¿Es seguro accionar un MOSFET desde un pin de salida de un microcontrolador?

Question

He utilizado BJTs comúnmente disponibles como el 2N2222 y el 2N3904 como interruptores operándolos en "modo de saturación" desde mi MCU. Sin embargo, creo que para este tipo de aplicaciones, un MOSFET es un dispositivo más apropiado. Sin embargo, tengo algunas preguntas.

1) ¿Tiene un MOSFET un "modo de saturación" como el BJT? ¿Esta "saturación" se consigue simplemente proporcionando una tensión lo suficientemente alta en la base como para que el MOSFET esté completamente "encendido"?

2) ¿Es seguro accionar el MOSFET directamente desde la MCU? Tengo entendido que la puerta del MOSFET se comporta como un condensador, y por lo tanto consume algo de corriente mientras se "carga", y ninguna después. ¿Es esta corriente de carga lo suficientemente alta como para dañar el pin del MCU? Colocando una resistencia en serie con la puerta, puedo proteger la clavija, pero esto ralentizará el interruptor, lo que posiblemente provoque una alta disipación de calor por parte del MOSFET?

3) ¿Cuál es un MOSFET "aficionado" común adecuado para diversas situaciones de baja potencia? Es decir, ¿cuál es el MOSFET equivalente a un 2N2222 o 2N3904?

Answer 1

Muchos MOSFETs de potencia requieren una alta tensión de puerta para cargas de alta corriente, para asegurar que se enciendan completamente. Sin embargo, hay algunos con entradas de nivel lógico. Las hojas de datos pueden ser engañosas, a menudo dan la tensión de puerta para una corriente de 250 mA en la primera página, y te encuentras con que necesitan 12V para 5A, digamos.

Es una buena idea poner una resistencia a tierra en la puerta si un MOSFET es conducido por una salida de MCU. Los pines del MCU suelen ser entradas en el reset, y esto podría hacer que la puerta flotara momentáneamente, quizás encendiendo el dispositivo, hasta que el programa comience a ejecutarse. No dañarás la salida del MCU conectándola directamente a la puerta de un MOSFET.

El BS170 y el 2N7000 son más o menos equivalentes a los BJT que has mencionado. T

Answer 2

Es seguro -en general- y funcionará si selecciona un MOSFET de "nivel lógico". Tenga en cuenta que "nivel lógico" no parece ser un término exactamente estandarizado, y no aparecerá necesariamente como parámetro en la búsqueda paramétrica en los sitios de los proveedores, ni tampoco necesariamente aparecen en la hoja de datos. Sin embargo, verá que los MOSFET de nivel lógico suelen tener una "L" en el número de pieza, por ejemplo: IR540 (nivel no lógico) frente a IRL540 (nivel lógico). Lo más importante es buscar en la hoja de datos y comprobar el valor VGS (umbral) y mirar el gráfico que muestra el flujo de corriente frente a VGS. Si el VGS(umbral) es de 1,8V o 2,1V más o menos, y la "curva" del gráfico está en torno a los 5 voltios, básicamente tienes un MOSFET de nivel lógico.

Para ver un ejemplo de las especificaciones de un MOSFET de nivel lógico, consulte esta hoja de datos:

http://www.futurlec.com/Transistors/IRL540N.shtml

La figura 3 es el gráfico al que me refería.

Dicho esto, veo que mucha gente sigue recomendando el uso de un optoaislador entre el microcontrolador y el MOSFET, sólo para estar más seguros.

Answer 3

En cuanto a la saturación: sí, pero no se llama saturación (que en realidad corresponde a la región lineal en los transistores bipolares). En su lugar, hay que fijarse en las hojas de datos y en la resistencia nominal de encendido Rdson, que se especifica a una determinada tensión de puerta-fuente para cada pieza. Los MOSFET suelen estar especificados a uno o varios de los siguientes valores: 10V, 4,5V, 3,3V, 2,5V.

Yo pondría dos resistencias en el circuito: una desde la puerta a tierra, como ha mencionado Leon (en realidad yo la pondría desde la salida de la MCU a tierra), y otra entre la salida de la MCU y la puerta, para proteger la MCU en caso de que el MOSFET tenga un fallo.

Más debate en esta entrada del blog .

En cuanto a qué MOSFET usar, realmente no hay un paralelo al 2N3904/2N2222.

El 2N7000 es probablemente el FET más común y barato que existe. Para otros FETs de gelatina, yo miraría Fairchild FDV301N,FDV302P,FDV303N,FDV304P.

Para el siguiente paso (nivel de potencia más alto), yo miraría el IRF510 (100V), o el IRFZ14 (60V), ambos en TO-220, aunque estos son FETs básicos especificados a 10V puerta-fuente. Los FET de nivel lógico (IRL510, IRLZ14) tienen Rdson especificado a 4,5V en la fuente de la puerta.

Answer 4

En respuesta a la pregunta 3, he encontrado el Fairchild FQP30N06L es ideal para conducir un dispositivo de alta potencia desde un MCU a niveles lógicos. No es barato (0,84 GPB), pero gran para n00bs perezosos como yo. Los estoy usando para alimentar tiras de luz LED RGB de 12V.

Algunas estadísticas:

Vdss Drain-Source Voltage: 60 V
Id Drain Current: Continuous (TC = 25°C) 32 A
                  Continuous (TC = 100°C) 22.6 A
Vgss Gate-Source Voltage: ± 20 V
Vgs(th) Gate Threshold Voltage: 1.0--2.5 V

Por lo tanto, los 3,3v de la Raspberry Pi están por encima del umbral superior de la puerta de 2,5V, lo que asegurará que el drenaje esté completamente abierto.

Answer 5

Conducir el mosfet de potencia es conducir el condensador 1-8nf. es lento con la resistencia y no es posible sin ella. el mosfet requiere un interruptor rápido y potente delante de él: bjt