Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

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2informaticos
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Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor 2informaticos Dom Nov 25, 2012 2:00 am

Hola compañeros, les presento hoy un tutorial básico sobre los transistores MOSFET.
Preciso que este documento trata sobre este tipo de transistores encontrados en las placas base de ordenador, sea portátil, o sobremesa…
Si alguna vez me voy a referir a algún tipo de MOSFET en particular, que no es habitual en las placas que trabajamos al diario, lo especificare.
He de recordar que en Internet pueden encontrar muchísima información teórica al respeto; basta con buscar en Google.
El documento es bastante amplio; por lo de las fotos...
Prefiero no partirlo, para ser mas facil de seguir todas las mediciones.

Para nosotros presenta interés el MOSFET enriquecido, ya que este se usa en las placas base.
Como dije, existen varios tipos de transistores MOSFET; este mismo siendo una variante del transistor FET (Field Effect Transistor).
En la primera foto pueden apreciar los símbolos mas habituales de los MOSFETs.
Imagen

En las placas que trabajamos, siempre el Substrato esta conectado internamente al Surtidor; por esa razón nuestros MOSFETs tendrán solo 3 pines. Con la excepción de los dobles transistores, que llevaran 6, u 8 pines, según el tipo de capsula.
Los que han arreglado alguna vez un sintonizador TV se acuerdan seguramente haberse encontrado los transistores MOSFET doble puerta; tómenlo como una divagación solamente…
El apunte más importante, es que los MOSFETs de las placas base, llevan siempre un diodo integrado, conectado en anti-paralelo con la conexión D-S.
Por esa razón, los símbolos mas utilizados en nuestros esquemas serian parecidos a los siguientes.
Imagen

En esta foto aparecen diodos tipo Schottky, pero habitualmente serian diodos normales, a base de Silicio.

Es el momento de hacer unos comentarios sobre las mediciones sobre estos transistores.
Si el terminal Gate no recibe una polarización adecuada, la conexión D-S estaría cerrada; es decir, no indicaría nada en el multimetro, en ningún sentido.
Ahora viene la cosa interesante. Como dije, todos los MOSFETs usados en placas base contienen un diodo, integrado en la misma capsula. Por esa razón, el multimetro nos indicara la presencia de este diodo, si lo polarizamos correctamente.
Imagen

Arriba se presenta el caso del MOSFET canal P y abajo el de canal N.
Habitualmente, se prefiere dibujar el símbolo del MOSFET de tal manera que los voltajes más altos aparezcan en la parte superior…
En los dibujos de la izquierda, el multimetro no indicara nada. En los casos de la derecha, el multimetro nos indicara la presencia del diodo.
Si el MOSFET lleva dentro un diodo de Silicio, el multimetro nos indicara 450-550 en escala diodos; es la misma que zumbador en la mayoría de los multimetros.
Si lleva un diodo Schottky, la indicación estará dentro de un rango inferior, 120-250.
La idea no es conseguir siempre una indicación exacta y reproductible; es imposible y tampoco nos interesa.
Si en alguna de las mediciones ejemplificadas, el multimetro nos indicaría 0 ohmios, o un valor muy bajo en los dos sentidos, entonces el transistor está mal.
Se supone que el MOSFET estaba cerrado, sin que su Gate hubiera sido disparada antes; es muy importante…

En Internet encontraran varios montajes que permiten comprobar rápidamente un MOSFET; muy recomendable para la comodidad de su trabajo.
Para los que prefieren comprobarlos con el multimetro, voy a describir los pasos a seguir.
Paso previo:
Recuerdan establecer el multimetro en modo diodos.
Este paso nos asegurara que el MOSFET estaría cerrado, cuando empezaremos las mediciones efectivas; por si acaso se quedo su Gate disparada…
Imagen

El multimetro no debe indicar nada en absoluto. Si nos encontraremos con algún valor, 0, 50, 100, o cualquier otro (incluso 900), el MOSFET está mal; en este caso lo tiramos directamente, sin necesidad de mediciones suplementarias.
1. Nos aseguramos primero de la integridad del diodo interno del MOSFET.
Imagen

El instrumento debe indicar según el tipo de diodo; revisen las explicaciones anteriores…
2. Ahora es el momento para “abrir” el transistor, disparando su terminal Gate.
Manteniendo la punta negra en Drain para canal N, movemos la punta roja hasta el pin Gate del MOSFET.
En caso del canal P, mantenemos la punta roja en Drain y movemos la punta negra en Gate.
Imagen

El multimetro no debe indicar nada en este paso. De lo contrario, damos el transistor por mal y no hace falta seguir las mediciones…
3. Comprobaremos ahora si el canal D-S esta abierto.
Para el transistor canal N, movemos la punta roja en Source, volviendo a la configuración del paso 1. En caso del canal P, movemos la punta negra.
Imagen

(Sorprendentemente no) descubrimos que esta vez el instrumento nos indica un valor muy bajo; hasta 0 ohms en caso de los transistores MOSFETs de potencia (prácticamente corto)…
Si esto no pasa, repetimos el paso 2, por si acaso no hemos hecho bien contacto.
En caso de no conseguir esta lectura muy baja, el transistor esta mal.
4. Comprobaremos ahora que el canal conduce en el otro sentido también.
Para esto, invertimos rápidamente las puntas del multimetro, llegando a la siguiente configuración.
Imagen

