¿Por qué se utilizan los MOSFET para la fabricación de IC VLSI en lugar de los JFET?

El JFET del canal N necesita un voltaje negativo en su compuerta con respecto a la fuente, por lo que esto complica el régimen de suministro de energía al requerir la adición de un riel negativo. De manera similar, para un dispositivo de canal P, su puerta tendría que elevarse por encima de Vcc para poder controlarlo. Aquí hay un JFET de n canales pictóricamente: -

Como puede ver, el voltaje en la compuerta debe ser negativo a la fuente para poder controlarla. Imágenes tomadas de aquí

El factor determinante clave es la capacidad de fabricación.

Para hacer un IC, debe poder producir transistores de manera confiable y un componente clave de esto es la capacidad de hacer transistores con las mismas características en toda la oblea. Esto se llama "coincidencia".

El JFET Pinch-off voltaje es notoriamente mal emparejado y altamente variable tanto que en los procesos CMOS si ponemos unos pocos JFet se usan solo en lugares muy particulares y luego se pone una gran cantidad de circuitos alrededor de ellos para corregirlos. para ellos.

Otras cuestiones: Los JFets no son fácilmente escalables a dimensiones más bajas. En CMOS, el parámetro de tamaño de clave (longitud de puerta) se define fácilmente con litografía y grabado. En un JFet, la dimensión clave es una difusión que es más difícil de controlar dimensionalmente. Además, a medida que reducimos el tamaño de los cambios en el material dieléctrico de la compuerta, en un JFet estás atascado con Si, por lo que tienes poco control del proceso sobre la unidad de compuerta.

Lo bueno de los JFets:

• Son un ruido más bajo que el CMOS, ya que son un dispositivo masivo (es decir, la corriente corre bajo la superficie). Los procesos CMOS por debajo de 0,5 um son dispositivos de superficie y los canales interactúan con la interfaz Si / SiO2 en el canal debajo de la puerta.

Los JFET solo pueden operarse en modo de agotamiento, mientras que los MOSFET pueden operarse en modo de agotamiento o mejora. En un JFET, si la compuerta está sesgada hacia adelante, se produce un fallo de portadora en exceso y La corriente de la puerta es sustancial. Por lo tanto, la conductancia del canal se mejora en cierto grado debido a portadores en exceso, pero el dispositivo nunca se opera con la puerta hacia adelante sesgada porque la corriente de la puerta no es deseable. Los MOSFET tienen una impedancia de entrada mucho mayor que la de los JFET. El MOSFET tiene una corriente de fuga baja y una mejor estabilidad térmica que el JFET. La tecnología MOSFET es fácilmente escalable y más fácil de fabricar. Los MOSFET también se utilizan para aplicaciones de alta potencia, pero los JFET se utilizan para aplicaciones de baja potencia.