SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 25
Downloaden Sie, um offline zu lesen
¿Por qué el MOSFET de
 enriquecimiento ha revolucionado la
    industria de los ordenadores?
• Por su tensión umbral que es ideal para
  emplearse como dispositivo de conmutación.
  Cuando la tensión de puerta es mayor que la
  tensión umbral, el dispositivo conduce. Esta
  acción de corte-conducción es fundamental
  en la construcción de circuitos para
  ordenadores. Un ordenador común utiliza
  millones de MOSFET de enriquecimiento
  como conmutadores de conexión-desconexión
  para procesar datos.
Inversor con carga pasiva

                                       MOSFET de
                                  enriquecimiento con
                                   una carga pasiva.




La palabra pasiva se refiere a una resistencia
normal, como RD.
En este circuito, Vin puede ser alta o baja. Cuando
Vin está en nivel bajo, el MOSFET está en corte y Vout
es igual a la tensión de alimentación VDD.
Cuando Vin está en nivel alto, el MOSFET conduce y VDD
cae a un valor pequeño. Para que este circuito trabaje
de forma adecuada, la corriente de saturación ID(sat)
tiene que ser menor que I(on) cuando la tensión de
entrada es igual o mayor que VGS(on). Esto es
equivalente a decir que la resistencia en la zona óhmica
tiene que ser mucho menor que la resistencia pasiva
de drenador. Simbólicamente:
                      RDS(on) « R D
Este circuito se denomina inversor, ya que la
tensión de salida es de nivel opuesto a la de
entrada. Cuando la tensión de entrada está en
nivel alto, la tensión de salida está en nivel bajo.
Los circuitos de conmutación son menos
exigentes que los amplificadores. Lo único que se
requiere en los circuitos de conmutación es que
las tensiones de entrada y de salida se puedan
reconocer fácilmente, ya sea en nivel bajo o en
nivel alto.
Inversor con carga activa
Los circuitos integrados (CI) constan de miles de
transistores de tamaño microscópico, bipolares o MOS.
Los primeros circuitos integrados también incluían
resistencias de carga pasivas. Pero una resistencia de
carga pasiva tiene una gran desventaja: su tamaño es
mucho mayor que el de un MOSFET. Por ello, los
circuitos integrados con resistencias de carga pasivas
eran de mayor tamaño que los que se utilizan
actualmente. Alguien encontró una solución al
problema al inventar resistencias de carga activas.
Éstas redujeron el tamaño de los circuitos integrados,
lo que dio lugar a los ordenadores personales que
tenemos hoy día.
La idea fundamental fue eliminar las
resistencias de carga pasivas. ¿Pero cómo?
La Figura muestra el invento. Se
denomina inversor con carga activa.
El MOSFET inferior aún actúa
como un conmutador, pero el MOSFET superior actúa
como una resistencia de valor elevado. Observe que el
MOSFET superior tiene su puerta conectada a su
drenador. Por esta razón, se convierte en un dispositivo
de dos terminales con una resistencia activa de valor:


donde VDS(activa) e IDS(activa) son tensiones y corrientes en la zona activa.
Para que el circuito trabaje de forma
adecuada, la R del MOSFET superior debe ser
grande comparada con la RDs(on) del MOSFET
inferior. Por ejemplo, si el MOSFET superior
actúa igual que una RD
de 5 kΩ y el inferior igual que una RDS(on) de
667Ω, la tensión de salida será baja.
Al ser VGS =VDS, cada punto de trabajo de este
MOSFET tiene que estar en la curva de dos
terminales de la figura. Si se comprueba cada
punto de la curva de dos terminales, se verá
que VGS =VDS.
La curva de dos terminales de la figura
significa que el MOSFET superior actúa como
una resistencia de valor RD.
Este valor cambia ligeramente para los
diferentes puntos. Por ejemplo, en el punto
más alto mostrado en la figura, la curva tiene
ID =3 mA Y VDS =15 V.
El siguiente punto hacia abajo

