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FUENTESFUENTES
componente electrónico encargado de transformar la corriente de la red eléctrica con una tensión de 200V ó 125V, a una corriente con una tensión de 5 a 12 voltios (que es la necesaria para nuestro computador y sus componentes).Como los componentes de la PC funcionan con corriente continua, lógicamente la corriente alterna no nos sirve, ya que los mismos no funcionarán.Para ello se utiliza un componente llamado puente rectificador, que será el encargado de transformarla corriente alterna en corriente continua, logrando que el voltaje no baje de 0 voltios. Una vez obtenida la corriente continua,
Posteriormente se pasa a la fase de filtrado, que procede en alisar al máximo la señal eléctrica, para que no se den oscilaciones, lo cual se consigue por medio de uno o varios condensadores, que retienen la corriente a modo de batería y la suministran de forma constante.
Una vez que obtenemos una señal continua solo falta estabilizarla, para que cuando aumente o descienda la corriente de entrada a la fuente, no afecte a la salida de la misma, lo cual se consigue por medio de un regulador.
TIPOS TIPOS DE DE FUENTES FUENTES
FUENTES ATFUENTES AT("Advanced Technology") ó tecnología avanzada, Se le puede llamar fuente de poder AT, fuente
de alimentación AT, fuente analógica, fuente de encendido mecánico, entre otros nombres.
Esta fuente es un dispositivo que se monta en el gabinete de la computadora y que se encarga básicamente de transformar la corriente alterna de la línea eléctrica del enchufe doméstico en corriente directa; la cuál es utilizada por los elementos electrónicos y eléctricos de la computadora.
Otras funciones son las de suministrar la cantidad de corriente y voltaje que los dispositivos requieren así como protegerlos de problemas en el suministro eléctrico como subidas de voltaje.
tiene un interruptor que al oprimirse cambia de posición y no regresa a su estado inicial hasta que se vuelva a pulsar.
Es una fuente ahorradora de electricidad, ya que no se queda en "Stand by" ó en estado de espera; esto porque al oprimir el interruptor se corta totalmente el suministro.
Es una fuente segura, ya que al oprimir el botón de encendido se interrumpe la electricidad dentro de los circuitos, evitando problemas de cortos.
Si el usuario manipula directamente el interruptor para realizar alguna modificación, corre el riesgo de choque eléctrico, ya que esa parte trabaja directamente con la electricidad de la red eléctrica doméstica.
PARTES DE LA FUENTA PARTES DE LA FUENTA ATAT 1. Ventilador: expulsa el aire caliente del
interior de la fuente y del gabinete, para mantener frescos los circuitos.
2. Conector de alimentación: recibe el cable de corriente desde el enchufe doméstico.
3. Selector de voltaje: permite seleccionar el voltaje americano de 120V ó el europeo de 240V.
4. Conector de suministro: permite alimentar cierto tipo de monitores CRT.
5. Conector AT: alimenta de electricidad a la tarjeta principal.
6. Conector de 4 terminales IDE: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas.
7. Conector de 4 terminales FD: alimenta las disqueteras.
8. Interruptor manual: permite encender la fuente de manera mecánica.
FUENTE ATXFUENTE ATX
("Advanced Technology eXtended") ó tecnología avanzada extendida,
Se le puede llamar fuente de poder ATX, fuente de alimentación ATX, fuente digital, fuente de encendido digital, fuentes de pulsador.
Dispositivo que se monta internamente en el gabinete de la computadora , la cuál se encarga básicamente de transformar la corriente alterna de la línea eléctrica comercial en corriente directa; la cuál es utilizada por los elementos electrónicos y eléctricos de la computadora.
Suministrar la cantidad de corriente y voltaje que los dispositivos requieren así como protegerlos de problemas en el suministro eléctrico como subidas de voltaje.
Es de encendido digital, es decir, tiene un pulsador que al activarse regresa a su estado inicial, sin embargo ya generó la función deseada de encender ó apagar.
