El MOSFET N mejorado (e-MOSFET) funciona con un voltaje de entrada positivo y tiene una resistencia de entrada extremadamente alta (casi infinita) que hace posible la interfaz con casi cualquier puerta lógica o controlador capaz de producir una salida positiva. En esta disposición se utiliza un MOSFET de canal N para encender y apagar una lámpara.
La tensión de entrada de la puerta VGS se lleva a un nivel de tensión positiva apropiada para encender el dispositivo y, por lo tanto, la carga está "ENCENDIDA", ( V GS = + ve ) a un nivel de voltaje cero apaga el dispositivo, ( V GS = 0 ).
Si la carga resistiva de la lámpara fuera reemplazada por una carga inductiva tal como una bobina, solenoide o relé, se requeriría un "diodo" en paralelo con la carga para proteger el MOSFET de cualquier pico de voltage generado.
Arriba se muestra un circuito muy simple para conmutar una carga resistiva, como una lámpara o un LED. Pero cuando se utilizan MOSFET de potencia para conmutar cargas inductivas o capacitivas se requiere alguna forma de protección para evitar que el dispositivo MOSFET se dañe. Conducir una carga inductiva tiene el efecto opuesto a conducir una carga capacitiva.
Por ejemplo, un condensador sin carga eléctrica es un cortocircuito, lo que provoca una gran "corriente" , cuando eliminamos el voltaje de una carga inductiva es porque se produce una gran acumulación de voltaje inverso a medida que el campo magnético colapsa, lo que resulta en una fuerza inducida por la fuerza de retroceso en los bobinados del inductor.
Tenga en cuenta que a diferencia del MOSFET de canal N cuyo terminal de puerta debe ser más positivo (atrayendo electrones) que la fuente para permitir que la corriente fluya a través del canal, la conducción a través del MOSFET de canal P se debe al flujo de agujeros. El terminal Gate de un MOSFET de canal P debe hacerse más negativo que la fuente y solo dejará de conducir (corte) hasta que la puerta sea más positiva que la fuente.
Entonces, para que el MOSFET de potencia tipo eMosfet funcione como un dispositivo de conmutación analógico, debe cambiarse entre su "Región de corte" donde V GS = 0 (o V GS = -ve ) y su "Región de saturación" V GS (encendido) = + ve . La potencia disipada en el MOSFET ( P D ) depende de la corriente que fluye a través del canal I D en la saturación y también de la "resistencia ON" del canal dada como R DS (encendido) .
Control de motor MOSFET de potencia
Debido a la entrada extremadamente alta o la resistencia de la compuerta que tiene el MOSFET, sus velocidades de conmutación son muy rápidas y la facilidad con la que pueden manejarse los hace ideales para la interfaz con amplificadores operacionales o compuertas lógicas estándar. Sin embargo, se debe tener cuidado en garantizar que la tensión de entrada de la compuerta sea elegida correctamente porque cuando se utiliza el MOSFET como interruptor, el dispositivo debe obtener una baja resistencia de canal R DS (en) en proporción a la tensión de compuerta de entrada.
Los MOSFET de potencia de tipo de umbral bajo no pueden "ENCENDER" hasta que se haya aplicado al menos 3V o 4V a su puerta y si la salida de la puerta lógica es solo de + 5V, puede ser insuficiente para conducir completamente el MOSFET a saturación. Utilizando MOSFETs de umbral más bajo diseñados para interconectarse con puertas lógicas TTL y CMOS que tienen umbrales tan bajos como 1.5V a 2.0V soluciona esta caracteristica.
Los MOSFET de potencia se pueden usar para controlar el movimiento de motores de CC o motores paso a paso sin escobillas directamente desde la lógica de la computadora o mediante el uso de controladores de tipo de modulación por ancho de pulso (PWM). Como un motor de CC ofrece un alto par de arranque y también es proporcional a la corriente del inducido, los interruptores MOSFET junto con un PWM se pueden utilizar como un controlador de velocidad muy bueno que proporcionaría un funcionamiento suave y silencioso del motor.
Controlador de motor MOSFET de potencia simple
Como la carga del motor es inductiva, un diodo simple se conecta a través de la carga inductiva para disipar cualquier contrafuerza generada por el motor cuando el MOSFET lo "APAGA". También se puede usar una red de sujeción formada por un diodo zener en serie con el diodo para permitir una conmutación más rápida y un mejor control del pico de voltaje inverso.
Para mayor seguridad un diodo d2 silicio o diodo Zener adicional D 1 también se puede colocar a través del canal de interrupciin del MOSFET utilizando en cargas inductivas, tales como motores, relés, solenoides, etc, para la supresión de sobre voltaje transitorio de conmutación y ruido que da una protección adicional a la Interruptor MOSFET. La resistencia R 2 se utiliza como resistencia de pull-down para ayudar a tirar abajo la tensión de salida TTL a 0V cuando el MOSFET se apaga.