Mediante un cálculo similar, el punto más bajo
donde ID =0,7 mA y VDS = 5 V, tiene una RD=7,2
kΩ.
Si el MOSFET inferior tiene las mismas
características de salida que el superior,
entonces tiene una RDS(on) de:
CMOS
Con el inversor de carga activa, la corriente de
drenador con salida baja es aproximadamente igual
para ID(SAT). Esto puede crear un problema en los
equipos que funcionan con baterías. Una forma de
reducir la corriente de drenador de un circuito digital
es con el MOS complementario (CMOS) que combina
MOSFET de canal n y de canal p.
Q1 es un MOSFET de canal p y Q2 es de canal n. Estos
dos dispositivos son complementarios; es decir, tienen
valores iguales y opuestos de VGS(th), VGS(on), ID(on), etc. El
circuito es similar a un amplificador en clase B porque
un MOSFET conduce mientras el otro está en corte.
Cuando un circuito CMOS se
Funcionamiento básico   emplea en una aplicación de
                        conmutación, la tensión de
                        entrada puede ser alta (+VDD) o
                        baja (OV). Si la tensión de
                        entrada es alta, QI está en corte y
                        Q2 conduce. En este caso, el Q2
                        cortocircuitado lleva la tensión
                        de salida a masa. Por otro lado,
                        si la tensión de entrada es baja,
                        Q1 conduce y Q2 está en corte.
                        Ahora, el Ql cortocircuitado lleva
                        la tensión de salida hasta +VDD.
                        Como la tensión de salida está
                        invertida, el circuito se
                        denomina inversor CMOS.
Variación de la tensión de salida con la
              de entrada
                      Cuando la tensión de
                      entrada es cero, la de salida
                      es alta. Cuando la tensión
                      de entrada es alta, la de
                      salida es baja. Entre estos
                      dos extremos hay un punto
                      de cruce donde la tensión
                      de entrada es igual a +V
                      En este punto, ambos
                      MOSFET tienen las mismas
                      resistencias y la tensión de
                      salida es igual a +VDD /2.
Consumo de potencia
La principal ventaja del CMOS es que su consumo de potencia es
extremadamente bajo. La corriente de drenador en el punto Q viene
determinada por el dispositivo que no conduce. Ya que la resistencia es del
orden de MΩs, el consumo de potencia en el punto Q(reposo) se aproxima a
cero.
El consumo de potencia se incrementa cuando la señal de entrada cambia de
baja a alta, y viceversa; a medio camino de la transición entre el nivel bajo y el
alto, o viceversa, ambos MOSFET están activos. Esto significa que la corriente
de drenador se incrementa temporalmente. Como esta transición es muy
rápida, sólo existe un pulso breve de corriente. Un dispositivo CMOS disipa
más potencia media cuando está en transición que cuando está en reposo.
Como los pulsos de corriente son muy cortos, la potencia media disipada es
muy baja en conmutación. De hecho, el consumo medio de potencia es tan
pequeño que los circuitos CMOS a menudo se usan para aplicaciones con
alimentación por baterías tales como calculadoras, relojes digitales y
dispositivos de ayuda a los sordos.
FET DE POTENCIA
El uso principal de los MOSFET de
enriquecimiento de baja potencia es en circuitos
integrados digitales. No sucede lo mismo para
aplicaciones de alta potencia, en cuyo caso el
MOSFET de enriquecimiento es un dispositivo
discreto ampliamente utilizado en aplicaciones
que controlan motores, lámparas, disqueteras,
impresoras, fuentes de alimentación, etc. En
estas     aplicaciones,     el     MOSFET      de
enriquecimiento se denomina FET de potencia.
Dispositivos discretos
Los fabricantes producen distintos tipos de dispositivos, tales como VMOS,
TMOS, hexFET, trench MOSFET y waveFET. Todos estos FET de potencia
emplean diferente geometría del canal para aumentar sus limitaciones
máximas. Estos dispositivos tienen limitaciones de corriente desde 1 A
hasta más de 200 A, y imitaciones de potencia desde 1 W a más de 500 W.
Nótese que VGS(on) es 10 V para todos estos dispositivos. Al ser físicamente
grandes, requieren valores altos de VGS(on) para asegurar el funcionamiento
en la zona óhmica. Como se puede observar, las limitaciones de potencia
son considerables, capaces de manejar aplicaciones pesadas como
control en automoción, iluminación y calefacción.
El análisis de un circuito FET de potencia es igual que para dispositivos de
pequeña señal. Cuando se excita con una tensión V05(on) =10 V, un FET de
potencia tiene una resistencia pequeña R una ID(sat) menor que ID(on)
cuando V0 5 =V D5 (On) en la zona óhmica. Como antes, 0 5 (on)
garantiza que el dispositivo está funcionando en la zona óhmica y actúa
como una pequeña resistencia.
• El FET de potencia a diferencia de los
  transistores bipolares no tiene escape térmico,
  y pueden ser conectados en paralelo.
FET de potencia como interfase
• Los circuitos integrados digitales son
  dispositivos de baja potencia porque pueden
  proporcionar sólo pequeñas corrientes de
  carga. Si se desea usar la salida de un CI para
  excitar una carga que necesita una gran
  corriente, se puede emplear un FET de
  potencia como interfase.
La salida del CI digital excita la puerta del FET de potencia.
Cuando la salida digital es alta, el FET de potencia es como
un interruptor cerrado. Cuando la salida digital es baja, el
FET de potencia es como un interruptor abierto. Una de las
aplicaciones más importantes de los FET de potencia
consiste en servir de interfase entre CI digitales (MOSFET y
CMOS de pequeña señal) y cargas de alta potencia.
• Cuando la salida del CMOS tiene valor alto, el FET de
  potencia actúa como un interruptor cerrado. En este
  caso, el arrollamiento del motor tiene una tensión de
  12 V a su través y el eje gira. Cuando la salida del
  CMOS es baja, el FET de potencia está abierto y el
  motor para de girar.
Convertidores dc-ac
• Cuando hay un fallo repentino de
  alimentación, los ordenadores dejan de
  funcionar y se pueden perder datos de gran
  valor. Una solución consiste en utilizar un
  sistema de alimentación ininterrumpida (SAl).
  Un SAl contien euna batería y un convertidor
  dc-ac. La idea básica es ésta: cuando hay un
  fallo de alimentación, la tensión de la batería
  se convierte a una tensión alterna que
  alimenta el ordenador.
Cuando la alimentación falla, se activan otros circuitos y
generan una onda cuadrada para excitar la puerta. Esta
onda conmuta el FET de potencia entre corte y activación.
Como aparece una onda cuadrada a través de los
arrollamientos del transformador, el arrollamiento
secundario puede proporcionar la tensión alterna necesaria
para mantener el ordenador funcionando.
Convertidores dc-dc
• Es un circuito que convierte una tensión
  continua de entrada en otra tensión continua
  de salida de valor mayor o menor. El FET de
  potencia conmuta produciendo una onda
  cuadrada a través del arrollamiento
  secundario. El rectificador de media onda y el
  filtro con condensador a la entrada producen,
  entonces, la tensión de salida Vout
Usando diferentes relaciones de espiras
podemos obtener tensiones de salida que son
inferiores o superiores a Vino Para reducir el
rizado se puede usar un rectificador de onda
completa o un puente rectificador.
Muestra de FET de Potencia

