOS. Cuando se aplica un voltaje bajo a la puerta, repele los electrones del cuerpo y crea un canal de tipo p entre la fuente y el drenaje. Esto conduce la corriente desde la fuente hasta el drenaje, permitiendo que la corriente fluya a través del transistor. Por el contrario, si se aplica alto voltaje a la puerta, el transistor simplemente no conducirá.

Transistores PMOS vs. NMOS: ¿Cuál es la diferencia?

Como>[3], [4]

¿Qué es un transistor NMOS?

Los transistores NMOS están hechos con un material semiconductor que ha sido dopado con impurezas. Al contrario de PMOS, Los transistores NMOS están construidos a partir del sustrato de tipo p, mientras que la fuente y el drenaje están hechos de tipo n.. El flujo de corriente en un transistor NMOS es de la fuente al drenaje, y es controlado por el voltaje aplicado a la puerta.

Cuando se aplica bajo voltaje a la puerta, el transistor está en su estado de cortelo que significa que no fluye corriente entre la fuente y el drenaje. Sin embargo, en caso de que se aplique alto voltaje, el transistor se enciende. lo que significa que la corriente puede fluir entre la fuente y el drenaje.

La razón por la que los transistores NMOS se usan con tanta frecuencia en los circuitos digitales es que se pueden hacer muy pequeños. Esto los hace ideales para usar en circuitos digitales donde el espacio es escaso.

Los transistores NMOS se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluidos procesadores de computadora, chips de memoria y amplificadores de potencia. También se utilizan en muchos circuitos analógicos, como amplificadores operacionales y comparadores. [3], [4]

Definición de transistores CMOS

Los transistores CMOS son un tipo de transistor (FET) que se crea utilizando transistores PMOS y NMOS en su construcción. Los transistores CMOS se utilizan en muchos tipos diferentes de dispositivos electrónicos, incluidas computadoras, teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos digitales. También se utilizan en algunos circuitos analógicos, como amplificadores operacionales.

Lo más interesante de los transistores CMOS es que heredan las cualidades de los dispositivos PMOS y NMOS. El transistor PMOS es responsable de conducir la corriente cuando el voltaje es bajo, mientras que el transistor NMOS es responsable de conducir la corriente cuando el voltaje es alto.

Los transistores CMOS a veces se usan en lugar de los transistores NMOS o PMOS porque tienen mejores características eléctricas y pueden fabricarse de manera más económica. [4]

Diferencias entre transistores PMOS y NMOS

Ahora que hemos visto cada tipo de transistor MOSFET, comparémoslos y contrastemos.

Transistores PMOS vs. NMOS: ¿Cuál es la diferencia?

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La principal diferencia entre PMOS y NMOS es el tipo de conductividad del canal. El tipo de material semiconductor utilizado en la región del canal determina la dirección del flujo de corriente a través del transistor.

La construcción de un transistor PMOS es opuesta a la de un transistor NMOS. En un transistor PMOS, la fuente y el drenaje están hechos de material semiconductor tipo p. Dado que los PMOS tienen agujeros como portadores de carga, estos portadores de carga fluyen desde la fuente hasta el drenaje. La dirección de la corriente en los transistores PMOS es igual a la dirección de los portadores.

En un transistor NMOS, el canal está hecho de material semiconductor de tipo n y la dirección de los portadores de carga (en este caso sus electrones) es exactamente la opuesta, de drenaje a fuente. Cuando se trata de la dirección del flujo de corriente, aquí es lo contrario del flujo de carga. [3], [4]

Tipo de transportista

Esta diferencia en la construcción también significa que los transistores PMOS y NMOS están hechos de diferentes tipos de portadores. En un transistor PMOS, los portadores son agujeros y en un transistor NMOS, los portadores son electrones.

El tipo de portador afecta la forma en que funciona el transistor. Los agujeros tienen una masa menor que los electrones, por lo que pueden moverse más rápido a través del canal. Esto significa que los transistores PMOS se pueden encender y apagar más rápidamente que los transistores NMOS. [1], [3], [4]

Tamaño de la huella

Otra diferencia entre los transistores PMOS y NMOS es el tamaño de su huella. La huella es el área en una placa de circuito que ocupa el transistor.

Los transistores PMOS tienen una huella más grande que los transistores NMOS porque requieren más espacio para el canal de tipo p. Los transistores NMOS tienen una huella más pequeña porque solo requieren un canal de tipo n.

Esta diferencia de tamaño puede ser importante en aplicaciones donde el espacio es limitado, como en los circuitos integrados (CI). [6]

ON resistencia

Otra diferencia entre PMOS y NMOS es la resistencia ON. La resistencia ON de un transistor es la resistencia del canal cuando el transistor está encendido.

Transistores PMOS vs. NMOS: ¿Cuál es la diferencia?

