CONECTAR MOSFET A PIC

Como conectar un mosfet de potencia a un microcontrolador
En este artículo describo en modo simple y ejemplificado, la conexión de mosfets a microcontroladores u otros circuitos digitales para controlar motores, leds o cualquier dispositivo de potencia que trabaje con baja tensión continua (DC).
Los mosfets de potencia (power mosfets) son componentes electrónicos que nos permiten de controlarcorrientes muy elevadas. Como en el caso del los mosfets comunes, tienen tres terminales de salida que se llaman: Drain, Source y Gate (D, S y G). La corriente principal pasa entre Source y Drain (ISD) mientras que el control de esta corriente se obtiene aplicando una tensión sobre el terminal Gate (respecto al terminal Source), conocida como VGS.

Conexión directa de un Mosfet a unmicrocontrolador
En condiciones de reposo, la corriente de Gate es prácticamente nula porque al interno del componente, el terminal Gate se encuentra conectado a una especie de capacitor. Por lo tanto circula corriente de Gate solo cuando cambiamos el nivel de tensión de entrada (cambio de estado lógico) y este es el motivo por el cual el consumo de los mosfet (como en el caso de todos los circuitos lógicosMOS) aumenta en proporción a la frecuencia de conmutación.
Existen “power mosfets” de dos tipos: los de canal N y los de canal P. La diferencia entre estos está en la polaridad de conexión Source-Drain y en el hecho que la tensión de Gate de los mosfet de canal P es negativa (las mismas diferencias que existen entre los transistores NPN y PNP).

Símbolos de los mosfet
En base a la aplicación,un mosfet de potencia puede trabajar en la “región lineal” o en “saturación”. En los sistemas analógicos, como por ejemplo en las etapas de salida de los amplificadores de audio, los mosfets trabajan en la región lineal mientras que en los sistemas digitales, en los cuales se usan como interruptores digitales de potencia, estos trabajan en corte (OFF) o saturación (ON). En este artículoanalizaremos solamente los mosfet usados como interruptores digitales.
Cuando un mosfet se encuentra en saturación, el valor de resistencia interno entre Source y Drain (Rsd) es muy bajo y por lo tanto, la disipación de potencia en él será poco significativa no obstante la corriente que lo atraviesa pueda ser muy elevada.

Mosfet usado como simple interruptor de potencia
Para llevar un mosfet a lasaturación, es necesario que la tensión de control en el terminal Gate sea suficientemente alta y esto podría ser un problema si usáramos directamente la baja tensión de salida de un microcontrolador. Me explico mejor con un ejemplo. Para saturar un transistor bipolar (tipo BC548) se necesita superar la tensión de umbral de la base que es solamente de 0,6V. Una tensión de control de 0,6V se puedenobtener con cualquier sistema digital alimentado con 5V, 3,3V y hasta 1,8V. Por el contrario, la tensión necesaria para poner en conducción un mosfet (llamada “tensión de umbral” o Vth) es mucho más elevada (algunos volts) y depende del modelo de mosfet. Es más, aunque si alcanzáramos este valor, no sería suficiente porque deberíamos salir de la región lineal de trabajo para llevarlo a la saturación.Si no fuera así, la conducción no sería plena y por lo tanto parte de la potencia se disiparía en el mosfet en forma de calor porque la potencia disipada por el mosfet es el resultado de la multiplicación entre la caída de tensión y la corriente que pasa por él (Pmosfet = Vsd * Isd).

Curvas de conducción de un hipotético mosfet con las dos regiones de trabajo (lineal y saturación) paradistintas tensiones de Gate
En el diseño podemos ver las curvas de conducción de un típico mosfet de canal N con distintas tensiones de Gate en las dos regiones de trabajo (región lineal a la izquierda del gráfico y saturación a la derecha). Como podemos observar, si quisiéramos obtener una corriente de salida máxima, la tensión de Gate (VGS) debería ser de 7,5V. Este valor varía en base al modelo de...