Algunos modelos integran un interruptor trasero para evitar consumo innecesario de energía eléctrico durante el estado de reposo "Stand By",
Este tipo de fuentes se integran desde los equipos con microprocesador INTEL PENTIUM MXX hasta los equipos con los mas modernos microprocesadores.
Partes que componen la Partes que componen la fuente ATXfuente ATX1.- Ventilador: expulsa el aire caliente del
interior de la fuente y del gabinete, para mantener frescos los circuitos.2.- Interruptor de seguridad: permite encender la fuente de manera mecánica.3.- Conector de alimentación: recibe el cable de corriente desde el enchufe doméstico.4.- Selector de voltaje: permite seleccionar el voltaje americano de 127V ó el europeo de 240V.5.- Conector SATA: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas tipos SATA.6.- Conector de 4 terminales: utilizado para alimentar de manera directa al microprocesador.7.- Conector ATX: alimenta de electricidad a la tarjeta principal.8.- Conector de 4 terminales IDE: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas.9.- Conector de 4 terminales FD: alimenta las disqueteras.
ELECTRONICA DE ELECTRONICA DE POTENCIA POTENCIA
semiconductores
Introducción Introducción La tarea de la electrónica de potencia
es controlar el flujo de potencia por medio de la conformación de voltaje de la red publica utilizando dispositivos semiconductores de potencia.
Una de sus importancia esta controlar los procesos o automatización en las industrias
Objetivo de la Electrónica de Objetivo de la Electrónica de Potencia Potencia
Los semiconductores, trabajando en conmutación,deben cumplir las siguientes características:
• Tener 2 estados claramente definidos, uno de alta impedancia (bloqueo) y otro de baja impedancia (conducción).
• Poder controlar el paso de un estado a otro con facilidad y con reducida potencia de control.
• Ser capaces de soportar altas tensiones cuando están bloqueados y elevadas intensidades, con pequeñas caídas de tensión entre sus extremos, cuando están en conducción.
• Rapidez de funcionamiento para pasar de un estado a otro.
Elementos en la Electrónica de Elementos en la Electrónica de PotenciaPotencia
Por tanto, cuando se habla en EP, se habla necesariamente de:
POTENCIA, refiriéndose a equipos para operación y distribución de potencia eléctrica.
ELECTRÓNICA, refiriéndose a dispositivos de estado sólido y circuitos de procesado de señal para alcanzar los objetivos de control deseados.
CONTROL, refiriéndose a las características estáticas y dinámicas de sistemas de control en lazo cerrado.
Sistema de PotenciaSistema de Potencia1. Un circuito de Potencia,
compuesto de semiconductores de potencia y elementos pasivos, que conecta la fuente primaria de alimentación con la carga.
2. Un circuito de control, que procesa la información proporcionada por el circuito de potencia y genera las señales de excitación que determinan el estado de los semiconductores, controlados con una fase y secuencia conveniente.
Aplicaciones de la electrónica de Aplicaciones de la electrónica de potencia potencia Tipo de Aplicación
Detalles
Residencial Refrigeración, congelación, calefacción ,iluminación, electrónica (computadoras, Laptops, equipos de entretenimiento)
Comercial Equipos de oficina, Fuente ininterrumpida de energía (UPS) Elevadores
Industrial Bombas , Compresores, Maquinarias de herramienta, Hornos de inducción y arco, Soldadura, Cargador de baterías para autos
Transporte Control de transición de vehículos eléctricos Locomotoras, Tranvías, Metros, Electrónica automotriz
Aeroespacial Sistemas de alimentación de energía para las naves espaciales, sistemas de alimentación para satélites, sistema de alimentación para aviones.
Redes Eléctricas Transmisión de alto voltaje DC (HVDC), generación estática de potencia reactiva, fuentes alternas de energías,
Telecomunicaciones
Cargadores de baterías y fuente de energía
Clasificación de los Clasificación de los convertidores de Potenciaconvertidores de Potencia
Mediante:1.La función del convertidor2.Forma de conmutación del dispositivo:
Convertidor de frecuencia de líneas, donde el voltaje de la red publica presente en uno de los lados del convertidor facilita el apagado de los dispositivos de potencia.