El instrumento debe indicar el mismo valor que en el paso 3.
Si mantenemos las puntas conectadas en esta configuración más tiempo, podemos ver que, en algunos casos, la indicación sube hasta salir fuera del rango. Esto no quiere decir que el transistor este mal…
5. Ha llegado la hora de comprobar si el canal “cierra” correctamente.
Sin mover la punta roja del Drain, para canal N, desplazamos la punta negra hacia el terminal Gate.
En el caso del canal P, desplazamos la punta roja hacia Gate; sin mover la punta negra desde Drain.
Llegaremos de este modo a la misma configuración que el paso previo
Imagen

6. Nos queda por revisar si el MOSFET está realmente cerrado.
Volvemos a la configuración anterior (paso 4) y el instrumento no debe indicar nada en absoluto.
De lo contrario, el transistor está mal.
Para esto movemos la punta negra, desde Gate, atrás en Source, para canal N.
En caso del canal P, desplazamos la punta roja.
Imagen

Si nuestro transistor, bajo test, supera todas las pruebas indicadas, podemos considerarlo en buen estado.
Para los que les parecería un poco liado todo eso, les aseguro que se necesitan menos de 10 segundos para todas esas mediciones.
Después de coger el truco, olvidaran de la necesidad de armar un probador de MOSFET casero, o comprar uno…

Les comento ahora unas consideraciones básicas sobre el funcionamiento del transistor MOSFET.
Deben recordar siempre que el funcionamiento de ese transistor depende de la polarización de sus terminales Gate y Source.
Un MOSFET de canal N se dispara para un voltaje positivo G-S; es decir Vgs>0.
En cambio, el de canal P se abre para Vgs<0.
Para un MOSFET de potencia, Vgs=10V es un dato de catalogo, considerado como referencia; es cuando el canal ya esta completamente abierto, presentando una minima resistencia de conducción (Rds).
En catálogo aparece también el valor Rds para Vgs=4.5V y se pueden notar algunas diferencias de comportamiento, aunque el canal esta abierto, pero no al máximo.
Existen MOSFETs que se abren completamente por solo Vgs=2.5V y se usan en las partes alimentadas con 3.3V (habitualmente de baja potencia, como 2N7002).
Hay que recordar que el MOSFET de canal N requiere en su Gate una tensión superior a la del terminal Source.
Por esa razón, en las etapas de entrada se usan habitualmente MOSFETs de canal P, en vez de N.
En aquellas placas que usan MOSFET de canal N como primer transistor de entrada (HP por ejemplo), se requiere la presencia de una tensión de 28V (+VH28) para disparar ese MOSFET; esto asegurara Vgs=+10V…
Imagen

En caso de usar un MOSFET canal P, se requiere que su Gate reciba una tensión inferior a la de Source, cual es la entrada. Por esa razón, el MOSFET se dispara para un potencial de 8-9V en Gate; resulta Vgs=-10V aproximadamente.
Imagen

Espero que a más de uno de ustedes le sirva de algo ese documento…
Por si sienten la necesidad de averiguar más sobre los transistores MOSFET, no duden en poner a prueba el buscador de Google.
Yo solamente intente exponer unas nociones básicas, que les permitan averiguar por donde seguir con una reparación que involucra estos transistores.
Ahora deberían saber ya que voltajes hay que buscar en sus terminales.
Ojo con los MOSFETs de potencia que pertenecen a la salida de las fuentes secundarias, o al circuito de carga batería; se controlan por trenes de impulsos (PWM), de alta frecuencia (300-500kHz).
Aunque el MOSFET podrá ser comprobado igual (fuera de la placa), en funcionamiento había otras cosas que revisar (en la placa).
Quizás algún día posteare otro tutorial sobre este capítulo…
Saludos y suerte.
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor jgilberto Dom Nov 25, 2012 6:31 am

Te luciste, me gustó mucho el tutorial, muy completo. Recordé los tiempos de estudio de los transistores de efecto de campo (FET) y los de efecto de campo de oxido metálico (MOSFET)
Siempre creí que los diodos internos eran schottky, por lo de PWM, aunque en las hojas de datos parecen zener
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor Xose_maria Dom Nov 25, 2012 9:29 pm

Un aporte cojonudísimo Vali. Muchas gracias.
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Alejandro_Sntl
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor Alejandro_Sntl Mié Nov 28, 2012 7:31 pm

Muy bueno!! gracias por ser tan ilustrativo
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor paco2012 Mié Nov 28, 2012 11:21 pm

Un gran aporte, y un gran trabajo sin duda. Ánimo , y a por la siguiente entrega.
Saludos.
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor plusgemdos Dom Dic 02, 2012 5:15 pm

Muchas gracias por el tutorial, que haríamos sin tí.

Un saludo a todo el foro.
El camino del aprendizaje es más dificil cuando lo haces en solitario.
lu
lukax77

Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor lukax77 Lun Dic 03, 2012 8:08 pm

Se agradece la informacion, es para destacar lo didactico de la explicacion, saludos.
brokenboy
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor brokenboy Mié Dic 05, 2012 9:55 am

Solo quería agradecerte el tiempo que dedicas a enriquecer este foro.
Hay 10 tipos de personas. Las que saben binario y las que no.
us
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor usuario Jue Dic 06, 2012 2:08 pm

joer que bueno sigue asi tio. y gracias
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salvador.g
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Re: Consideraciones basicas sobre los transistores MOSFET

Mensajepor salvador.g Jue Feb 14, 2013 1:10 am

Muchas gracias valí' con este tutorial y lo que me has enseñado ya tengo para poner en practica mis recientes conocimientos, muy buen tutorial. Gracias
salvador.g

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