Más contenido relacionado

Was ist angesagt?

Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente MosfetAmplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente MosfetMaría Dovale
 
Electronica analisis a pequeña señal fet
Electronica  analisis a pequeña señal fetElectronica  analisis a pequeña señal fet
Electronica analisis a pequeña señal fetVelmuz Buzz
 
Electronica De Potencia
Electronica De PotenciaElectronica De Potencia
Electronica De Potenciaandres
 
Cuadro comparativo de familias logicas
Cuadro comparativo de familias logicasCuadro comparativo de familias logicas
Cuadro comparativo de familias logicasGermanGeorge
 
Amplificadores multiplicadores
Amplificadores multiplicadoresAmplificadores multiplicadores
Amplificadores multiplicadoresZaiida Lozano
 
1.3.1 polarizacion del jfet
1.3.1 polarizacion del jfet1.3.1 polarizacion del jfet
1.3.1 polarizacion del jfetjosefer28051989
 
Exposicion IGBT
Exposicion IGBTExposicion IGBT
Exposicion IGBTdavid
 
Cap 07 transformada-z (1)
Cap 07 transformada-z (1)Cap 07 transformada-z (1)
Cap 07 transformada-z (1)Joel Ramirez
 
Puente de Medición
Puente de MediciónPuente de Medición
Puente de MediciónYasmiraG
 
Transistores mosfet
Transistores mosfetTransistores mosfet
Transistores mosfetMarcelo Coca
 
El transistor como interruptor y amplificador
El transistor como interruptor y amplificadorEl transistor como interruptor y amplificador
El transistor como interruptor y amplificadorSebastian Hermosilla
 
planos-esquematicos-de-circuitos-electronicos
 planos-esquematicos-de-circuitos-electronicos planos-esquematicos-de-circuitos-electronicos
planos-esquematicos-de-circuitos-electronicosDiegoFernandoGomezVa
 
Transistores datasheet
Transistores   datasheetTransistores   datasheet
Transistores datasheetjcrivam
 

Was ist angesagt? (20)

Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente MosfetAmplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
 
Electronica analisis a pequeña señal fet
Electronica  analisis a pequeña señal fetElectronica  analisis a pequeña señal fet
Electronica analisis a pequeña señal fet
 
Mosfet
MosfetMosfet
Mosfet
 
Clases Amplificadores Operacionales
Clases Amplificadores OperacionalesClases Amplificadores Operacionales
Clases Amplificadores Operacionales
 
