Alguien me dijo que este circuito tiene "poca capacidad de accionamiento de la puerta":
simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
¿Qué significa eso exactamente? Lo he probado con un LED como carga para M1, y el microcontrolador es capaz de encenderlo y apagarlo sin problemas. ¿En qué circunstancias es un problema la escasa capacidad de accionamiento? ¿Cómo puedo mejorarla?
La respuesta está al final, pero, por si acaso no estás familiarizado con el concepto de condensador MOS, haré un rápido repaso.
Condensador MOS:
La puerta del transistor MOSFET es esencialmente un condensador. Cuando se aplica cualquier tensión a este condensador, responde acumulando una carga eléctrica:
La carga acumulada en el electrodo de la compuerta es inútil, pero la carga bajo el electrodo forma un canal conductor que permite el paso de una corriente entre los terminales de la fuente y el drenaje:
El transistor se pone en ON cuando la carga almacenada en este condensador es apreciable. La tensión de la puerta a la que esto sucede se llama tensión de umbral (esencialmente es la tensión de la puerta al cuerpo que es relevante aquí, pero vamos a suponer que el cuerpo se define como potencial cero).
Como sabrás, cargar un condensador a través de una resistencia lleva su tiempo (siempre hay alguna resistencia presente, aunque el esquema no contenga resistencias). Este tiempo depende del valor del condensador y de la resistencia:
Combinando todas las afirmaciones anteriores obtenemos:
La respuesta:
Cuando se dice "poca capacidad de accionamiento de la puerta" se quiere decir que los tiempos de encendido y apagado del transistor en una configuración determinada son demasiado largos.
"¿Demasiado tiempo comparado con qué?", te preguntarás, y ésta es la pregunta más importante que hay que hacerse. Los tiempos de encendido y apagado necesarios dependen de muchos aspectos, en los que no quiero entrar. Sólo como ejemplo, piense en conducir el transistor con una onda cuadrada periódica que tenga un ciclo de trabajo del 50% y un período de 10ms. Se quiere que el transistor esté en ON durante la fase alta y en OFF durante la fase baja de la señal. Ahora, si el tiempo de encendido del transistor en una configuración dada será de 10ms, está claro que 5ms de señal de fase alta no serán suficientes para encenderlo del todo. La configuración dada tiene una "pobre capacidad de accionamiento de la puerta".
Cuando utilizaste el transistor para encender el LED, no empleaste frecuencias de conmutación elevadas, ¿verdad? En este caso, el tiempo de conmutación del transistor no tenía mayor importancia, sólo querías ver que sí se enciende y apaga eventualmente.
Resumen:
La "capacidad de accionamiento de la puerta" no puede ser buena o mala en general, sino que puede ser lo suficientemente buena para su aplicación o no. Depende de los tiempos de conmutación que quieras conseguir.
Para reducir los tiempos de conmutación puede hacer lo siguiente:
No se puede hacer nada con respecto a la capacitancia de la puerta: es una propiedad incorporada del transistor.
Espero que esto ayude
El problema surge cuando los MOSFETs deben encenderse y apagarse a una frecuencia relativamente alta. La capacitancia de Miller introducida en la compuerta (Cgs) desempeña entonces un papel importante, de modo que la carga/descarga de esta capacitancia a una frecuencia elevada requiere que se inyecten corrientes superiores a 1A en la compuerta.
Sin embargo, en funcionamiento DC y estático, el circuito de accionamiento "ve" una carga de muy alta impedancia y puede encender/apagar fácilmente el MOSFET. Sólo para probar y verificar, aumenta la frecuencia del pin GPIO en el esquema mostrado y observa la forma de onda en la puerta del MOSFET.
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