Para desactivar, un MOSFET debe tener un \ $ V_ {gs} \ $ que es menor que un umbral. Idealmente debería ser 0.
Para los transistores inferiores (los de NMOS), esto es bastante fácil de entender: la fuente está conectada a tierra, por lo que el \ $ V_ {gs} \ $ se calcula simplemente como igual al voltaje aplicado a la compuerta. Si ha dicho que es una MCU de 5V, esto sería 5V (encendido) o 0V (apagado).
Para el transistor superior (los de PMOS), es un poco más confuso. Los transistores PMOS tienen un \ $ V_ {gs} \ $ que es negativo para ser activado. Para encender la puerta debe estar en un potencial más bajo que la fuente. Para apagar, la puerta debe estar en un potencial lo suficientemente cerca de la fuente para que sea menor que un umbral.
Debido a que la fuente del PMOS está conectada a 12 V en el primer circuito, su compuerta debe estar alrededor de 12 V para apagarse. Si maneja la puerta con una señal \ $ 5V \ $ directamente, su puerta será \ $ V_ {gs} = V_ {io} - V_ {sup} = 5 - 12 = -7V \ $. Si lo maneja con una señal de \ $ 0V \ $, entonces \ $ V_ {gs} = V_ {io} - V_ {sup} = 0 - 12 = -12V \ $. Si considera que el umbral estaría en algún lugar en la región de \ $ - 1.5V \ $, claramente el PMOS estaría activado en ambos casos, nunca podría desactivarlo.
Para evitar esto, se debe agregar un cambiador de nivel de tal manera que la puerta se maneje con \ $ 12V \ $ (apagado) o \ $ 0V \ $ (encendido). El BJT en el circuito actúa como un cambiador de nivel para convertir la señal de control de 5V en la señal de 12V requerida para la puerta del PMOS.
Sin embargo, hay un efecto secundario del circuito BJT utilizado que es que invierte la señal de control: un 0 se convierte en \ $ 12V \ $ (apagado) y un 1 se convierte en \ $ 0V \ $ (encendido). Como resultado, las señales de control deben conectarse en diagonal porque nunca desea que ambos transistores en el mismo semipuente estén encendidos al mismo tiempo; de lo contrario, cortocircuite la fuente de alimentación.
En este último circuito, su suministro de motor y las señales de control están al mismo nivel, lo que significa que no se necesita un cambio de nivel. La señal de control de 5 V puede apagar el PMOS porque puede crear \ $ V_ {gs} = V_ {io } - V_ {sup} = 5 - 5 = 0V \ $. Debido a que ya no tiene el cambiador de nivel de inversión, los MOSFET se conectan de modo que ambos transistores en el mismo medio puente tengan la misma señal de control. Ahora un 0 enciende el PMOS pero desactiva el NMOS, y un 1 enciende el NMOS pero apaga el PMOS. Esto garantiza que los dos transistores en el mismo medio puente nunca se enciendan al mismo tiempo.