Electronica De Potencia
Electronica De PotenciaElectronica De Potencia
Electronica De Potencia
 
Cuadro comparativo de familias logicas
Cuadro comparativo de familias logicasCuadro comparativo de familias logicas
Cuadro comparativo de familias logicas
 
Amplificadores multiplicadores
Amplificadores multiplicadoresAmplificadores multiplicadores
Amplificadores multiplicadores
 
1.3.1 polarizacion del jfet
1.3.1 polarizacion del jfet1.3.1 polarizacion del jfet
1.3.1 polarizacion del jfet
 
Exposicion IGBT
Exposicion IGBTExposicion IGBT
Exposicion IGBT
 
Practica Amplificador clase AB
Practica Amplificador clase ABPractica Amplificador clase AB
Practica Amplificador clase AB
 
Igbt listo
Igbt listoIgbt listo
Igbt listo
 
Cap 07 transformada-z (1)
Cap 07 transformada-z (1)Cap 07 transformada-z (1)
Cap 07 transformada-z (1)
 
Puente de Medición
Puente de MediciónPuente de Medición
Puente de Medición
 
Transistores mosfet
Transistores mosfetTransistores mosfet
Transistores mosfet
 
El transistor como interruptor y amplificador
El transistor como interruptor y amplificadorEl transistor como interruptor y amplificador
El transistor como interruptor y amplificador
 
planos-esquematicos-de-circuitos-electronicos
 planos-esquematicos-de-circuitos-electronicos planos-esquematicos-de-circuitos-electronicos
planos-esquematicos-de-circuitos-electronicos
 
330 circuitos
330 circuitos330 circuitos
330 circuitos
 
Transistores datasheet
Transistores   datasheetTransistores   datasheet
Transistores datasheet
 
Mosfet
MosfetMosfet
Mosfet
 
PUT
PUTPUT
PUT
 

Andere mochten auch

Familias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy Bohorquez
Familias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy BohorquezFamilias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy Bohorquez
Familias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy BohorquezEdwin RodriG'z
 
Presentacion familias logicas
Presentacion familias logicasPresentacion familias logicas
Presentacion familias logicasSMCangry
 
Circuitos integrados
Circuitos integradosCircuitos integrados
Circuitos integradosJimmy Reyes
 
Tema 2 sistemas de numeración operaciones y códigos
Tema 2  sistemas de numeración operaciones y códigosTema 2  sistemas de numeración operaciones y códigos
Tema 2 sistemas de numeración operaciones y códigosToni Garcia
 
Comparaciones entre familias logicas
Comparaciones entre familias logicasComparaciones entre familias logicas
Comparaciones entre familias logicasRenny Medina
 
L ochoa-familias-lógicas
L ochoa-familias-lógicasL ochoa-familias-lógicas
L ochoa-familias-lógicasleo_8a
 
Circuitos electronicos 2 mosfet
Circuitos electronicos 2 mosfetCircuitos electronicos 2 mosfet
Circuitos electronicos 2 mosfetAlex Quispe Ore
 
Familias lógicas de circuitos integrados
Familias lógicas de circuitos integradosFamilias lógicas de circuitos integrados
Familias lógicas de circuitos integrados07051999avella
 
Exposicion electronica digital
Exposicion electronica digitalExposicion electronica digital
Exposicion electronica digitalwm_black
 

Andere mochten auch (12)

Familias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy Bohorquez
Familias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy BohorquezFamilias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy Bohorquez
Familias de circuitos integrados lógicos. Por: Edwin Rodriguez- Jimmy Bohorquez
 
Presentacion familias logicas
Presentacion familias logicasPresentacion familias logicas
Presentacion familias logicas
 
Circuitos integrados
Circuitos integradosCircuitos integrados
Circuitos integrados
 
Tema 2 sistemas de numeración operaciones y códigos
Tema 2  sistemas de numeración operaciones y códigosTema 2  sistemas de numeración operaciones y códigos
Tema 2 sistemas de numeración operaciones y códigos
 
Comparaciones entre familias logicas
Comparaciones entre familias logicasComparaciones entre familias logicas
Comparaciones entre familias logicas
 
L ochoa-familias-lógicas
L ochoa-familias-lógicasL ochoa-familias-lógicas
L ochoa-familias-lógicas
 
Familias logicas
Familias logicasFamilias logicas
Familias logicas
 
Circuitos electronicos 2 mosfet
Circuitos electronicos 2 mosfetCircuitos electronicos 2 mosfet
Circuitos electronicos 2 mosfet
 
Familias lógicas de circuitos integrados
Familias lógicas de circuitos integradosFamilias lógicas de circuitos integrados
Familias lógicas de circuitos integrados
 