Convertidor conmutado, donde el interruptor controlado presente en el convertidor es conmutado a frecuencias altas comparado con la frecuencia de línea.
Interruptores electrónicos de Interruptores electrónicos de Potencias.Potencias.
La realización del análisis de los convertidores de potencias se hace más fácil si se consideran los dispositivos semiconductores de potencia como interruptores ideales.
Clasifican: 1.Diodos 2.Tiristores 3.Interruptores Controlables.
Interruptores Electrónicos Interruptores Electrónicos
Diodos Diodos
Característica del Diodo de Característica del Diodo de Potencia Potencia
Durante el proceso de disparo los diodos pueden ser considerado normalmente como interruptor ideal ya que su velocidad de conmutación es mucho mayor a la velocidad de cambio de estado de las variables eléctricas en un circuito de potencia.
Sin embargo durante el bloqueo de la corriente del diodo, se invierte durante un tiempo conocido como tiempo de recuperación reversa (trr). Durante ese tiempo la corriente también alcanza un valor máximo conocido como corriente de recuperación inversa (Irr) .
Esto puede provocar sobrevoltaje en circuitos de características inductivas
Tiempo de recuperación Tiempo de recuperación directadirecta Si se aplica a un diodo un escalón de
corriente IF de amplitud comparable o mayor que la de régimen como se indica en la figura a, la tensión sobre el diodo presenta un sobrepico como se refleja en la figura b.
Este efecto es debido a que inicialmente el diodo no actúa como un elemento de unión de difusión p-n sino como una resistencia al no haber transcurrido aún el tiempo necesario para que se produzca la distribución de cargas de régimen estacionarioPor simplicidad, se supone que inicialmente el diodo no se encuentra polarizado en sentido inverso, por lo que se desprecia el tiempo necesario para cargar la capacidad de transición o cualquier capacidad exterior en paralelo con el diodo.
iIf
Vd
Vd
a
b
c
Tiempo de recuperación Tiempo de recuperación inversainversa
La principal limitación en el uso de un diodo como llave se encuentra al pasar de la condición de conducción a la de corte.
Si se somete un circuito como el de la figura a un escalón negativo de tensión como el de la figura b, se obtienen las formas de onda de la figura .
Inicialmente el diodo conduce en sentido directo una corriente IF = VF/RL , despreciando VD frente a Vi.
De la observación de las curvas de la figura 11 se desprende que al invertirse bruscamente la tensión de entrada, la corriente no cae a cero sino que adquiere el valor de IR = -VR/R durante un tiempo ts, cayendo luego a I0 al cabo de tt. La caída directa en el diodo permanece con igual polaridad durante el tiempo ts y recién bloquea la tensión inversa una vez transcurridos los tiempos ts+ tt.
a
b
Vi Vo
Vi Vf
-Vr
Io IF
-I R
pn - pno
Vd
ts ttPol. Directa
Fenómeno de Fenómeno de recuperación recuperación
Ejemplo Ejemplo El tiempo de recuperación en inverso de un
diodo es trr=5µs y se encuentra en un circuito donde la velocidad de caída de la corriente, en el paso a corte del diodo, es di/dt=50A/µs.
a) Obtener el valor de pico de la corriente en inverso IRR que soportará el diodo.
b) ¿En cuanto se reducirá este valor si elegimos un diodo rápido de trr=200ns?
Nota: Suponer trr≈Tiempo de caida de corriente en el diodo.
Solución: a) IRR=250A, b) IRR=10A
Un diodo 1N3879 opera con una corriente
inicial de 20A y una temperatura de unión de 100ºC. Este diodo se encuentra conectado en un circuito cuya corriente alcanza una velocidad de cambio de 20A/ms.
Encontrar trr y IRM. (Dato: QRR = 0.22 mC.).
