Curso de Electrónica Básica #2.11 – El Transistor MOSFET

Introducción

Después de comprender el funcionamiento del transistor bipolar (BJT), es momento de estudiar uno de los dispositivos más utilizados en la electrónica moderna: el transistor MOSFET.

El MOSFET es esencial en aplicaciones de potencia, conmutación y electrónica digital, y se encuentra en fuentes conmutadas, inversores, controladores de motores, microprocesadores y una enorme cantidad de dispositivos actuales.

En este artículo aprenderás qué es un MOSFET, cómo funciona, sus tipos, características, aplicaciones y cómo utilizarlo correctamente en tus circuitos electrónicos.

¿Qué es un transistor MOSFET?

El MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) es un transistor de efecto de campo controlado por voltaje, a diferencia del BJT que es controlado por corriente.

Se utiliza principalmente para:

• Conmutación (switching)
• Amplificación
• Control de potencia

Estructura del MOSFET

El MOSFET tiene tres terminales principales:

• Gate (G) → Terminal de control
• Drain (D) → Terminal de salida
• Source (S) → Terminal de referencia

📌 A diferencia del BJT:

El MOSFET no requiere corriente en la compuerta, solo voltaje.

Tipos de MOSFET

Existen dos clasificaciones principales:

1. MOSFET de canal N

• Más utilizado
• Mayor eficiencia
• Conduce cuando el voltaje en la compuerta es positivo respecto al source

2. MOSFET de canal P

• Menos eficiente
• Conduce con voltaje negativo en la compuerta

Modos de operación

1. Modo de enriquecimiento (Enhancement)

• El MOSFET está apagado por defecto
• Se activa aplicando voltaje en la compuerta

👉 Es el más común

2. Modo de agotamiento (Depletion)

• Está encendido por defecto
• Se apaga con voltaje en la compuerta

👉 Poco común

Funcionamiento del MOSFET

El MOSFET funciona creando un canal conductor entre Drain y Source mediante el voltaje aplicado en la compuerta.

¿Cómo funciona?

1. Se aplica voltaje en Gate
2. Se genera un campo eléctrico
3. Se forma un canal conductor
4. Fluye corriente entre Drain y Source

Voltaje umbral (Vgs(th))

Es el voltaje mínimo necesario para que el MOSFET comience a conducir.

📌 Importante:

• No significa conducción total
• Solo inicio de conducción

🔧 Relación básica del MOSFET

Donde:

• ID = Corriente de drenaje
• VGS​ = Voltaje Gate-Source
• Vth​ = Voltaje umbral
• k = Constante del dispositivo

Regiones de operación

1. Corte

• Vgs < Vth
• No conduce

2. Región lineal

• Actúa como resistencia
• Uso en control analógico

3. Saturación

• Conduce completamente
• Uso como interruptor

El MOSFET como interruptor

Esta es su aplicación más importante.

Ventajas:

• Alta eficiencia
• Baja pérdida de energía
• Alta velocidad

Ejemplo:

• Gate sin voltaje → apagado
• Gate con voltaje → encendido

El MOSFET como amplificador

También puede utilizarse en amplificación, especialmente en:

• Audio
• RF
• Circuitos analógicos

Parámetros importantes del MOSFET

1. Vgs máximo

Voltaje máximo permitido en la compuerta

2. Id máximo

Corriente máxima de drenaje

3. Rds(on)

Resistencia interna cuando está encendido

📌 Clave para eficiencia

4. Potencia máxima

Límite térmico

Ventajas del MOSFET sobre el BJT

Característica	MOSFET	BJT
Control	Voltaje	Corriente
Eficiencia	Alta	Media
Velocidad	Alta	Media
Consumo	Bajo	Mayor

Aplicaciones del MOSFET

1. Fuentes conmutadas

• Alta eficiencia

2. Inversores de potencia

• Como el que estás desarrollando

3. Control de motores

• PWM

4. Electrónica digital

• Base de microchips

5. Sistemas de energía solar

Ejemplo práctico: control de carga

Un MOSFET puede controlar:

• LEDs
• Motores
• Resistencias de potencia

Funcionamiento:

1. Señal en Gate
2. MOSFET conduce
3. Se activa la carga

Importancia de la resistencia en la compuerta

Aunque no consume corriente continua, se usa resistencia para:

• Evitar picos
• Controlar velocidad de conmutación
• Proteger el circuito

Errores comunes al usar MOSFET

❌ No usar resistencia en Gate

❌ No considerar Vgs(th) correctamente

❌ No usar disipador

❌ No revisar Rds(on)

❌ No usar driver en alta potencia

MOSFET de potencia

Son utilizados en:

• Inversores
• Fuentes SMPS
• Sistemas industriales

📌 Características:

• Alta corriente
• Baja resistencia
• Requieren disipación térmica

Diferencia entre MOSFET y BJT (resumen práctico)

• El BJT es como una válvula controlada por corriente
• El MOSFET es como un interruptor controlado por voltaje

Importancia en la electrónica moderna

El MOSFET es probablemente el componente más importante hoy en día porque:

• Permite alta eficiencia energética
• Es base de procesadores
• Se usa en casi todos los sistemas electrónicos modernos

Conclusión

El transistor MOSFET es una pieza clave en la electrónica moderna, especialmente en aplicaciones de potencia y conmutación.

Su capacidad de ser controlado por voltaje, su alta eficiencia y su rapidez lo convierten en el componente ideal para una gran variedad de aplicaciones.

Dominar el MOSFET es fundamental si quieres avanzar hacia electrónica de potencia, inversores, fuentes conmutadas y sistemas avanzados.

Recomendación para avanzar

El siguiente paso ideal en el curso es:

• Drivers para MOSFET
• PWM
• Fuentes conmutadas