Familias Lógicas
Familias LógicasFamilias Lógicas
Familias Lógicas
 
Exposicion electronica digital
Exposicion electronica digitalExposicion electronica digital
Exposicion electronica digital
 
Cmos
CmosCmos
Cmos
 

Ähnlich wie Mosfet

Electrónica: Dispositivos de control.pdf
Electrónica: Dispositivos de control.pdfElectrónica: Dispositivos de control.pdf
Electrónica: Dispositivos de control.pdfSANTIAGO PABLO ALBERTO
 
Mosfet de potencia en microcontrolador
Mosfet de potencia en microcontroladorMosfet de potencia en microcontrolador
Mosfet de potencia en microcontroladorCarlos Carlosnoemi
 
Insulated-gate bipolar transistor
Insulated-gate bipolar transistorInsulated-gate bipolar transistor
Insulated-gate bipolar transistorDiego Chiapa
 
Ampcontransistor fet
Ampcontransistor fetAmpcontransistor fet
Ampcontransistor fetRamon Sancha
 
Electronica transitores efecto de cambio
Electronica transitores efecto de cambioElectronica transitores efecto de cambio
Electronica transitores efecto de cambioVelmuz Buzz
 
Presentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).ppt
Presentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).pptPresentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).ppt
Presentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).pptADRINPELAYOGARCA1
 
00069525
0006952500069525
00069525p3tt3r
 
Transistores
TransistoresTransistores
TransistoresGDVM
 
presentacion de campo.pdf
presentacion de campo.pdfpresentacion de campo.pdf
presentacion de campo.pdfEnriqueOliva4
 
Transistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffetTransistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffetAldair Serrano
 
Transistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffetTransistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffetAldair Serrano
 
Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...
Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...
Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...SANTIAGO PABLO ALBERTO
 

Ähnlich wie Mosfet (20)

Electrónica: Dispositivos de control.pdf
Electrónica: Dispositivos de control.pdfElectrónica: Dispositivos de control.pdf
Electrónica: Dispositivos de control.pdf
 
Electrónica: Dispositivos de control
Electrónica: Dispositivos de controlElectrónica: Dispositivos de control
Electrónica: Dispositivos de control
 
Mosfet de potencia en microcontrolador
Mosfet de potencia en microcontroladorMosfet de potencia en microcontrolador
Mosfet de potencia en microcontrolador
 
MOSFET.pptx
MOSFET.pptxMOSFET.pptx
MOSFET.pptx
 
Insulated-gate bipolar transistor
Insulated-gate bipolar transistorInsulated-gate bipolar transistor
Insulated-gate bipolar transistor
 
Presentación fet
Presentación fetPresentación fet
Presentación fet
 
Ampcontransistor fet
Ampcontransistor fetAmpcontransistor fet
Ampcontransistor fet
 
Electronica transitores efecto de cambio
Electronica transitores efecto de cambioElectronica transitores efecto de cambio
Electronica transitores efecto de cambio
 
Presentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).ppt
Presentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).pptPresentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).ppt
Presentación de EA (potencia de disipación en encendido de BJT).ppt
 
Mosfet_Introduccion.pptx
Mosfet_Introduccion.pptxMosfet_Introduccion.pptx
Mosfet_Introduccion.pptx
 
Mosfet_Introduccion.pptx
Mosfet_Introduccion.pptxMosfet_Introduccion.pptx
Mosfet_Introduccion.pptx
 
00069525
0006952500069525
00069525
 
Transistores
TransistoresTransistores
Transistores
 
Catalogo de componentes
Catalogo de componentesCatalogo de componentes
Catalogo de componentes
 
FET.pdf
FET.pdfFET.pdf
FET.pdf
 
presentacion de campo.pdf
presentacion de campo.pdfpresentacion de campo.pdf
presentacion de campo.pdf
 
Transistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffetTransistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffet
 
Transistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffetTransistor de efecto de campo mosfet y ffet
Transistor de efecto de campo mosfet y ffet
 
Aplicaciones_Diodos.pptx
Aplicaciones_Diodos.pptxAplicaciones_Diodos.pptx
Aplicaciones_Diodos.pptx
 
Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...
Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...
Tenemos 3 tipos de convertidor DC a DC no aislados: configuraciones Buck, Boo...
 