Sol: 0.148 ms; 2.97A
El tiempo de recuperación inversa de un diodo es trr = 3ms, y di/dt=30A/ms., determinar:
A) La carga de almacenamiento, B) Corriente inversa.
Sol: A) 135 mC; B) 90A
Diodos SchottkyDiodos Schottkyes un dispositivo semiconductor que proporciona
conmutaciones muy rápidas entre los estados de conducción directa e inversa (menos de ns en dispositivos pequeños de 5 mm de diámetro) y muy bajas tensiones umbral (también conocidas como tensiones de codo,)
La tensión de codo es la diferencia de potencial mínima necesaria para que el diodo actúe como conductor en lugar de circuito abierto; esto, claro, dejando de lado la región Zener, que es cuando más bien existe una diferencia de potencial lo suficientemente negativa para que a pesar de estar polarizado en contra del flujo de corriente éste opere de igual forma como lo haría regularmente.
Funcionamiento Funcionamiento A frecuencias bajas un diodo normal puede conmutar
fácilmente cuando la polarización cambia de directa a inversa, pero a medida que aumenta la frecuencia el tiempo de conmutación puede llegar a ser muy bajo, poniendo en peligro el dispositivo.
El diodo Schottky está constituido por una unión metal-semiconductor (barrera Schottky), en lugar de la unión convencional semiconductor P - semiconductor N utilizada por los diodos normales.
Así se dice que el diodo Schottky es un dispositivo semiconductor "portador mayoritario". Esto significa que, si el cuerpo semiconductor está dopado con impurezas tipo N, solamente los portadores tipo N (electrones móviles) desempeñarán un papel significativo en la operación del diodo y no se realizará la recombinación aleatoria y lenta de portadores tipo N y P que tiene lugar en los diodos rectificadores normales, con lo que la operación del dispositivo será mucho más rápida.
Estructura Estructura El schottky se forma al
poner una capa delgada de lamina de metal directamente sobre el semiconductor .
En el cual la capa delgada de metal corresponde al electrodo positivo y el semiconductor al elemento negativo .
El voltaje de ruptura esta entre 0,3v y 0,4v
Aplicación Aplicación El diodo Schottky se emplea
en varios circuitos integrados de lógica TTL.
Por ejemplo los tipos ALS y AS permiten que los tiempos de conmutación entre los transistores sean mucho menores puesto que son más superficiales y de menor tamaño por lo que se da una mejora en la relación velocidad/potencia.
El tipo ALS permite mayor potencia y menor velocidad que la LS, mientras que las AL presentan el doble de velocidad que las Schottly TTL con la misma potencia.
Hoja de Especificaciones Hoja de Especificaciones
Diodo de Frecuencia de Diodo de Frecuencia de Línea Línea
Esto diodos son diseñado para que su caída de voltaje en directa durante la conducción sea lo más bajo posible, con el propósito de disminuir las perdidas durante la conducción. La desventaja es su tiempo de recuperación reversa es algo elevado.
Las especificaciones de estos diodo esta en el orden de voltaje pico inverso de varios kilovoltios y corriente de varios kiloamperios.
Estos diodos pueden conectarse en serie y en paralelo con objeto de satisfacer cualquier especificación de corriente y tensión.
Diodo de Recuperación Diodo de Recuperación Rápida Rápida
Estos diodo son diseñado para ser utilizado en circuito de altas frecuencias en combinación con interruptores controlables, donde sea necesario tener un tiempo de recuperación reversa muy pequeño.
Utilizado en los convertido DC-DC y DC-AC.
Diodos típicos en fuentes de poder para soldar 1500 V a 400
Diodo en serieDiodo en serie Los diodo en HVDC se conecta en serie para aumentar
sus posibilidades de bloqueo inverso. Circuito de diodos en serie Los dos diodos que se muestran en la figura 2.11 están
conectados en serie, un voltaje total de VD = 5 kV. Las corrientes de fuga inversas de los dos diodos son IS1
= 30 mA e IS2 = 35 mA.
