Transistores MOSFET
Aplicaciones en electrónica de potencia
Controladores de Motores (PWM)
Función: Controlar velocidad y dirección de motores DC o BLDC.
Uso: El MOSFET se activa/desactiva en alta frecuencia modulando la potencia enviada.
Ejemplo: Drones, impresoras 3D, vehículos eléctricos, robótica.
Inversores (Inverters)
Función: Convertir corriente continua (DC) en corriente alterna (AC).
Uso del MOSFET: Actuar como interruptores de alta velocidad en configuraciones tipo puente H.
Ejemplo: Inversores solares, UPS, motores trifásicos.
Convertidores DC-DC
Función: Elevar o reducir tensión continua.
Tipos: Buck (reductor), Boost (elevador), Buck-Boost (combinado).
Ventaja del MOSFET: Baja RDS(on) → alta eficiencia.
Ejemplo: Reguladores en placas Arduino, baterías recargables, automoción.
Fuentes de Alimentación Conmutadas (SMPS)
Función: Conmutar rápidamente corriente para convertir voltajes (AC/DC, DC/DC).
Por qué se usa: Alta eficiencia, baja disipación de calor.
Ejemplo: Cargadores de laptops, fuentes de PC, convertidores de voltaje en sistemas industriales.
Características
Baja Resistencia en Conducción (RDS(on))
Cuando está encendido, presenta una resistencia muy baja entre drenador y fuente → pérdidas de potencia mínimas.
Capacidad de Manejar Alta Corriente y Voltaje
Los Power MOSFETs pueden manejar decenas o cientos de amperios y voltajes de hasta 1000V o más.
Muy usados en circuitos de potencia y electrónica automotriz.
Alta Impedancia de Entrada
La compuerta está aislada por una capa de óxido, lo que da como resultado una impedancia muy alta.
Ventaja: No carga el circuito que controla al MOSFET.
Control por Voltaje
Se controla aplicando un voltaje en la compuerta (Gate), no requiere corriente significativa (a diferencia del transistor BJT).
Entrada de alta impedancia → muy bajo consumo en la compuerta.
Funcionamiento
MOSFET de Enriquecimiento de Canal N (el más común)
Estado VGS Descripción Apagado VGS < Vth (umbral) No hay canal conductor. No circula corriente de D a S.
Encendido VGS > Vth Se forma un canal tipo N. La corriente fluye desde Drenador a Fuente.
🔹 La corriente IDS (de D a S) aumenta con el voltaje entre la compuerta y la fuente (VGS), hasta cierto límite.
MOSFET de Canal P
Funciona igual, pero con polaridades inversas:
Se enciende cuando VGS < Vth (negativo).
La corriente fluye de Fuente a Drenador.
Gate (G) – Compuerta
Drain (D) – Drenador
Source (S) – Fuente
(En algunos casos: Body o Substrato (B) – normalmente conectado internamente a la fuente)
Tipos de MOSFET
De empobrecimiento
Descripción: Conduce corriente incluso sin tensión en la compuerta; se apaga al aplicar tensión inversa.
Tipos:
N-Channel Depletion
P-Channel Depletion
Uso común: Menos frecuente, se encuentra en aplicaciones especiales o antiguas.
MOSFET de Potencia
Descripción: Diseñado para manejar altas corrientes y voltajes.
Características: Alta eficiencia, baja resistencia de conducción.
Aplicaciones: Fuentes conmutadas, controladores de motor, inversores.
MOSFET de Doble Puerta
Descripción: Tiene dos compuertas para controlar mejor la ganancia y la señal.
Uso común: En aplicaciones de radiofrecuencia (RF), mezcladores y amplificadores.
De enriquecimiento
MOSFET de Canal P
Descripción: Utiliza huecos (ausencia de electrones) como portadores de carga principales.
Ventajas: Facilita el diseño de circuitos de conmutación en la parte alta (lado positivo).
Desventaja: Mayor resistencia de conducción comparado con canal N.
Descripción: No conduce en estado de reposo. Solo se activa cuando se aplica una tensión adecuada en la compuerta.
Tipos:
N-Channel Enhancement
P-Channel Enhancement
MOSFET de Canal N
Descripción: Utiliza electrones como portadores de carga principales.
Ventajas: Menor resistencia de conducción (RDS(on)), mayor velocidad de conmutación.
Uso común: Muy utilizado en fuentes de poder, controladores de motores y electrónica de potencia.
