¿Qué es un transistor MOSFET? | Cómo funciona un MOSFET | Transistores de potencia

Introducción a los Transistores MOSFET

Características Generales de los Transistores MOSFET

• En el video se presenta un enfoque en los transistores MOSFET, la siguiente generación después de los BJT.

• Se mencionan dos tipos de transistores dentro del grupo FET: JFET y MOSFET, destacando que "MOS" significa metal-óxido-semiconductor.

• Los transistores BJT son controlados por corriente, mientras que los MOSFET son controlados por voltaje, lo que les permite funcionar como conmutadores.

Estructura y Símbolos de los Transistores

• Los transistores tienen tres terminales: puerta (equivalente a la base en BJT), drenaje y fuente (equivalentes al colector y emisor).

• Se explica la diferencia entre transistores de enriquecimiento (línea discontinua en el símbolo) y empobrecimiento (línea continua).

Identificación del Tipo de Canal

• La dirección de la flecha en el símbolo indica el tipo de canal: si va del positivo al negativo es canal N; si va al contrario, es canal P.

Funcionamiento del Transistor MOSFET

Composición Interna del Transistor

• El transistor IRF540N se utiliza como ejemplo para explicar su estructura básica, incluyendo compuerta metálica, óxido aislante y substrato metálico.

• Se aclara que el terminal fuente está conectado al substrato metálico internamente, formando un capacitor entre G y S.

Proceso de Conducción

• Cuando no hay voltaje en G respecto a S, no circula corriente. Al aplicar voltaje a G, se atraen electrones creando un canal n virtual.

• Si VGS supera VGSth (voltaje umbral), se forma un canal suficiente para permitir el paso de corriente.

Modos de Funcionamiento del Transistor

Regiones Operativas

• Existen tres modos:

• Región de corte: V_GS ≤ V_GSth; actúa como circuito abierto.

• Región de saturación: V_DS = V_GS - V_GSth; actúa como cortocircuito permitiendo alta conducción.

• Región lineal u óhmica: V_DS ≤ V_GS - V_GSth; funciona como resistencia variable con mayor disipación térmica.

Ejemplo Práctico

¿Cuál es la mejor opción de transistor para controlar motores?

Comparación entre transistores BJT y MOSFET

• La mejor opción para aumentar la corriente en el emisor es un transistor BJT, que responde al aumento de corriente en la base.

• Para controlar un motor con señal PWM, se recomienda usar un transistor MOSFET debido a su capacidad de conmutar rápidamente y mantener una señal cuadrada en la salida.

• Un integrado 555 o un controlador como Arduino pueden generar la señal cuadrada necesaria para el control del motor.

• Los transistores MOSFET son preferidos porque trabajan eficientemente con voltaje, lo que les permite manejar señales PWM sin distorsión.

Ventajas y desventajas de los transistores MOSFET

• Las ventajas de los transistores MOSFET incluyen alta velocidad de conmutación, control por voltaje con baja corriente en la puerta y mayor estabilidad térmica comparado con los BJT.

• Sin embargo, presentan desventajas como vulnerabilidad a daños por electricidad estática y menor linealidad en comparación con los BJT.

Tipos de transistores MOSFET

• Se discute específicamente sobre los transistores MOSFET de enriquecimiento de canal N, que son los más utilizados en aplicaciones prácticas.