(a) Encuentre los voltajes de diodo, si las resistencias de distribución del voltaje son iguales, R1= R2 = R = 100kΩ.
(b) Encuentre las resistencia de repartición del voltaje R2 si R1=100K
, si los voltajes del diodo son iguales, VD1 = VD2 = VD/2.
Diodos en ParalelosDiodos en Paralelos
Rectificadores Rectificadores Controlados Controlados
Una desventaja de este tipo de rectificadores es que no permite controlar el valor medio de la tensión en la carga, dependiendo ésta de la tensión alterna y del tipo de rectificador empleado.
Si en los circuitos rectificadores con diodos se sustituyen, total o parcialmente los diodos por tiristores, se obtendrán sistemas rectificadores controlados, que permiten la regulación del valor medio de la tensión en la carga, en función del ángulo de disparo de los tiristores. Los rectificadores controlados con tiristores siguen predominando en aquellas aplicaciones en las que se requieren potencias elevadas o en las que es necesario poder invertir el flujo de potencia,es decir que el sistema rectificador actúe también como inversor.
Los rectificadores controlados utilizan elementos semiconductores controlables (tiristores), gracias a los cuales podemos variar el valor medio de la tensión continua aplicada a la carga si controlamos su ángulo de disparo.
Rectificadores No Rectificadores No Controlados Controlados
Los rectificadores no controlados utilizan elementos semiconductores tales como diodos semiconductores.
Los diodos semiconductores tienen una diversidad de aplicaciones en la electrónica y en la ingeniería eléctrica. Son aplicados en la electrónica de potencia para la conversión de energía eléctrica.
Los convertidores de ca a cd se conocen comúnmente como rectificadores, los rectificadores de diodos entregan a la salida un potencial fijo de corriente directa.
La clasificación de los rectificadores no controlados es como se ilustra:
Entre el gran número de aplicaciones existentes que utilizan circuitos rectificadores podemos citar los siguientes:
* Fuentes de alimentación. * Cargadores de baterías. * Alimentación de motores de
cd. * Procesos metalúrgicos. * Equipos de soldadura. * Equipos de calentamiento
inductivo y capacitivo.
Transistores de PotenciaTransistores de PotenciaEntre los transistores de potencia
utilizados en la electrónica de potencia están:
el BJT de potencia, el DARLINGTON de potencia, el MOSFET de potencia el IGBT
Ellos tienen características diferente y aplicaciones diferentes, siendo el BJT el de menos aplicación por su poca ganancia de corriente
Transistor Bipolar de Transistor Bipolar de Potencia (BJT)Potencia (BJT)
Zona de funcionamiento
1.Corte 2.Saturación 3.Activa
Darlington Darlington En electrónica, el transistor Darlington es un
dispositivo semiconductor que combina dos transistores bipolares (a veces llamado par Darlington) en un único dispositivo.
La ganancia de un Darlington
Si β1 y β2son suficientemente grandes, se da que:
La tensión base-emisor también es mayor, siendo la suma de ambas tensiones, y para transistores de silicio es superior a 1.2V.
Ejemplo Ejemplo
Solución Solución
MOSFET MOSFET ((Transistor Efecto de Campo, Semiconductor Metal-Transistor Efecto de Campo, Semiconductor Metal-Oxido, Oxido, ))
Así como el transistor bipolar se controla por corriente, los MOSFET son transistores controlados por tensión.
Los valores nominales llegan a alcanzar hasta 1000V y 50A. Las frecuencias de conmutación del MOSFET´s son mayores que las del BJT y se utilizan en convertidores que operan por encima de 100kHz.
Principio de funcionamiento Principio de funcionamiento y estructuray estructura
El terminal de puerta G (Gate) está aislado del semiconductor por óxido de silicio(SiO2).
La unión PN define un diodo entre la Fuente S (Source) y el Drenador D (Drain), el cual conduce cuando VDS < 0.