Mehr von Belén Cevallos Giler

Elaboracion de circuitos modulos logicos programables
Elaboracion de circuitos modulos logicos programablesElaboracion de circuitos modulos logicos programables
Elaboracion de circuitos modulos logicos programablesBelén Cevallos Giler
 
Fundamentos a los controles industriales y los dispositivos
Fundamentos a los controles industriales y los dispositivosFundamentos a los controles industriales y los dispositivos
Fundamentos a los controles industriales y los dispositivosBelén Cevallos Giler
 
Sistemas de control de velocidad de motores
Sistemas de control de velocidad de motoresSistemas de control de velocidad de motores
Sistemas de control de velocidad de motoresBelén Cevallos Giler
 
Investigación de máquinas hidráulicas
Investigación de máquinas hidráulicasInvestigación de máquinas hidráulicas
Investigación de máquinas hidráulicasBelén Cevallos Giler
 

Mehr von Belén Cevallos Giler (20)

Estadio firewall iluminacion
Estadio firewall iluminacionEstadio firewall iluminacion
Estadio firewall iluminacion
 
Calculos luminotecnicos
Calculos luminotecnicosCalculos luminotecnicos
Calculos luminotecnicos
 
Elaboracion de circuitos modulos logicos programables
Elaboracion de circuitos modulos logicos programablesElaboracion de circuitos modulos logicos programables
Elaboracion de circuitos modulos logicos programables
 
Fundamentos a los controles industriales y los dispositivos
Fundamentos a los controles industriales y los dispositivosFundamentos a los controles industriales y los dispositivos
Fundamentos a los controles industriales y los dispositivos
 
instalaciones electricas
instalaciones electricasinstalaciones electricas
instalaciones electricas
 
iluminación y fuerza
iluminación y fuerzailuminación y fuerza
iluminación y fuerza
 
Capitulo 2 logo!(1)
Capitulo 2   logo!(1)Capitulo 2   logo!(1)
Capitulo 2 logo!(1)
 
Sistemas de control de velocidad de motores
Sistemas de control de velocidad de motoresSistemas de control de velocidad de motores
Sistemas de control de velocidad de motores
 
Reguladores de 3 terminales
Reguladores de 3 terminalesReguladores de 3 terminales
Reguladores de 3 terminales
 
Dispositivos optoelectrónicos
Dispositivos optoelectrónicosDispositivos optoelectrónicos
Dispositivos optoelectrónicos
 
Temp555
Temp555Temp555
Temp555
 
Rectificador en puente
Rectificador en puenteRectificador en puente
Rectificador en puente
 
Ganancia beta..............
Ganancia beta..............Ganancia beta..............
Ganancia beta..............
 
Transistor de unijuntura
Transistor de unijunturaTransistor de unijuntura
Transistor de unijuntura
 
Rectificadores
Rectificadores Rectificadores
Rectificadores
 
Flip flop
Flip flopFlip flop
Flip flop
 
Bombas de aspas flexibles
Bombas de aspas flexiblesBombas de aspas flexibles
Bombas de aspas flexibles
 
Motor combustion interna
Motor combustion internaMotor combustion interna
Motor combustion interna
 
Investigación de máquinas hidráulicas
Investigación de máquinas hidráulicasInvestigación de máquinas hidráulicas
Investigación de máquinas hidráulicas
 
