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

El JFET de canal N necesita un voltaje negativo en su puerta con respecto a la fuente, por lo tanto, 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 canal n pictóricamente: -

Como puede ver, el voltaje en la puerta tiene que 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 voltaje de JFET Pinch-off es notoriamente mal emparejado y altamente variable, tanto que en los procesos CMOS, si colocamos algunos JFet, se usan solo en ubicaciones muy particulares y luego se coloca una gran cantidad de circuitos alrededor de ellos para corregirlos.

Otros problemas: 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 los tamaños, el material dieléctrico de la puerta cambia, en un JFet está atascado con Si, por lo que tiene poco control de proceso sobre su accionamiento de puerta.

Lo bueno de los JFets:

• Son de menor ruido que CMOS, ya que son un dispositivo a granel (es decir, la corriente pasa por debajo de 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 funcionar en modo de agotamiento, mientras que los MOSFET pueden funcionar en modo de agotamiento o de mejora. En un JFET, si la compuerta tiene polarización directa, se produce un requerimiento de exceso de portadora y la corriente de la compuerta es sustancial. Por lo tanto, la conductancia del canal mejora en cierta medida debido al exceso de portadores, pero el dispositivo nunca funciona con la puerta polarizada directamente porque la corriente de la puerta no es deseable. Los MOSFET tienen una impedancia de entrada mucho más alta que la de los JFET. MOSFET tiene baja corriente de fuga y mejor estabilidad térmica que JFET. La tecnología MOSFET es fácilmente escalable y fácil de fabricar. Los MOSFET también se usan para aplicaciones de alta potencia, pero los JFET se usan para aplicaciones de baja potencia.