El funcionamiento como transistor ocurre cuando VDS > 0.
Las figuras muestran las estructuras básicas del transistor.
Cuando una tensión VGS > 0 es aplicada, el potencial positivo en la puerta repele los agujeros en la región P, dejando una carga negativa, pero sin portadores libres. Cuando esta tensión alcanza un cierto valor umbral (VT), electrones libres (generados principalmente por efecto térmico) presentes en la región P son atraídos y forman un canal N dentro de la región P, por el cual se hace posible la circulación de corriente entre D y S. Aumentando VGS, más portadores son atraídos, ampliando el canal, reduciendo su resistencia (RDS), permitiendo el aumento de ID. Este comportamiento caracteriza la llamada “región óhmica”.
Zona de trabajo de los Zona de trabajo de los MOSFETMOSFET - Corte: La tensión entre la puerta y la
fuente es más pequeña que una determinada tensión umbral (VT), con lo que el dispositivo se comporta como un interruptor abierto.
- Óhmica: Si la tensión entre la puerta y la fuente (o surtidor) es suficientemente grande y la tensión entre el drenador y la fuente es pequeña, el transistor se comporta como un interruptor cerrado, modelado por una resistencia, denominada RON.
- Saturación: Si el transistor está cerrado pero soporta una tensión drenador-surtidor elevada, éste se comporta como una fuente de corriente constante, controlada por la tensión entre la puerta y el surtidor. La disipación de potencia en este caso puede ser elevada dado que el producto tensión-corriente es alto.
Encapsulados de MOSFET
TO 220
D 61
TO 247
EL M
OSFE
T D
E PO
TENC
IA
TO 3
EL M
OSFE
T D
E PO
TENC
IA
G
D
S
D
GS
Canal N
Canal P
El transistor de Efecto de Campo Metal-Óxido-Semiconductor
Es un dispositivo unipolar: la conducción sólo es debida a un tipo de portador
Conducción debida a electrones
Conducción debida a huecos
Los más usados son los MOSFET de canal NLa conducción es debida a los electrones y por tanto, son más rápidos
Curvas características del MOSFETEL
MOS
FET
DE
POTE
NCIA
ID [mA]
VDS [V]
4
2
42 60
• Curvas de salida
• Curvas de entrada:No tienen interés (puerta aislada del canal)
Referencias normalizadas
VGS < VTH = 2V
VGS = 2,5VVGS = 3VVGS = 3,5V
VGS = 4V
VGS = 4,5V+
-VDS
ID
+
-VGS
GD
S
EL M
OSFE
T D
E PO
TENC
IA
VDS [V]
ID [mA] 4
2
84 120VGS = 2,5V
VGS = 3VVGS = 3,5V
VGS = 4V
VGS = 4,5V
VGS = 0V< 2,5V< 3V < 3,5V< 4V
Comportamiento resistivo
Comportamiento como fuente de corriente
VGS < VTH = 2V< 4,5V
Comportamiento como circuito abierto
10V
Curvas características del MOSFET
+
-VDS
ID
+ - VGS
2,5K
G
D
S
Tiempo de conmutación del MOSFET Tiempo de conmutación del MOSFET • Los MOSFET de potencia son más rápidos que otros dispositivos
usados en electrónica de potencia (tiristores, transistores bipolares, IGBT, etc.)
• Los MOSFET de potencia son dispositivos de conducción unipolar. En ellos, los niveles de corriente conducida no están asociados al aumento de la concentración de portadores minoritarios, que luego son difíciles de eliminar para que el dispositivo deje de conducir
• La limitación en la rapidez está asociada a la carga de las capacidades parásitas del dispositivo
• Hay, esencialmente tres: - Cgs, capacidad de lineal - Cds, capacidad de transición Cds k/(VDS)1/2
- Cdg, capacidad Miller, no lineal, muy importante
Conmutación de MOSFETConmutación de MOSFET
• Los fabricantes de MOSFET de potencia suministran información de tres capacidades distintas de las anteriores, pero relacionadas con ellas:
- Ciss = Cgs + Cgd con Vds=0 ( capacidad de entrada)
- Crss = Cdg (capacidad Miller)
- Coss = Cds + Cdg ( capacidad de salida)
Tiempo de conmutación de Tiempo de conmutación de los MOSFETlos MOSFET
Este es un circuito donde un transistor MOSFET canal n pasa de estado de corte al de conducción y viceversa al ser excitado por una fuente en la compuerta.