La> Esto se debe a que el material semiconductor de tipo p tiene una conductividad más baja. que el material semiconductor de tipo n.

La resistencia ON de un transistor PMOS se puede reducir aumentando el ancho del canal. Sin embargo, esto también aumenta el tamaño del transistor, lo que puede no ser deseable en algunas aplicaciones. [3], [4], [6], [7]

Velocidad

Una de las principales diferencias entre los transistores PMOS y NMOS es la velocidad. Los transistores NMOS son más rápidos que los transistores PMOS porque tienen una longitud de canal más corta. Esto significa que los electrones pueden viajar a través del transistor más rápidamente.

Los transistores PMOS son más lentos que los transistores NMOS, pero siguen siendo lo suficientemente rápidos para la mayoría de las aplicaciones. [6]

Ruido

Una última diferencia entre los transistores PMOS y NMOS es que los transistores PMOS son menos ruidosos que los transistores NMOS. El ruido es cualquier señal eléctrica no deseada que puede interferir con el funcionamiento de un circuito.

Los transistores PMOS son menos ruidosos porque los agujeros en el canal tipo p pueden cancelar el ruido generado por los electrones en el canal tipo n. Esta propiedad puede ser importante en aplicaciones donde se requieren bajos niveles de ruido, como en los amplificadores de audio. [6]

Preguntas más frecuentes

¿Cuál es mejor: NMOS o PMOS?

Depende de la aplicación para la que los esté utilizando. NMOS se usa típicamente para circuitos digitales donde puede cambiar más rápido que PMOS. PMOS se usa a menudo en circuitos analógicos donde se requiere un voltaje más bajo para encenderlo.

Ambos tipos de transistores tienen sus pros y sus contras, por lo que realmente se reduce a cuáles son sus necesidades específicas.

¿Es PMOS o NMOS más rápido?

Esta es una pregunta difícil de responder porque realmente depende de la aplicación. Sin embargo, en general, se considera que NMOS es más rápido que PMOS. Esto se debe a que NMOS tiene una longitud de canal más corta y, por lo tanto, puede transportar una corriente más rápidamente. Además, los electrones de un transistor NMOS son más ligeros que los agujeros de un transistor PMOS, lo que también los hace más rápidos.

¿Cómo funcionan los transistores PMOS y NMOS?

Los transistores PMOS y NMOS usan un campo eléctrico para controlar el flujo de corriente a través de un semiconductor. La principal diferencia entre los transistores PMOS y NMOS es el tipo de portador de carga que utilizan. Los transistores PMOS usan cargas positivas, huecos, mientras que los transistores NMOS usan cargas negativas, electrones.

Otra diferencia clave entre los transistores PMOS y NMOS es la forma en que están polarizados. Para que se encienda un transistor PMOS, el voltaje en la puerta debe ser BAJO. Sin embargo, para que se encienda un transistor NMOS, el voltaje en la puerta debe ser ALTO.

¿Qué hace un transistor NMOS?

El transistor NMOS es un tipo de transistor MOSFET. Está hecho de dos materiales semiconductores de tipo n, que están separados por una fina capa de material aislante. Cuando se aplica un voltaje a la puerta, crea un campo eléctrico que atrae electrones de uno de los materiales de tipo n al otro. Esto crea un camino conductor entre los dos materiales y la corriente puede fluir a través del transistor.

Vídeo útil: NMOS frente a PMOS y MOSFET de modo mejorado frente a agotamiento | Electrónica Intermedia

Conclusión

Entonces, PMOS y NMOS son tipos de transistores MOSFET, pero son diferentes en algunos aspectos. En particular, su construcción es diferente: la fuente del transistor PMOS está construida con material de tipo p, mientras que los transistores NMOS están construidos con material de tipo n como fuente. Además, la velocidad a la que operan estos dos tipos de transistores es diferente; Los transistores NMOS son más rápidos que los transistores PMOS. Otra diferencia clave entre estos dos tipos de transistores se refiere al tipo de portador: los transistores PMOS usan agujeros como portadores, mientras que los transistores NMOS usan electrones como portadores. Finalmente, el tamaño de la huella y la cantidad de ruido varían entre los dispositivos PMOS y NMOS. Eso es todo, ¡gracias por leer!

Referencias:

  1. https://www.watelectronics.com/tipos-de-aplicaciones-mosfet/
  2. https://www.easytechjunkie.com/que-es-un-amplificador-mosfet.htm
  3. https://pediaa.com/diferencia-entre-nmos-y-pmos/
  4. https://www.etechnog.com/2021/11/difference-pmos-nmos-cmos-symbol.html
  5. https://electronics.stackexchange.com/questions/567586/what-affirms-channel-current-direction-in-nmos-and-pmos
  6. https://anysilicon.com/introduction-to-nmos-and-pmos-transistors/
  7. https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/mosfet-channel-length-modulation/
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