Anexo ce 2
Anexo ce 2Anexo ce 2
Anexo ce 2
 

Mosfet

  • 1. ¿Por qué el MOSFET de enriquecimiento ha revolucionado la industria de los ordenadores? • Por su tensión umbral que es ideal para emplearse como dispositivo de conmutación. Cuando la tensión de puerta es mayor que la tensión umbral, el dispositivo conduce. Esta acción de corte-conducción es fundamental en la construcción de circuitos para ordenadores. Un ordenador común utiliza millones de MOSFET de enriquecimiento como conmutadores de conexión-desconexión para procesar datos.
  • 2. Inversor con carga pasiva MOSFET de enriquecimiento con una carga pasiva. La palabra pasiva se refiere a una resistencia normal, como RD. En este circuito, Vin puede ser alta o baja. Cuando Vin está en nivel bajo, el MOSFET está en corte y Vout es igual a la tensión de alimentación VDD.
  • 3. Cuando Vin está en nivel alto, el MOSFET conduce y VDD cae a un valor pequeño. Para que este circuito trabaje de forma adecuada, la corriente de saturación ID(sat) tiene que ser menor que I(on) cuando la tensión de entrada es igual o mayor que VGS(on). Esto es equivalente a decir que la resistencia en la zona óhmica tiene que ser mucho menor que la resistencia pasiva de drenador. Simbólicamente: RDS(on) « R D
  • 4. Este circuito se denomina inversor, ya que la tensión de salida es de nivel opuesto a la de entrada. Cuando la tensión de entrada está en nivel alto, la tensión de salida está en nivel bajo. Los circuitos de conmutación son menos exigentes que los amplificadores. Lo único que se requiere en los circuitos de conmutación es que las tensiones de entrada y de salida se puedan reconocer fácilmente, ya sea en nivel bajo o en nivel alto.
  • 5. Inversor con carga activa Los circuitos integrados (CI) constan de miles de transistores de tamaño microscópico, bipolares o MOS. Los primeros circuitos integrados también incluían resistencias de carga pasivas. Pero una resistencia de carga pasiva tiene una gran desventaja: su tamaño es mucho mayor que el de un MOSFET. Por ello, los circuitos integrados con resistencias de carga pasivas eran de mayor tamaño que los que se utilizan actualmente. Alguien encontró una solución al problema al inventar resistencias de carga activas. Éstas redujeron el tamaño de los circuitos integrados, lo que dio lugar a los ordenadores personales que tenemos hoy día.
  • 6. La idea fundamental fue eliminar las resistencias de carga pasivas. ¿Pero cómo? La Figura muestra el invento. Se denomina inversor con carga activa. El MOSFET inferior aún actúa como un conmutador, pero el MOSFET superior actúa como una resistencia de valor elevado. Observe que el MOSFET superior tiene su puerta conectada a su drenador. Por esta razón, se convierte en un dispositivo de dos terminales con una resistencia activa de valor: donde VDS(activa) e IDS(activa) son tensiones y corrientes en la zona activa.
  • 7. Para que el circuito trabaje de forma adecuada, la R del MOSFET superior debe ser grande comparada con la RDs(on) del MOSFET inferior. Por ejemplo, si el MOSFET superior actúa igual que una RD de 5 kΩ y el inferior igual que una RDS(on) de 667Ω, la tensión de salida será baja.
  • 8. Al ser VGS =VDS, cada punto de trabajo de este MOSFET tiene que estar en la curva de dos terminales de la figura. Si se comprueba cada punto de la curva de dos terminales, se verá que VGS =VDS.
  • 9. La curva de dos terminales de la figura significa que el MOSFET superior actúa como una resistencia de valor RD. Este valor cambia ligeramente para los diferentes puntos. Por ejemplo, en el punto más alto mostrado en la figura, la curva tiene ID =3 mA Y VDS =15 V.
  • 10. El siguiente punto hacia abajo Mediante un cálculo similar, el punto más bajo donde ID =0,7 mA y VDS = 5 V, tiene una RD=7,2 kΩ. Si el MOSFET inferior tiene las mismas características de salida que el superior, entonces tiene una RDS(on) de:
  • 11. CMOS Con el inversor de carga activa, la corriente de drenador con salida baja es aproximadamente igual para ID(SAT). Esto puede crear un problema en los equipos que funcionan con baterías. Una forma de reducir la corriente de drenador de un circuito digital es con el MOS complementario (CMOS) que combina MOSFET de canal n y de canal p. Q1 es un MOSFET de canal p y Q2 es de canal n. Estos dos dispositivos son complementarios; es decir, tienen valores iguales y opuestos de VGS(th), VGS(on), ID(on), etc. El circuito es similar a un amplificador en clase B porque un MOSFET conduce mientras el otro está en corte.
  • 12. Cuando un circuito CMOS se Funcionamiento básico emplea en una aplicación de conmutación, la tensión de entrada puede ser alta (+VDD) o baja (OV). Si la tensión de entrada es alta, QI está en corte y Q2 conduce. En este caso, el Q2 cortocircuitado lleva la tensión de salida a masa. Por otro lado, si la tensión de entrada es baja, Q1 conduce y Q2 está en corte. Ahora, el Ql cortocircuitado lleva la tensión de salida hasta +VDD. Como la tensión de salida está invertida, el circuito se denomina inversor CMOS.
  • 13. Variación de la tensión de salida con la de entrada Cuando la tensión de entrada es cero, la de salida es alta. Cuando la tensión de entrada es alta, la de salida es baja. Entre estos dos extremos hay un punto de cruce donde la tensión de entrada es igual a +V En este punto, ambos MOSFET tienen las mismas resistencias y la tensión de salida es igual a +VDD /2.
