Los interruptores MOSFET son una parte importante del mundo de la ingeniería electrónica en aplicaciones de potencia. En el extremo superior, estos interruptores tienen mucha versatilidad y pueden utilizarse de muchas maneras diferentes. Pero, por supuesto, esto es conmutación de alta tensión, ¿cómo diseñas un interruptor MOSFET que pueda ser utilizado en dichas aplicaciones? Ventajas y desventajas de usar interruptores MOSFET. Bueno, respondamos a estas preguntas en detalle para obtener una perspectiva completa sobre los interruptores MOSFET.
Seleccionar el MOSFET correcto: En aplicaciones de alta potencia, una de las primeras fases en el diseño de un circuito de conmutación es elegir el tipo adecuado de componente mosfet fairchild. El transistor debe tener la capacidad de soportar el voltaje y corriente máximos que verá durante su operación. La resistencia encendida (RDS(ON)) y el voltaje umbral de la puerta (VGS(TH)), entre otros parámetros, también deben considerarse.
Después de encontrar un buen MOSFET, puedes proceder a diseñar la circuitería de control. El motor necesita ser accionado con el voltaje y corriente necesarios por la circuitería de control, para un rápido encendido/apagado de la puerta del MOSFET. Esto generalmente se hace usando un IC de control de puerta, que puede ser operado por un microcontrolador, temporizador u otra señal de control compatible.
Un MOSFET necesita estar protegido contra sobretensiones y también prevenirse de situaciones de alta corriente, para que la operación de conmutación pueda funcionar correctamente. El uso de un diodo Schottky es un medio efectivo para proteger el MOSFET. El diodo de libre rueda absorbe cualquier corriente de retroceso inductivo de la carga y así asegura una protección contra problemas de bloqueo hacia adelante del MOSFET.
Existen muchas ventajas al utilizar interruptores MOSFET en comparación con otras alternativas. Estos beneficios incluyen baja resistencia en estado ON, velocidades de conmutación rápidas y requisitos reducidos de conducción de la puerta. Además, la alta resistencia de entrada lo hace muy adecuado para interfaces con circuitos de transformadores de control de baja potencia.
Dicho esto, es igual de importante mencionar algunas de las desventajas que vienen de la mano con los interruptores MOSFET. La desventaja evidente de estos es su tendencia a entrar en fuga térmica. Operar un MOSFET a altos voltajes y corrientes puede generar más calor, lo que reduce la resistencia; cuando esto ocurre, también causará sobrecalentamiento que lleva al fallo.
Existe otra desventaja de los interruptores MOSFET, que son sensibles a la descarga electrostática (generalmente referida como ESD), lo cual puede romper la capa de óxido de la puerta del propio dispositivo MOS; sin embargo, esto probablemente deteriore algún rendimiento o lo destruya.
Seleccionar entre los diversos tipos de interruptores implica factores como los niveles de voltaje y corriente necesarios, la frecuencia con la que necesitas encenderlos/apagarlos, etc. En general, los interruptores MOSFET funcionan bien en aplicaciones de alta potencia que requieren velocidades de conmutación rápidas y baja resistencia en estado ON.
Para aplicaciones que priorizan la capacidad de control, el BJT puede ser una opción. Los BJTs son populares en aplicaciones de baja potencia ya que generalmente tienen una alta ganancia de corriente y un voltaje de saturación más bajo que los MOSFETs45, lo que los hace preferidos dependiendo de la situación.
Un desafío común con interruptores MOSFET es el escape térmico. El MOSFET solo puede ser electrocutado por un pulso rápido, de lo contrario podría funcionar durante segundos o incluso minutos antes de quemarse. O bien usa un disipador de calor en tu MOSFET para prevenir esto -- calificado a cuantos vatios se calienten los resistores si planeas conducir continuamente y con tasas de disparo rápidas (aunque no se volverán especialmente óptimos) -o reduce el voltaje/corriente cuando se prolonga el deber,-`ccc
Además, golpes accidentales de descarga electrostática (ESD) pueden dañar la capa de óxido de la puerta en interruptores MOSFET. El riesgo es que la ESD puede ocurrir si el MOSFET se agrieta y entra en contacto con la terminal de la puerta, lo que exige un manejo cuidadoso.
Voltaje de Conducción Insuficiente (Vs) Cableado Incorrecto Circuitos Cortos En cualquiera de estos problemas observados, el rastreo de fallas se realizará en los cables y otros componentes, ya que puede ser necesario identificar un componente defectuoso mientras se revisa el remolque.
Circuito de Interruptor MOSFET en una Base para Principiantes Tutorial Paso a Paso
MOSFET Aunque esto puede ser bastante intimidante para los entusiastas de la electrónica novatos que están comenzando, puede ser un proyecto simple que solo toma horas con las partes correctas y paciencia. Lo siguiente es una guía más detallada sobre cómo construir tu propio circuito básico de interruptor MOSFET paso a paso.
Lo Que Necesitas: Aquí tienes lo que necesitarás, un transistor MOSFET, un CI controlador de puerta (2 piezas), un diodo Shotky y pasos del generador LF.
Conecta el MOSFET: Usa una resistencia en serie (conectada entre) la puerta y la fuente de tu IGBT/MOSFET para limitar la corriente de conducción. Inserta el diodo Schottky en paralelo con el MOSFET.
El CI del controlador de puerta debe conectarse a una fuente de alimentación y la señal de control, colocando un resistor de limitación de entrada entre ellos.
Paso 2: Conecte la carga LoadAttach con mosfet. Asegúrese de que la conexión a tierra sea correcta.
Prueba del circuito: Active la señal de control del controlador de puerta para verificar el circuito. El MOSFET podrá encenderse y apagarse con facilidad, permitiendo el paso de corriente a través de la carga.
Conclusión: Los interruptores MOSFET son dispositivos multifuncionales utilizados para conmutar grandes cantidades de potencia y vienen en muchas configuraciones. Estos incluyen ventajas como una baja resistencia en estado ON, alta velocidad de conmutación y muy bajos requisitos de conducción de la puerta, pero también desafíos como la fuga térmica o la susceptibilidad a las descargas electrostáticas. Si elige el tipo correcto de transistor MOSFET combinado con un circuito bien diseñado, todo funcionará sin problemas y se evitarán los problemas habituales.
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