Dado que los MOSFET son dispositivos comandados por tensión y no por corriente, debe tenerse en cuenta para la conmutación cómo se cargan y descargan todas sus capacidades,
V DD
V GG
R l
Ri
Onda de Onda de VVGG,GG, V VGS,GS, V VDSDS.. En t=0 se aplica VGG al MOS que se
encontraba cortado con VGS=0 y VGD=VDD, valores a los cuales están cargados CGS y CGD, El MOS permanece sin conducir el tiempo T1 necesario para cargar la capacidad de entrada a VT. Transcurrido T1 las capacidades quedan cargadas según se indica en la figura . Durante este intervalo, la capacidad de entrada es Ci=Cgs+Cgd sus valores son bajos
Concluido el tiempo T1 el MOS comienza a conducir y su tensión VDS disminuye. El MOS se encuentra ya en zona activa, y durante T2 su capacidad de entrada se ve afectada por el efecto Miller, Ci=Cgs+(1+A)Cgd. Debe tenerse en cuenta que la capacidad de entrada se ve incrementada no solo por el efecto Miller, sino por el incremento propio de Cgs y Cgd cuando VGD /VGS > VT
T1 T2 T3 T4 T5 T6
V DS
V GS
V GG
Regiones: I II III
t = 0
Vg1
Vg2Vg1 = VT
Vg2 si DVDS = 0
VDD
G V DD
D
S
RlCgd
Cgs
CdsVCgd = VDD - Vg1VCgs = VTVCds = VDD
+
+
-
-
+
-
Onda de Onda de VVGG,GG, V VGS,GS, V VDSDS Al final de T2, y suponiendo VDS = 0,5V, las capacidades del MOS se encuentran cargadas a los valores indicados en la figura .
La variación de CGD con la tensión drenaje-fuente durante T2 se ve reflejada en la curva de VGS de la figura , la que inicialmente presenta una pendiente elevada, para disminuir paulatinamente a medida que VDS tiende a su valor mínimo.
Llegado a esta condición el MOS está saturado. No hay más cambios en VDS o IDS, no hay en consecuencia efecto Miller y la capacidad de entrada Ci=Cgs+Cgd termina de cargarse a su valor final. La Ci durante T3 es mayor que durante T1 debido al aumento de CGS y CGD al encontrarse el MOS en conducción.
El proceso de apagado es similar. Durante el tiempo T4 el MOS está completamente conductivo, no hay variación de VDS ni efecto Miller y se elimina el exceso de carga de Ci.
Durante T5 el MOS comienza nuevamente a funcionar como un integrador Miller. La salida varía lentamente hasta que la capacidad de Miller disminuye, luego ésta varía más rápidamente hasta que finalmente el MOS llega al estado de OFF.
En T6 el MOS ya está cortado y la capacidad de entrada termina de descargarse.
Sobre la curva VDS pueden definirse los tiempos de conmutación de un MOSFET. Se define un tiempo de retardo de encendido, como el lapso a partir de aplicarse la tensión VGG de
VCgd = Vg2 - VDS(ON)VCgs = Vg2VCds = 0,5
G V DD
D
S
RlCgd
Cgs
Cds
+
+
-
-
+
- Rds
EL
MO
SFE
T D
E P
OTE
NC
IA
• En los últimos tiempos se han mejorado sustancialmente los valores de RDS(on) en dispositivos de VDSS relativamente alta (600-1000 V)
MOSFET de los años 2000
MOSFET de 1984