  • 14. Consumo de potencia La principal ventaja del CMOS es que su consumo de potencia es extremadamente bajo. La corriente de drenador en el punto Q viene determinada por el dispositivo que no conduce. Ya que la resistencia es del orden de MΩs, el consumo de potencia en el punto Q(reposo) se aproxima a cero. El consumo de potencia se incrementa cuando la señal de entrada cambia de baja a alta, y viceversa; a medio camino de la transición entre el nivel bajo y el alto, o viceversa, ambos MOSFET están activos. Esto significa que la corriente de drenador se incrementa temporalmente. Como esta transición es muy rápida, sólo existe un pulso breve de corriente. Un dispositivo CMOS disipa más potencia media cuando está en transición que cuando está en reposo. Como los pulsos de corriente son muy cortos, la potencia media disipada es muy baja en conmutación. De hecho, el consumo medio de potencia es tan pequeño que los circuitos CMOS a menudo se usan para aplicaciones con alimentación por baterías tales como calculadoras, relojes digitales y dispositivos de ayuda a los sordos.
  • 15. FET DE POTENCIA El uso principal de los MOSFET de enriquecimiento de baja potencia es en circuitos integrados digitales. No sucede lo mismo para aplicaciones de alta potencia, en cuyo caso el MOSFET de enriquecimiento es un dispositivo discreto ampliamente utilizado en aplicaciones que controlan motores, lámparas, disqueteras, impresoras, fuentes de alimentación, etc. En estas aplicaciones, el MOSFET de enriquecimiento se denomina FET de potencia.
  • 16. Dispositivos discretos Los fabricantes producen distintos tipos de dispositivos, tales como VMOS, TMOS, hexFET, trench MOSFET y waveFET. Todos estos FET de potencia emplean diferente geometría del canal para aumentar sus limitaciones máximas. Estos dispositivos tienen limitaciones de corriente desde 1 A hasta más de 200 A, y imitaciones de potencia desde 1 W a más de 500 W. Nótese que VGS(on) es 10 V para todos estos dispositivos. Al ser físicamente grandes, requieren valores altos de VGS(on) para asegurar el funcionamiento en la zona óhmica. Como se puede observar, las limitaciones de potencia son considerables, capaces de manejar aplicaciones pesadas como control en automoción, iluminación y calefacción. El análisis de un circuito FET de potencia es igual que para dispositivos de pequeña señal. Cuando se excita con una tensión V05(on) =10 V, un FET de potencia tiene una resistencia pequeña R una ID(sat) menor que ID(on) cuando V0 5 =V D5 (On) en la zona óhmica. Como antes, 0 5 (on) garantiza que el dispositivo está funcionando en la zona óhmica y actúa como una pequeña resistencia.
  • 17. • El FET de potencia a diferencia de los transistores bipolares no tiene escape térmico, y pueden ser conectados en paralelo.
  • 18. FET de potencia como interfase • Los circuitos integrados digitales son dispositivos de baja potencia porque pueden proporcionar sólo pequeñas corrientes de carga. Si se desea usar la salida de un CI para excitar una carga que necesita una gran corriente, se puede emplear un FET de potencia como interfase.
  • 19. La salida del CI digital excita la puerta del FET de potencia. Cuando la salida digital es alta, el FET de potencia es como un interruptor cerrado. Cuando la salida digital es baja, el FET de potencia es como un interruptor abierto. Una de las aplicaciones más importantes de los FET de potencia consiste en servir de interfase entre CI digitales (MOSFET y CMOS de pequeña señal) y cargas de alta potencia.
  • 20. • Cuando la salida del CMOS tiene valor alto, el FET de potencia actúa como un interruptor cerrado. En este caso, el arrollamiento del motor tiene una tensión de 12 V a su través y el eje gira. Cuando la salida del CMOS es baja, el FET de potencia está abierto y el motor para de girar.
  • 21. Convertidores dc-ac • Cuando hay un fallo repentino de alimentación, los ordenadores dejan de funcionar y se pueden perder datos de gran valor. Una solución consiste en utilizar un sistema de alimentación ininterrumpida (SAl). Un SAl contien euna batería y un convertidor dc-ac. La idea básica es ésta: cuando hay un fallo de alimentación, la tensión de la batería se convierte a una tensión alterna que alimenta el ordenador.
  • 22. Cuando la alimentación falla, se activan otros circuitos y generan una onda cuadrada para excitar la puerta. Esta onda conmuta el FET de potencia entre corte y activación. Como aparece una onda cuadrada a través de los arrollamientos del transformador, el arrollamiento secundario puede proporcionar la tensión alterna necesaria para mantener el ordenador funcionando.
  • 23. Convertidores dc-dc • Es un circuito que convierte una tensión continua de entrada en otra tensión continua de salida de valor mayor o menor. El FET de potencia conmuta produciendo una onda cuadrada a través del arrollamiento secundario. El rectificador de media onda y el filtro con condensador a la entrada producen, entonces, la tensión de salida Vout
  • 24. Usando diferentes relaciones de espiras podemos obtener tensiones de salida que son inferiores o superiores a Vino Para reducir el rizado se puede usar un rectificador de onda completa o un puente rectificador.
  • 25. Muestra de FET de Potencia